CC BY
10
ТУ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИИ ПРОГРЕСС
УДК 681.532.63
К 50-ЛЕТИЮ СОЗДАНИЯ ПЕРВОГО И САМОГО ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО В МИРЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО БЛЮМИНГА 1300
Б. Н. Поляков
Академия инженерных наук Российской Федерации
Дана инженерная оценка эпохального проекта ХХ века в металлургии и тяжёлом машиностроении - создания самого высокопроизводительного в мире автоматизированного блюминга 1300 - в связи с 50-летием его пуска в эксплуатацию на Криворожском металлургическом комбинате, что с позиции достижений в автоматизации, новых научных, технологических и конструкторских решений дало основу для последующих автоматизированных прокатных станов и установок непрерывной разливки стали, а также проведения унификации оборудования почти всех обжимных станов Советского Союза при их реконструкции. Представлены основные участники проектирования блюминга, наладки автоматики и дальнейшего совершенствования оборудования и автоматических систем: учёные и конструкторы, технологи-прокатчики и научные сотрудники, талант, изобретательность, смелость, мужество и достижения которых дают все основания остаться в памяти широкой инженерной и научной общественности России.
Ключевые слова: прокатные станы, блюминг, автоматизация, управляющие вычислительные машины.
В период конца 50-х и начала 60-х годов прошлого столетия в бывшем Советском Союзе создавался уникальный, эпохальный и грандиозный проект самого высокопроизводительного в мире прокатного стана ХХ века - блюминга-автомата 1300, с комплексной системой автоматизации всех технологических процессов, механизмов и агрегатов, в том числе и с помощью управляющих вычислительных машин (УВМ). Этот проект по фундаментальности и мощи для отечественной металлургии, тяжелого электро-и электронного машиностроения приближался к достижениям советской науки, технологии и техники в космонавтике, ракетостроении, в оборонной промышленности и успехам во многих теоретических и прикладных разделах различных научных отраслей.
Для того чтобы ощутить величие, масштабность, научную и практическую значимость огромной работы по автоматизации блюминга 1300, хотелось бы дать фрагментарную и краткую с инженерной точки зрения характеристику того экономического периода, в который создавался проект блюминга-автомата и проводились соответствующие научные исследования.
Период 50-60-х годов - это период интенсивного восстановления колоссальных разрушений в экономике, промышленности и социальных общественных структур после Второй мировой войны,
и в то же время - это период «холодной войны» и экономического бума, расцвета науки и мирового значения достижений в промышленности, повышения оборонного потенциала и перехода на самые передовые технологии и технику. Именно этот период характеризовался:
- формированием новых научных и промышленных отраслей, работающих на создание и совершенствование атомного оружия, ракетостроения и космонавтику;
- созданием научных основ и промышленных разработок первых отечественных аналоговых и цифровых вычислительных и управляющих машин;
- созданием и достижениями в разработках новых отраслей науки: вычислительной математики (численных методов), теоретической и прикладной механики; появлением и началом интенсивного развития теории программирования, прикладных численных методов в теории упругости и пластичности, математической теории оптимальных процессов и её численных методов линейного и нелинейного программирования, прикладных разработок в теории управления и теории надёжности, развитием и применением новых технологических процессов и машин в металлургии и машиностроении, вызванных потребностями космонавтики и ракетостроения.
Под стать грандиозным достижениям в отечественной металлургии и тяжелом машиностроении -наиважнейших отраслях советской экономики -был выдвинут уникальный проект создания самого высокопроизводительного в мире прокатного стана параллельно с самыми большими шагающими экскаваторами и другими гигантами машиностроения. «Гигантизм» был не только ведущей идеей, но и содержанием экономической и идеологической политики Союза. Это логично и естественно, последовательно и адекватно корреспондируется с героической Победой советского народа во Второй мировой войне, это соразмерное желание показать экономическую и научную мощь и преимущества страны и её коммунистической идеологии, несомненную «победу» в соревновании с капиталистической системой в «холодной войне». Это была искренняя и честная вера, элемент разума и совести большинства народа, в том числе многочисленного инженерного и научного корпуса.
Проект автоматизированного блюминга сконцентрировал все лучшие на тот период научные и конструкторские достижения в развитии технологических процессов в металлургии, тяжёлом и энергомашиностроении, в электроприводе, электронике и вычислительной технике. По существу, это была одна из первых самостоятельных конструкторских разработок советских инженеров, накопивших к тому времени почти 20-летний практический опыт в проектировании прокатных станов без оглядки на западные разработки.
Параллельно созданию проекта и конструкторским разработкам, а в дальнейшем и в совершенствовании оборудования и автоматических систем, проводились разнообразные теоретические и экспериментальные исследования. А создание таких гигантов техники, механическое и электрическое оборудование которых работает и эксплуатируется на предельных, технологически возможных режимах, в условиях интенсивной силовой, динамической и тепловой нагруженности, требовало привлечения
Национальные приоритеты России. 2014. № 1 (11)
современных, самых передовых достижений в широком спектре научных отраслей.
Проектирование прокатного стана - это в высшей степени интеллектуально насыщенный процесс, когда реализуются достижения многих отраслей знаний. Прокатный стан - это сложнейший объект комплексного воплощения самых передовых научных и инженерных идей. Прокатный стан - это конечный и важнейший этап производства металла и металлургической продукции, создаваемый, как минимум, на ряд десятилетий, поэтому так важны прогноз на будущее, интуиция (как следствие большого и плодотворного опыта) и чувство перспективы, смелость, изобретательность и просто фантазия учёных и конструкторов, вкладывающих в своё детище на годы вперёд самые передовые технологические и конструкторские решения, которые должны не утратить своей значимости на протяжении десятилетий эксплуатации этого объекта. И тем более, это очень важно в настоящее время, в период реализации принципиально новых, высоких технологий на макро- и микроуровнях, когда изменяются требования к выпускаемой продукции и её качественные показатели: необходимо производство металла с заданными структурными и механическими свойствами, с обеспечением широкого диапазона потребительских свойств, металла с памятью, с заданным уровнем напряжённого состояния (например, остаточных напряжений) и т. п.
Создание проекта блюминга-автомата сконцентрировало и объединило энтузиастов техники многих научно-исследовательских, проектных и учебных институтов, промышленных предприятий различных министерств и ведомств, замечательных учёных и талантливых инженеров широчайшего диапазона знаний: технологов-прокатчиков, конструкторов-механиков и электриков, конструкторов-технологов, электромехаников, электронщиков, математиков и программистов, специалистов по прочности и надёжности и многих других специальностей, которых сближали высокие человеческие качества, царила общая увлечённость абсолютно новым (и даже существенно престижного, государственного значения) интересным делом.
Принимая во внимание, что в октябре 2014 г. исполнится 50 лет со дня пуска в эксплуатацию первого автоматизированного блюминга 1300 на Криворожском металлургическом комбинате, цель статьи заключается в том, чтобы хотя бы перечислить (упоминая и поминая) тех неизвестных для многих и забытых замечательных специалистов-энтузиастов, которые значительную часть своей творческой инженерной жизни посвятили этому проекту и которые искренне верили в успех и объективно гордились полученными достижениями (и в последующие годы способствовали их дальнейшему развитию),
чтобы инженерной и научной общественностью не были забыты эти незаменимые (!) люди (что не было принято в «коммунистическом» сообществе Союза при абсолютно равнодушном отношении «государственных» руководящих лиц). Ибо непростительно забывать ушедших великолепных специалистов и замечательных людей, их талант, идеи, новаторство, мужество и большие достижения, обеспечившие славу и гордость своей стране.
Перечислю непосредственных участников основных организаций создания и реализации проекта. Прежде всего, это мои коллеги, работники Уралмашзавода: Георгий Лукич Химич - главный конструктор прокатного оборудования, первые инженеры проекта блюминга-автомата Кондратий Никитич Валугин, Константин Варфаломеевич Корякин, Олег Петрович Соколовский (преемник К.Н. Валугина), а также Г.Н. Краузе, В.А. Быков, А.Г. Семовских, С.Н. Красносельских, А.А. Ермаков, Ю.П. Панов, Б.Я. Орлов, Г.И. Белоглазов, Т.Г. Гандыбина, Г.Я. Фомина, М.И. Бакунин, В.С. Щепеткин, П.А. Антонов, Н.К. Манкевич, Л.К. Грабовский, Ю.И. Смирнов, С.И. Уральский, М.И. Анфимов, В.Е. Бушу-ев, А.И. Загородний, А.А. Яровой, Л.Г. Ярослав-цев, Ю.Н. Колесов, Т..М. Перлова, Л.А. Фомина, М.И. Калашникова, Н.В. Еремеев, И.Л. Ронин, Ю.Д. Макаров, С.Ф.Аникеев и многие, многие другие замечательные инженеры-конструкторы и интересные личности.
От ВНИИ электропривода (Москва): Николай Афанасьевич Тищенко («отец» советского электропривода), Азар Григорьевич Бирфельд, В.А. Святос-лавский, Ф.Г. Патрунов, С.Н. Байбикова, Г.И. Лыз-лов, Ю.П. Рыбьев, Б.А. Степанов, Ю.С. Чинаров и многие другие.
От ВНИИ электромеханики (Москва) -З.Б. Вартанов и другие.
От СКБ треста «Уралмонтажавтоматика» (СКБ УЧМА, г. Свердловск ): Э.Ю. Гутников, О.Н. Мельников и другие.
От Уральского политехнического института (сейчас технического университета, УГТУ-УПИ): проф. В.А. Тягунов (создатель первой математической модели и методики расчёта оптимальных технологических режимов и параметров прокатки на высокопроизводительном блюминге), доц. И.Н. Петров, проф. И.Я. Тарновский, С.Л. Коцарь, В.А. Чичигин, В.А. Воскресенский, О.С. Лехов, В.В. Харламов, Ю.М. Багазеев и многие другие талантливые учёные, экспериментаторы и исследователи.
Все вышеуказанные учёные, конструкторы, инженеры и научные сотрудники внесли весомый
вклад в создание и дальнейшее совершенствование технологий, оборудования и автоматических систем блюмингов 13001. Им присущи удивительное вдохновение и энтузиазм, ибо на самом деле «радость познания истины - в природе человека, а истина вдохновляет и бодрит».
Для технологического оборудования блюмингов 1300, начиная с кольцевой слит-коподачи, были спроектированы локальные системы жёсткого программного управления (2-я ступень) и системы на основе УВМ «ВНИИЭМ-3» (3-я ступень). Системы программного управления были построены на бесконтактных логических элементах - магнитных усилителях - и даже на такой аналоговой элементной базе, слишком далёкой от современных быстродействующих чипов и микропроцессоров, получили выдающиеся результаты.
Первые три блюминга-автомата были спроектированы для Криворожского (КрМК), Челябинского (ЧМК) и Западно-Сибирского меткомбинатов (ЗСМК). Но именно на КрМК выпала доля первопроходца и инженерного полигона для наладки, освоения и дальнейшего совершенствования первой в Советском Союзе (наверное и в мире) комплексной системы автоматизации высокопроизводительного прокатного стана.
Многие творческие люди, талантливые инженеры, руководители комбината и цеха «Блюминг-2» внесли громадный вклад в организацию, внедрение и доводку автоматических систем. Это В.Д. Гладуш (впоследствии - директор комбината), Н.Г. Ильченко, О.В.Филонов, А.Д. Фисенко, В.Т. Ладуба, М.И. Шаропад, И.Т. Гераймович (впоследствии -руководитель Криворожского отделения ВНИИ-электропривод), И.И. Самарский, Э.И. Востриков, В.Т. Крымский, В.Л. Гудов, Н.Н. Пунтус, В.Д. Дым-чук и многие, многие другие.
Техническая задача комплексной автоматизации, тем более с УВМ, и создания блюминга-автомата, по существу несущая в себе для периода 50-60-х годов определенную долю авантюризма, была в принципе решена. Несмотря на объективные трудности и часто даже искусственно создаваемые препятствия, на блюминге 1300 КрМК были получены выдающиеся результаты, а именно: впервые в Советском Союзе и в мировой практике были созданы работоспособные автоматические системы жёсткого программного управления (с возможностью кратковременного вмешательства операторов) для всей технологической линии (в том числе и участка рабочей клети) высокопроизводительного обжимного стана.
Было убедительно показано и доказано, что при высоком уровне организации технологии
1 Искренне прошу прощения у тех многочисленных коллег и товарищей, которых я не назвал в приведенном перечне. Откровенно и искренне объясняю, что это ТОЛЬКО по забывчивости за давностью лет.
и производства в целом, обеспечивающим стабильную подачу качественно нагретых слитков, системы жёсткого программного управления могут реально обеспечить высокий уровень часовой производительности, эквивалентной годовой производительности блюминга в объёме 5,5-5,7 млн тонн по всаду. В результате проведения огромной и трудоёмкой работы по наладке, доводке и совершенствованию оборудования и автоматических систем последние были приняты в опытно-промышленную, а некоторые -в промышленную эксплуатацию в 19742 г.
Как результат выполнения широкого спектра научно-исследовательских работ по совершенствованию автоматических систем впервые в металлургии, в том числе и в прокатном производстве были созданы и внедрены:
- программная система автоматизированного сбора и обработки с помощью УВМ технологической информации, системы диспетчеризации и учёта и ряд диагностических систем;
- системы программного управления (СПУ) по защите механооборудования от высоких динамических нагрузок и перегрузок, повышающих их долговечность, система защиты главного привода от пробуксовок, СПУ кантователем и манипулятором, были показаны возможность и эффективность подобной системы и для ножниц.
Высокая концентрация интеллекта в коллективе учёных и инженеров различных специальностей, сформировавшемся на блюминге 1300 КрМК при проведении пусконаладочных, научно-исследовательских и конструкторских работ, обеспечила успешное решение возникающих задач и проблем на основе современных научных методов. Так, впервые в мировой практике в прокатном производстве и в металлургии были применены:
- принципы системного анализа для построения математической модели процесса прокатки на блюминге и поиска их оптимальных параметров;
- методы математической теории оптимального управления для наладки систем регулирования приводами и автоматических систем, а также на их основе с использованием методов линейного и нелинейного программирования впервые была создана программа построения оптимальных технологических режимов прокатки на реверсивных, а впоследствии и на непрерывно-заготовочных станах;
- разнообразные методы теории вероятностей и математической статистики на уровне теории случайных величин и случайных процессов, реализованные в виде программ, версия которых для ЭВМ «Урал-4» являлась одним из первых в Союзе программных обеспечений по статистике; программы были успешно применены при проведении научных
Национальные приоритеты России. 2014. № 1 (11)
и экспериментальных работ, для построения математических моделей автоматизируемых процессов и объектов, идентификации их параметров и оценки чувствительности, достоверности и точности, при выявлении наиболее существенных информативно-управляющих технологических параметров и уставок управления и, в конечном итоге, для построения алгоритмов управления объектами, автоматизации с помощью УВМ;
- строгие методы математического, в том числе и статистического моделирования, статистической теории распознавания образов для анализа, синтеза и отладки параметров структур систем управления и автоматизации.
Применение методов современной научной методологии и последующие конструкторские разработки позволили усовершенствовать и повысить прочность и надёжность механооборудования, быстродействие электроприводов и работоспособность автоматических систем, а в дальнейшем унифицировать конструкции деталей, узлов и механизмов комплекса механо- и электрооборудования обжимных станов.
Многие принципиальные положения и инженерные разработки по автоматизации, реализованные и отлаженные на блюминге 1300, были положены в основу (с учётом и негативного опыта) автоматизации других прокатных станов (на основе современной элементной базы), в дальнейшем спроектированных и изготовленных Уралмашзаводом (например, универсально-балочный стан НТМК и др.), а также и для машин непрерывной разливки стали. Создание комплексной системы автоматизации блюминга 1300 с УВМ стало первым промышленным опытом автоматизации, грандиозной по масштабам страны школой и прообразом для автоматизации последующих металлургических объектов.
Проект создания автоматизированного блюминга, по моему мнению, увенчался успехом, однако он ярко и наглядно показал объективные социально-психологические недостатки организации труда на советских предприятиях, слабую восприимчивость и даже отторжение всего нового и передового в промышленности с плановой экономикой. Но и было показано, что громадные достижения советских учёных и инженеров, их высокий профессионализм, творческий и научный потенциал, возможности тяжёлого машиностроения и металлургии, энергетической и электронной промышленности уже в период 60-70-х годов позволяли (в принципе!) создавать высокопроизводительные и автоматизированные прокатные станы.
Таким образом, несмотря на продолжающееся уже на протяжении двух веков существенное
2 Если за давностью лет я допустил некоторую неточность, то прошу меня извинить.
отставание российской экономики от экономики наиболее развитых стран Европы и Америки по важнейшему показателю жизненного уровня - производству валового внутреннего продукта на душу населения1 - в период 50-60-х годов Советский Союз занимал лидирующее положение во многих отраслях науки, технологии и промышленности, что подтверждается не только выдающимися достижениями в ракетостроении и космонавтике, но и впечатляющими успехами в металлургии, машиностроении и автоматизации - были созданы и реализованы уникальный проект самого производительного в мире прокатного стана - блюминга-
Вот уже почти четверть века мы живём в так называемом переходном периоде - в процессе демонтажа тех технико-социальных систем, которые существовали в Советском Союзе, и создании новых систем, соответствующих рыночной экономике западного образца. Россия находится на пороге большого энергетического кризиса, ибо процессы, происходящие в энергетической отрасли, от которой ждут наращивания её темпов, свидетельствуют, что без серьёзных мер по замене, модернизации и наращиванию основных производственных фондов эта цель в короткие сроки не может быть достигнута.
На примере Омского региона можно проследить за состоянием и развитием теплоэнергетики за последние 25 лет, которое, по всей вероятности, аналогично и в других регионах России.
Еще в 2006 году В.В. Путин, будучи президентом РФ, заявил: «Сегодня нам становится очевидно, что естественным ограничителем при решении задачи удвоения ВВП за 10 лет является нехватка энер-
автомата 1300 и установки непрерывного розлива стали, что убедительно подтверждает высокий уровень научного, инженерного, технологического и промышленного потенциала нашей страны в период 50-80-х гг. прошедшего столетия.
Вдохновители и создатели этого эпохального проекта середины ХХ-го столетия - вышеперечисленные и многие другие талантливые учёные, креативные конструкторы и инженеры широчайшего диапазона специальностей - это гордость отечественной металлургии и машиностроения! Вклад ИХ в инженерную науку огромен! ВЕЧНАЯ ИМ СЛАВА!
Статья поступила в редакцию 21 февраля 2014 г.
гетических мощностей, дефицит, с которым мы уже столкнулись».
К сожалению, после 1991 года электроэнергетическая отрасль России практически не развивалась. Почему-то в последние десятилетия под понятием «энергетика» в правительственных кругах подразумевались нефть и природный газ, но это лишь топливные ресурсы, имеющие, конечно, отношение к энергетике, а сама электрогенерирующая отрасль России слабела, устаревая морально и физически.
Износ основного оборудования электростанций достиг 65 %, оно в большинстве своём отработало не только расчётный, но и так называемый «парковый» ресурс.
В доперестроечный период вся страна строила электростанции, а после 1991 года городские ТЭЦ оказались не в муниципальной собственности, на территории которой они находятся и должны служить, прежде всего, для обеспечения электроэнергией и теплом жилищно-коммунальных объектов
Поляков Борис Николаевич - доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Академии инженерных наук Российской Федерации, почётный учёный Европы. [email protected]
© Б. Н. Поляков, 2014
УДК 008:001.89
РЕГИОНАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: КАК ЕЙ РАЗВИВАТЬСЯ
В. М. Лебедев
Омский государственный университет путей сообщения
1 Гайдар Е.Т. Экономический рост и человеческий фактор // Вестник Европы. 2004. № 9.
