Металлургия. Эта отрасль обрабатывающей промышленности состоит из нескольких технологических ступеней: добыча руды, первичное извлечение металла из руды, улучшение качества извлеченного металла и др.
Черная металлургия тесно связана с другими отраслями хозяйства (горнодобывающей, угольной, энергетикой, цветной металлургией, химией); это в определенной степени влияет и на ее размещение. В настоящее время преобладает близкое расположение предприятий черной металлургии: 1) к бассейнам коксующегося угля; 2) месторождениям железных руд; 3) морским портам.
НТР вытесняет прежние технологии в черной металлургии; вместо старого мартеновского способа получения стали применяют наиболее оперативные, приспособленные к условиям небольшого предприятия электрический, кислородно-конверторный способы. В настоящее время особое внимание уделяется также использованию переплавленных металлоломов; 2/5 мировой стали получают этим методом.
В современной цветной металлургии из руды извлекается более 70 видов цветных металлов; объем ее продукции ежегодно составляет 20 млн. т. Среди этих металлов по объему производства ведущее место занимает алюминий; он составляет около половины продукции цветной металлургии. Очень сложна технология получения "белого" металла, который широко применяется во многих отраслях промышленности и строительстве, поэтому отдельные ступени его производства осуществляются в разных странах и даже регионах. Первая ступень производства алюминия - добыча боксита, который в основном сосредоточен на богатых месторождениях Австралии, Гвинеи, Ямайки и Бразилии; вторая - (получение окиси алюминия) в районах, где имеются в достатке топливо и известь, третья - (извлечение металла через электролиз) по месту размещения ориентирована на дешевую электроэнергию. Основной фактор в размещении производства алюминия - наличие дешевой электрической энергии.
Машиностроительная промышленность. В развитых странах машиностроение занимает особое место как ведущая отрасль промышленности; на ее долю приходится 36 - 40% продукции промышленности и 34% работающих в этой индустрии. Современное машиностроение - сложнейшая отрасль, объединяющая более 300 видов производства, самая наукоемкая, выпускающая многие виды продукции, исчисляемые несколькими миллионами единиц.
В настоящее время по стоимости продукции производство электрической техники оставило позади себя традиционные отрасли. В этой наукоемкой отрасли по объему выпускаемой продукции ведущее место занимают Япония, США, новые индустриальные страны в Азии, Китай, страны Западной Европы. США специализируются на производстве дорогой техники. Страны Азии ориентированы на выпуск компьютерной техники и бытовой электроники, а страны Западной Европы - средств связи, медицинских, производственных и научных средств.
Транспортное машиностроение охватывает автомобилестроение, аэрокосмическое производство, судостроение и производство машин для железнодорожного транспорта. Транспортные машины по целям применения делятся на гражданские и машины, используемые для выполнения военных задач. По количеству выпускаемой продукции (ежегодно 45-50 млн. шт.), стоимости продукции и серийности на первом месте стоит автомобилестроение; на долю легковых автомобилей приходится 3/4 всего автомобильного производства
Общее машиностроение включает производство оборудования для всех отраслей хозяйства и выпуск другой продукции машиностроения, применяемые в повседневной жизни населения (часы, текстильные и швейные машины и др.). Данная отрасль выпускает различную продукцию: от штучного, сложного и дорогостоящего оборудования (атомные реакторы, оборудование для металлургических комбинатов) до изделий массового спроса, количество которых исчисляется миллионами.
Металлургия.Эта отрасль обрабатывающей промышленности состоит из нескольких технологических ступеней: добыча руды, первичное извлечение металла из руды, улучшение качества извлеченного металла и др.
Черная металлургия тесно связана с другими отраслями хозяйства (горнодобывающей, угольной, энергетикой, цветной металлургией, химией); это в определенной степени влияет и на ее размещение. В настоящее время преобладает близкое расположение предприятий черной металлургии: 1) к бассейнам коксующегося угля; 2) месторождениям железных руд; 3) морским портам.
НТР вытесняет прежние технологии в черной металлургии; вместо старого мартеновского способа получения стали применяют наиболее оперативные, приспособленные к условиям небольшого предприятия электрический, кислородно-конверторный способы. В настоящее время особое внимание уделяется также использованию переплавленных металлоломов; 2/5 мировой стали получают этим методом.
В современной цветной металлургии из руды извлекается более 70 видов цветных металлов; объем ее продукции ежегодно составляет 20 млн. т. Среди этих металлов по объему производства ведущее место занимает алюминий; он составляет около половины продукции цветной металлургии. Очень сложна технология получения "белого" металла, который широко применяется во многих отраслях промышленности и строительстве, поэтому отдельные ступени его производства осуществляются в разных странах и даже регионах. Первая ступень производства алюминия - добыча боксита, который в основном сосредоточен на богатых месторождениях Австралии, Гвинеи, Ямайки и Бразилии; вторая - (получение окиси алюминия) в районах, где имеются в достатке топливо и известь, третья - (извлечение металла через электролиз) по месту размещения ориентирована на дешевую электроэнергию. Основной фактор в размещении производства алюминия - наличие дешевой электрической энергии.
Машиностроительная промышленность. В развитых странах машиностроение занимает особое место как ведущая отрасль промышленности; на ее долю приходится 36 - 40% продукции промышленности и 34% работающих в этой индустрии. Современное машиностроение - сложнейшая отрасль, объединяющая более 300 видов производства, самая наукоемкая, выпускающая многие виды продукции, исчисляемые несколькими миллионами единиц.
В настоящее время по стоимости продукции производство электрической техники оставило позади себя традиционные отрасли. В этой наукоемкой отрасли по объему выпускаемой продукции ведущее место занимают Япония, США, новые индустриальные страны в Азии, Китай, страны Западной Европы. США специализируются на производстве дорогой техники. Страны Азии ориентированы на выпуск компьютерной техники и бытовой электроники, а страны Западной Европы - средств связи, медицинских, производственных и научных средств.
Транспортное машиностроение охватывает автомобилестроение, аэрокосмическое производство, судостроение и производство машин для железнодорожного транспорта. Транспортные машины по целям применения делятся на гражданские и машины, используемые для выполнения военных задач. По количеству выпускаемой продукции (ежегодно 45-50 млн. шт.), стоимости продукции и серийности на первом месте стоит автомобилестроение; на долю легковых автомобилей приходится 3/4 всего автомобильного производства
Общее машиностроение включает производство оборудования для всех отраслей хозяйства и выпуск другой продукции машиностроения, применяемые в повседневной жизни населения (часы, текстильные и швейные машины и др.). Данная отрасль выпускает различную продукцию: от штучного, сложного и дорогостоящего оборудования (атомные реакторы, оборудование для металлургических комбинатов) до изделий массового спроса, количество которых исчисляется миллионами.
Машиностроение . Если исходным пунктом промышленного переворота XVIII-XIX вв. явилось введение новых рабочих машин в текстильной промышленности, то теперь исходные, решающие технические сдвиги происходят в сфере машиностроения.
Благоприятные предпосылки для быстрого развития машиностроения создавал непрерывно, возраставший спрос основных отраслей производства на различные машины и механизмы. Однако для удовлетворения запросов бурно развивавшихся промышленности, транспорта, сельского хозяйства и военного дела машиностроение должно было измениться качественно и количественно.
К началу XX в. самая большая часть машиностроительных предприятий была сконцентрирована в Англии, Германии, США и Бельгии. Общая стоимость машин, изготовленных в этих странах с 1888 по 1898 г., увеличилась в Англии со 123,2 млн. руб. золотом до 171,6 млн. руб., в Германии с 26,9 млн. руб. до 64,7 млн. руб., в США и Бельгии эти цифры возросли более чем вдвое и составляли в 1898 г. соответственно 56,9 млн. руб. и 24,8 млн. руб. золотом.
По характеру выпускаемой продукции машиностроительные предприятия этого периода следует разделять на две группы. К первой относились предприятия, выпускавшие паровые машины и котлы, текстильные и металлообрабатывающие станки. Это были заводы, специализировавшиеся на производстве машин и механизмов одного назначения.
Во вторую группу входили предприятия, изготовлявшие машины и механизмы разнообразного назначения. Эти заводы производили наряду с паровыми машинами, текстильными и металлорежущими станками другое оборудование и приборы для промышленности, транспорта, сельского хозяйства и военного дела. Это были универсальные машиностроительные предприятия.
Развитие машиностроения сопровождалось все большей специализацией производства. На машиностроительных предприятиях специализация перекинулась на участки и цехи. Все это сказалось на увеличении количества, улучшении качества машин и оборудования, на повышении производительности труда.
«Для того, чтобы повысилась производительность человеческого труда, направленного, например, на изготовление какой-нибудь частички всего продукта, необходимо,- отмечал В. И. Ленин,- чтобы производство этой частички специализировалось, стало особым производством, имеющим дело с массовым продуктом и потому допускающим (и вызывающим) применение машин и т. п.» .
Развитие машиностроения в этот период характеризовалось постепенным переходом от индивидуального к мелкосерийному, а несколько позже к серийному, крупносерийному, а затем и массовому производству.
Логическим завершением процесса специализации заводов, цехов и участков была специализация самого металлообрабатывающего оборудования. Узкая направленность оборудования способствовала не только повышению его производительности, но создавала предпосылки для массового выпуска продукции с последующей автоматизацией самого технологического процесса.
Таким образом, характерной чертой развития машиностроения в последней трети XIX- начала XX в. явился переход от универсальных к специализированным металлообрабатывающим станкам.
Машинный парк предприятий превратился в систему разнообразных высокопроизводительных машин. Сложнейшее оборудование, приборы, различные изделия и аппараты производились с помощью машин. Основой промышленного производства стало машиностроение.
Наряду со специализацией производства и оборудования шел процесс специализации самого машиностроения. Он выразился в выделении его различных отраслей (металлургическая, транспортная, сельскохозяйственная и др.), в которых наблюдались наиболее зримые результаты перехода предприятий к выпуску массовой продукции.
Переход к стандартизированному, высокопроизводительному, массовому, непрерывному производству в машиностроении стал возможен на базе специализации металообрабатывающих станков, расширения разновидностей оборудования с широким использованием индивидуального электрического двигателя.
Станкостроение. Бурное развитие машиностроения было связано, прежде всего, с быстрым ростом станкостроения - основой производства машин машинами. Здесь важную роль сыграли модернизация механического суппорта токарного станка и использование его в усовершенствованном виде на других станках.
В 70-90-е гг. XIX в. пальма первенства в выпуске новых типов станков переходит к американским предприятиям, которые освоили производство не только всех основных типов металлорежущих станков: токарных, сверлильных, фрезерных, строгальных и шлифовальных, но и наладили выпуск специализированных типов станков, которые предназначались для выполнения одной или нескольких операций: токарно-револьверных, токарно-лобовых, токарно-карусельных, радиально-сверлильных, горизонтально-расточных, продольно-строгальных, продольно- и карусельно-фрезерных, кругло-шлифовальных, зубофрезерных, зубодолбежных, зубострогальных и т. д.
Дифференциация типов станков по характеру технологических операций создала необходимые условия для появления автоматизации.
В 1873 г. в США на базе револьверного станка X. Спенсер создал первый токарный автомат. В 70-90-х гг. получают широкое применение полуавтомат для прутковых работ Джонсона, автоматы системы «Кливленд», имевшие устройства для нарезания резьбы, сверления отверстий и фрезерования четырех плоскостей. Появляются первые многошпиндельные станки-автоматы, позволявшие значительно ускорить процесс изготовления и повысить точность обработки деталей.
Широкое использование инструментов из быстрорежущей стали и твердых сплавов обеспечило возможность создания быстродействующих станков.
Стандартизированное, массовое, непрерывное производство машин потребовало повышения точности изготовления изделий и механизмов. В 1851 г. английский инженер и предприниматель Джозеф Уитворт (1803-1887) сконструировал первую измерительную машину большой точности, позволившей измерять обрабатываемые детали с точностью до сотых и тысячных долей миллиметра. Ему же принадлежит разработка системы стандартных калибров, допускавших высокую точность подгонки деталей. К 1880-1890 гг. измерительные инструменты Уитворта получили широкое распространение на машиностроительных заводах Европы и Америки. У себя на заводе Уитворт впервые использовал стандартизацию и взаимозаменяемость винтовой резьбы. Это положило начало широкому применению унифицированных деталей, механизмов и машин.
В России массового производства металлорежущих станков не было. В основном станки производились на отдельных заводах для собственных нужд или изготовлялись небольшими партиями по заказам. В 1875 г. станочный парк России был на 90% иностранного происхождения. Такое положение сохранилось вплоть до начала первой мировой войны. Даже такие крупнейшие предприятия, как заводы братьев Бромлей и «Феникс», изготовляли станки в объеме 35-40% от общего объема продукции предприятия.
Причины недостаточного развития станкостроения в стране крылись в слабой металлургической базе России, отсутствии поощрительных мер по развитию станкостроения, беспошлинном ввозе станков из-за границы, а также дефиците опытных рабочих-станкостроителей.
Однако такие крупные заводы, как Невский, Мотовилихинский (Пермь), Нобеля, братьев Бромлей и др., производили станки собственной конструкции: токарные, сверлильные, расточные и строгальные.
В 1874 г. завод Нобеля в Петербурге изготовил фрезерный станок для обработки криволинейных поверхностей и нарезки зубьев колес. В 80-х гг. конструктор С. С. Степанов изготовил оригинальный комбинированный металлорежущий станок, предназначенный для передвижных железнодорожных мастерских. На нем можно было вытачивать, строгать, фрезеровать и сверлить детали. Станки Степанова даже экспортировались в США, Германию и Францию.
В конце XIX- начале XX в. на Харьковском паровозостроительном заводе были созданы универсальные радиально-сверлиль-ный и долбежно-сверлильно-фрезерный станки оригинальной конструкции.
Ограниченные возможности механических передач. Унаследованный со времен промышленного переворота способ передачи энергии заключался в соединении трансмиссиями большого количества рабочих машин с паровым двигателем. Сколь громоздкую и усложненную форму приобрел этот способ к концу XIX в. ярко показано в уже известной нам повести А. И. Куприна «Молох»:
«Кожаные приводы спускались там с потолка от толстого стального стержня, проходившего через весь сарай, и приводили в движение сотни две или три станков самых различных величин и фасонов. Этих приводов было так много, и они перекрещивались во стольких направлениях, что производили впечатление одной сплошной, запутанной и дрожащей ременной сети. Колеса некоторых станков вращались с быстротой двадцати оборотов в секунду, движение же других было так медленно, что почти не замечалось глазом».
Процесс концентрации и централизации производства сопровождался укрупнением промышленных предприятий, в частности машиностроительных, а также ускорением работы применявшейся на них системы машин. Все более возрастал расход энергии, доставляемой теплосиловыми установками заводов, причем увеличение затрат на получение энергии давало все меньший прирост в выработке продукции. Это вызывалось прежде всего растущими потерями энергии при ее передаче от паровых двигателей к рабочим (в данном случае металлообрабатывающим) машинам при наличии механических трансмиссий.
Со второй половины XIX в. конструкторы в разных странах пытались рационализировать и усовершенствовать отдельные узлы механических трансмиссий. Однако в целом потери энергии все равно возрастали по мере увеличения предприятий и парка рабочих машин, особенно после того, как стали переходить к массовому, непрерывному производству. Проблема была решена после перехода к электрическому способу передачи и распределения механической энергии.
Металлургия. Быстро растущая фабрично-заводская система машин предъявляла все увеличивающийся спрос на металлы. Предыдущий период называли «эпохой пара, железа и угля». Новый этап технического развития становится все в большей мере «эпохой электричества, стали и нефти». Система машин в отраслях промышленного производства изготовлялась в основном из стали и отчасти из чугуна. Промышленность повысила спрос также на цветные металлы, играющие особую роль в электротехнике. Вторым ненасытным потребителем черных металлов был железнодорожный транспорт. Третьим, особенно щедрым заказчиком, на которого, в отличие от двух первых, почти не влияли экономические кризисы, была военная промышленность.
Отсюда быстрое развитие металлургии и горного дела на протяжении рассматриваемого периода.
Металлургическая техника сделала огромные успехи как в области доменного процесса, так и в области переработки чугуна на сталь. Мартеновский процесс был усовершенствован.
Наряду с мартеновским и бессемеровским способами производства стали, в 1878 г. английскими изобретателями С. Дж. Томасом (1850-1885) и П. Джилкристом (1851-1935) был введен новый метод получения литой стали путем передела фосфористых сортов чугуна в конверторе с огнеупорной футеровкой, так называемый тома-совский способ. «Замечательно изобретение Томасом (1878) вместо бессемеровского способа добычи железа - базического или тома-совского способа1. Этот способ дал перевес Германии, ибо он состоит в освобождении руды от фосфора, а в Германии как раз железная руда богата фосфором (NB)»,- писал В. И. Ленин.
В первую очередь речь шла об использовании германскими металлургами лотарингских руд с фосфорическими примесями.
Все это обеспечило быстрый рост производства стали: с 70-х гг. XIX в. по 1900 г. выпуск стали в мире увеличился почти в 17 раз, причем непрерывно обгонял выплавку чугуна. Значительная часть стали получалась не из чугуна, а из металлического скрапа (лома), в огромных количествах накоплявшегося в промышленно развитых странах.
Запросы военной промышленности, машиностроения, инструментального дела заставили производить упорные исследования над свойствами и способами получения высококачественной и легированной: углеродистой, кремнистой, никелевой, марганцевой, хромистой, вольфрамовой и других сталей, а также различных ферросплавов (сплавов железа с другими элементами).
В 1898 г. американцами Тейлором и Уайтом была изобретена сталь, сохранявшая режущие свойства при повышенных скоростях резания. Применение резцов из быстрорежущей стали дало возможность увеличить скорость резания в 5 раз. Повышению твердости и износостойкости режущих инструментов способствовало изобретение твердых сплавов, в состав которых входили молибден, хром, вольфрам, кремний, марганец.
В 1907 г. Хейнсом (Англия) был запатентован твердый сплав из литых карбидов - «сталлит».
Необходимость выработки новых сортов высококачественной и легированной стали и ферросплавов - с одной стороны, и успехи электротехники - с другой, привели к созданию электрометаллургии.
В 70-х гг. XIX в. немецкий химик Вернер Сименс (1823-1883) сконструировал дуговую печь, которую можно было использовать для варки стали. Дальнейшее совершенствование дуговых печей (1890) связано с именами Н. Г. Славянова и французского химика А. Муассана (1852-1907): Последний в 1892 г. создал дуговую электропечь, получившую широкое распространение в химической и металлургической технологии. Затем (в конце 90-х гг.) были введены дуговые печи П. Эру (Франция), Э. Стассано (Италия) и других изобретателей. В 1902-1906 гг. появились электропечи другой конструкции - индукционные.
В начале XX в. инженер В. П. Ижевский (1863-1926) в мастерских Киевского политехнического института построил небольшую электроплавильную печь. Однако широкого распространения она не получила. Промышленное производство электростали в России началось с 1909 г. на Обуховском заводе, где применялись дуговые электропечи П. Эру.
В 1886-1888 гг. Ч. М. Холл (США) и П. Эру разработали электролитический способ получения алюминия, что явилось предпосылкой все более широкого использования этого металла.
В заявках изобретателей на получение патентов не содержалось точного описания этого способа. Поэтому поиски способов получения алюминия продолжались. В 1892 г. канадец Вильсон, обойдя все патенты, пытался разработать неэлектролитический процесс, используя кальций вместо натрия. Сплавляя в электрической печи известняк и уголь, Вильсон открыл карбид кальция, который при взаимодействии с водой образует ацетилен. Это открытие имело огромное значение. В 1883 г. электролиз расплавленной среды был применен и для получения магния. Значительно усовершенствовались и способы производства меди.
Русский инженер Н. А. Иосса (1845-1916) в начале 80-х гг. предложил применять обработку медных слитков в бессемеровском конвертере. Работы по получению меди из штейнов в конвертерах продолжил А. А. Ауэрбах, предложивший помещать фурмы сбоку конвертера.
Еще в предыдущий период, в 1826 г. П. Г. Соболевский (1782- 1841) и В. В. Любарский (1795-1854) разработали метод прессования и спекания платинового порошка. Это было рождением порошковой металлургии. Новое развитие она получила в конце XIX- начале XX в., когда был разработан способ изготовления нитей накала из металлического порошка вольфрама для осветительных ламп. Этот способ широко применяется во всем мире и сейчас.
В 1909 г. была высказана мысль о возможности применения пористых металлокерамических материалов и изделий, однако в промышленности использование фильтров и пористых подшипников началось лишь в конце 20-х гг. нашего века.
Техника литейного производства. Развитие литейного производства в 1870-1917 гг. стимулировалось увеличением выплавки чугуна и стали и массовым производством изделий машиностроения. С увеличением потребности в литье расширилось применение шахтных чугунолитейных печей с дутьем - вагранок, что позволяло обеспечить непрерывный, в течение нескольких дней, процесс производства чугуна.
Развитие машиностроения, всеувеличивающаяся потребность в массовом производстве однотипных изделий повлекли изменения в технологии формовки. Взамен медленной формовки, при которой глиняная неразборная модель или форма готовилась на каждую отливку, стали применять быструю формовку с помощью разъемных опок и моделей. Этот способ оказался более производительным, хотя и осуществлялся вручную.
В конце XIX- начале XX в. на смену ручной формовке пришли формовочные машины (прессы, пескоструйные приборы и т. д.), позволившие не только механизировать литейные цеха, но и создавать механизированные литейные заводы (Вестингауза в США и др.).
По объему литейного производства главенствующее положение занимали США, Германия и Англия. Россия находилась на четвертом месте в мире.
В целом техника литейного производства России значительно отставала от западной. Оборудование было примитивным и маломощным. Имевшиеся механизмы работали от паровой машины, а перевозка изделий производилась вручную.
Вместе с тем в России имелись отдельные литейные цехи по производству крупносерийных и массовых партий изделий. К ним относились литейные цехи Люберецкого завода сельскохозяйственного машиностроения и Подольского завода швейных машин («Зингер») . На этих предприятиях организация технологического процесса не уступала западноевропейским и американским заводам.
На литейных заводах и в цехах трудились высококвалифицированные рабочие и мастера. Русские ученые-литейщики внесли большой вклад в развитие мирового литейного производства.
Формовщик Путиловского завода Н. В. Мельников в 1899 г. впервые отлил стальной прокатный валок весом около 30 т.
В 1900 г. на Всемирной выставке в Париже получил высокую награду ажурный литой чугунный павильон производства Каслинского завода художественного литья.
Техника кузнечного производства. Развитие транспорта, различных отраслей машиностроения, военного дела стимулировало рост кузнечного производства, совершенствование и развитие кузнечной техники. В этот период основное место среди орудий кузнечного производства стали занимать паровые молоты и гидравлические прессы.
Заготовки для изготовления поковок нагревались в специальных горнах. Долгое время применялся каменный горн с боковым дутьем. В конце XIX в. появились чугунные горны с нижним дутьем усовершенствованного типа, позволявшие регулировать силу огня в зависимости от размеров заготовок. Это имело большое значение при крупносерийном и массовом производстве.
Нагретые в горнах заготовки поступали в кузницу. Самыми распространенными ковочными инструментами в это время были паровые молоты. Различные системы паровых молотов (Несмита, Моррисона, Конди и др.) отличались друг от друга системами парораспределения, станиной, устройством парового цилиндра и т. д. Наибольшее распространение получил паровой молот Дж. Несмита, сконструированный еще в 1839 г. и впоследствии усовершенствованный.
На Мотовилихинском (Пермском), Обуховском заводах и на заводе Круппа в Вестфалии в 1870-1873 гг. были сооружены 50-тонные паровые молоты. Особенно замечателен был Мотови-лихинский молот, построенный по проекту талантливого русского инженера Н. В. Воронцова (1833-1893). В 1873 г. был отлит шабот1 этого молота весом 650 т. Большая действующая модель молота демонстрировалась в том же году на Венской всемирной выставке. По тем временам этот молот был совершенной, высокомеханизированной конструкцией, сочетавшей в себе огромную мощь с простотой в управлении и эксплуатации2.
Позднее в Западной Европе сооружались на некоторых заводах и более мощные паровые молоты, а в 1891 г. в США был установлен даже молот весом 125 т.
Однако работа огромных тяжелых молотов вызывала сотрясение зданий, требовала больших фундаментов, громоздких шаботов, вызывала деформацию заготовок, затрудняла использование контрольно-измерительных приборов, усложняла механизацию вспомогательных работ.
С 1885-1886 гг. стали устанавливать гидравлические прессы. Преимущества прессов состояли в простоте действия, независимости давления от толщины поковки, точности обжатия, возможности изготовления изделий из чугуна. Недостаток в работе прессов заключался в их тихоходное™. Поэтому использовать их для изготовления мелких и средних поковок было нерентабельно. Гидравлические прессы применялись в основном для ковки крупных слитков. Для изготовления мелких и средних поковок использовались паровые молоты.
Для изготовления более точных изделий в крупносерийном и массовом производстве стала применяться штамповка. Штампы, состоявшие из двух частей: матрицы и пуансона, изготовлялись на сверлильных, токарных, фрезерных и расточных станках. Производительность штамповки была в 8-10 раз выше ковки.
Рост спроса на продукцию кузнечного производства привел к появлению специализированных кузнечных цехов. Машиностроительные заводы имели один или несколько кузнечных цехов, которые обеспечивали заготовками основное производство.
Производство проката. После освоения бессемеровского процесса выплавки стали, позволившего получать слитки весом в тонну и более, в технологии прокатного производства произошли значительные сдвиги. На металлургических заводах появились более производительные прокатные станы трио (трехвалковые прокатные станы) с усовершенствованными подъемными столами для подачи слитка из нижней на верхнюю пару валков. Использовались также двухвалковые (дуо) и четырехвалковые прокатные станы (последние применялись для изготовления мелкого сортового железа и проволоки). Все прокатные станы приводились в действие паровыми машинами.
С 70-х гг. XIX в. в связи с бурным развитием железнодорожного транспорта возрос спрос на стальные рельсы. В России первый сталерельсовый завод был построен Н. И. Путиловым в 1874 г. Технология производства стальных рельсов ярко описана А. И. Куприным в повести «Молох»:
«Огромный брусок раскаленного металла проходил через целый ряд станков, катясь от одного к другому по валикам, которые вращались под полом, виднеясь на его поверхности только самой верхней своей частью. Брусок втискивался в отверстие, образуемое двумя стальными вертевшимися в разные стороны цилиндрами, и пролезал между ними, заставляя их раздаваться и дрожать от напряжения. Дальше его ждал станок с еще меньшим отверстием между цилиндрами. Кусок стали делался после каждого станка все тоньше и длиннее и, несколько раз перебежав рельсопрокатку взад и вперед, принимал мало-помалу форму десятисаженного красного рельса. Сложным движением шестнадцати станков управлял всего один человек, помещавшийся над паровой машиной...»1
К концу XIX в. был налажен выпуск труб и листового железа. Совершенствовалась и технология прокатки броневого листа. Большой известностью пользовался броиепрокатный стан завода Круппа в Эссене, на котором можно было катать плиту свыше 8 м в длину и 3 м в ширину. В России броня изготовлялась на Обуховском и Колпинском заводах.
В конце XIX- начале XX в. прокатные станы, приводимые в действие паровыми машинами, были электрифицированы. В 1897 г. в Западной Европе впервые был применен электродвигатель на прокатном стане.
К этому времени относится строительство первых блюмингов - прокатных станов для обжатия стальных слитков квадратного сечения и начало использования непрерывных прокатных станов.
Сварка металлов . До 80-х гг. XIX в. господствующим способом соединения металлов была кузнечная или горновая сварка. Она заключалась в нагреве изделий в горне и проковке их в месте соединения. Однако примитивные способы соединения металлов уже не удовлетворяли возросшим потребностям крупного машинного производства и развивающегося транспорта. Необходимо было найти эффективные способы соединения металлов, позволявшие быстро и дешево не только производить новые машины, но и ремонтировать вышедшие из строя.
Такой способ соединения, а также резки металлов предложил выдающийся русский изобретатель Н. Н. Бенардос (1842-1905). В 1882 г. он разработал и практически применил для сварки металлов электрическую дугу, которая возбуждалась между угольным электродом и изделием. Бенардос разработал технологию электродуговой сварки встык, внахлест, заклепками и контактную точечную сварку. Такой способ сварки он назвал «электрогефест» (в честь Гефеста - древнегреческого бога огня и кузнечного дела).
В 1898 г. инженер Н. Г. Славянов (1854-1897) усовершенствовал способ дуговой электросварки Бенардоса. Вместо угольного электрода он применил способ горячей сварки металлическим электродом. С именем Н. Г. Славянова связано изобретение и широкое использование первых в мире электросварочных автоматов, которые нашли широкое признание не только в России, но и далеко за ее пределами.
Использование дуговой электросварки значительно повысило производительность труда, уменьшило вес изделий, позволило ремонтировать такие детали машин, которые ранее не поддавались ремонту. Существенное достоинство этого способа состояло в возможности вести ремонтные работы без разборки машин. Дуговая электросварка обеспечивала герметичность получаемого шва, необходимого при строительстве кораблей, паровых котлов, трубопроводов и т. д.
Однако способы дуговой электросварки имели и свои недостатки, состоявшие, главным образом, в низкой прочности сварных швов.
В начале XX в. французские ученые и инженеры разработали способ ацетилено-кислородной сварки. Газовая сварка в то время обеспечивала получение сварных швов более высокой прочности, чем электродуговая. Портативность и невысокая стоимость сварочной аппаратуры обеспечили этому способу широкое распространение.
В конце XIX в. для сварки стыков рельсов, концов электрических проводов стала применяться термитная сварка. В термитной сварке для нагрева использовались порошкообразные горючие смеси алюминия или магния с железной окалиной термита.
Горное дело. Горная техника рассматриваемого периода характеризовалась переходом от ручного способа добычи полезных ископаемых к машинной с использованием паровой, а затем электрической энергии. В конце XIX- начале XX в. были подготовлены условия перехода к широкой добыче нефти.
Добыча твердых полезных ископаемых. Развитие тяжелой промышленности и прежде всего металлургии предъявляло к горному делу всерастущие требования. Резко увеличилась добыча твердых полезных ископаемых - каменного угля и руд. Мировая добыча каменного угля повысилась с 213 млн. т в 1870 г. до 1342 млн. т в 1913 г. Д. И. Менделеев, посвятивший ряд исследований горно-металлургическому производству, писал в конце 80-х гг. XIX в.: «Топливо, а особенно каменный уголь в наше время составляют первейшее - после людей - условие всего промышленного развития всякой страны и всякой ее части... Каменноугольное топливо определяет всю промышленную, а от нее и всю мировую силу Великобритании». Ученый считал, что громадные запасы каменного угля в нашей стране, которые «не развиты и еще мало кому в должной мере ясны», являются важной предпосылкой грядущего промышленного развития России1.
По данным, приводимым Менделеевым в другой статье, в начале 80-х гг. в Великобритании было добыто 147 млн. т угля, в США - 70 млн. т, в Германии -59 млн. т2.
Отметив, что стоимость годовой мировой добычи золота «раз в 10 менее цены добываемого ежегодно угля», ученый с горькой иронией пишет: «Добываемого золота далеко не достанет на одни европейские ежегодные военные расходы мирного времени, потому что они доходят до 1700 млн. руб. Суммы же стоимости каменного угля могут покрыть даже расходы, подобные военным»3.
Резко увеличивалась и добыча руд. Если в 1870 г. было получено 30 млн. т, то в 1913 г.- около 177 млн. т.
В 70-х гг. XIX в. выемка полезных ископаемых производилась по-прежнему вручную.
Начиная с 1863 г., когда бурильная машина (перфоратор) была впервые применена на рудниках, было изобретено множество перфораторов самой разнообразной конструкции (ударные, вращательные). Дальнейшее совершенствование бурильных машин шло в направлении снабжения их гидравлическими и пневматическими приводами. В последнем случае сжатый воздух от компрессора подводился по трубам к забою и по шлангу подавался в отбойный инструмент.
Параллельно с созданием и совершенствованием бурильных машин с гидро- и пневмопроводами в конце 70-х гг. начали появляться бурильные машины с электроприводом.
В 70-80-е гг. создаются первые проходческие машины.
В 1897 г. Георг Лейнер разработал портативный молотковый перфоратор (отбойный молоток), который стал широко применяться в рудниках и шахтах многих стран мира.
К концу XIX- началу XX в. относятся и первые проекты горнопроходческих комбайнов.
В 1893 г. изобретатель А. К- Калери в России разработал проект машины под названием «Землерой». Она служила для проходки тоннелей диаметром 25 м и добычи каменного угля и руды.
В 1907-1908 гг. мещанин из г. Усть-Ижора Ф. А. Поляков-Ковтунов получил шесть патентов, в том числе на проходческую машину для земляных работ, «землестрогальную» машину, и на элеватор-транспортер.
Однако ни горнопромышленники, ни Горный департамент не оказали необходимой материальной помощи изобретателям. Проекты А. К- Калери и Ф. А. Полякова-Ковтунова не были реализованы.
В 1913 г. по проекту американского инженера И. С. Моргана стали выпускаться горнопроходческие комбайны «Морган-Джефри», однако практически они оказались малопригодными и были сняты с производства.
В продолжение почти двух столетий с начала применения взрывчатых веществ в рудниках черный порох был единственным взрывчатым веществом, находившим себе применение в рудничной технике.
В 1862 г. шведский ученый и инженер А. Б. Нобель предложил в качестве взрывчатого вещества нитроглицерин". Взрывчатая сила нитроглицерина в 13 раз превышала порох. Однако использование жидкого нитроглицерина оказалось опасным.
Проблема создания относительно безопасного и удобного в обращении взрывчатого вещества волновала многих ученых.
В 1890 г. на основе исследований Д. И. Менделеева была изобретена взрывчатая желатина, ставшая основным компонентом при производстве желатиновых динамитов.
Использование в горном деле новых видов оборудования и применение взрывчатых веществ, резко повышавших производительность выемки полезных ископаемых, со всей остротой поставило вопрос о создании специальных высокоэффективных приспособлений для механической транспортировки полезных ископаемых и породы. Наряду с ленточными конвейерами (транспортерами) в начале XX в. в горном деле стали использоваться пневматические скребковые транспортеры, а позже скребковые транспортеры с электродвигателем.
На рудниках Германии, Англии и других стран получили распространение качающиеся конвейеры.
Вплотную к вопросу механизации транспортировки стояли вопросы механизации рудничного подъема. В предшествующий период основным средством подъема в неглубоких шахтах были ручные вороты, а в глубоких - конные вороты.
Дальнейшее совершенствование подъемных механизмов заключалось в замене конного ворота на паровые подъемные машины. В 60-70-х гг. XIX в. эти машины стали применяться повсеместно. Первая паровая подъемная машина в России была установлена в 1860 г. и обеспечивала подъем 30 т угля в сутки. Паровые подъемные машины позволили увеличить производительность шахтного подъема (доставки) до 300 т в сутки, что во много раз превышало производительность конного ворота.
С 90-х гг. в горной промышленности стали работать электрические подъемные машины. Первая такая машина была применена в 1891 г. в Германии.
В России электрические подъемные машины стали эксплуатироваться с конца XIX в. К 1915 г. в Криворожском бассейне работал уже 61 электрический подъем.
Электрические подъемные машины в значительной степени увеличили грузоподъемность и повысили скорость подъема.
Эксплуатация горных выработок, особенно глубокого залегания, издавна была связана с опасностью выделения рудничного газа (метана) и угольной пыли, подверженных возгоранию и взрывам1.
Множество катастроф на шахтах заставило предпринимателей обратить внимание на необходимость обеспечения безопасности рабочих, в частности на более эффективное проветривание шахт.
Первый механический центробежный вентилятор изобрел инженер А. А. Саблуков (1783-1857) в 1832 г. Однако массовое производство этих вентиляторов в России не было налажено.
Дальнейшее совершенствование вентиляции связано с использованием привода от паровой машины. Самыми распространенными в конце XIX- начале XX в. были вентиляторы системы Гибаля. Основной их недостаток - большие габариты (от 5 до 12 м в диаметре).
В 90-х гг. XIX в. наряду с паровыми стали использоваться более дешевые и менее прихотливые в эксплуатации электрические вентиляторы конструкции Сера, Рато, Женет-Гершера и др.
До начала XX в. для откачки воды из шахт применялись поршневые насосы . Двигателями для них служили вначале паровые машины. Использовались также пневматические и гидравлические поршневые насосы. В последнем десятилетии XIX в. поршневые насосы стали приводиться в движение электромоторами.
В 1898 г. французский академик О. Рато изобрел первый многоколесный центробежный насос, который начал вытеснять поршневые насосы. Работавшие от электрического двигателя центробежные насосы были более мощными и производительными. Центробежный насос Рато обеспечивал подачу 250 м3 воды на высоту свыше 500 м.
В 70-х гг. XIX в. для освещения шахт повсеместно применялись свечи и лампы, заправленные керосином, маслом или салом (лампы «Бог помощь», «Петушок»). С 80-х гг. для постоянного освещения стали применять электричество. В 1880 г. французский изобретатель Г. Труве продемонстрировал переносную электрическую лампу, действовавшую с помощью гальванических батарей или аккумуляторов. Однако эти лампы не получили широкого распространения из-за своей дороговизны и большого веса источников питания.
В 1896 г. в Америке была разработана головная электрическая лампа, действовавшая от портативной электробатареи Т. Эдисона. Эти лампы стали широко применяться во всем мире.
Проблема подземной газификации угля. В 1888 г. Д. И. Менделеев выдвинул идею подземной газификации угля: «Настанет, вероятно, со временем даже такая эпоха, что угля из земли вынимать не будут, а там, в земле его сумеют превращать в горючие газы и их по трубам будут распределять на дальние расстояния»1. В 1912 г. английский химик и физик Уильям Рамзай (Рэмзи) (1852- 1916) выдвинул аналогичную идею и готовился ее осуществить, но первая мировая война помешала этому.
Идея подземной газификации угля вызвала большой интерес В. И. Ленина, который посвятил ей статью «Одна из великих побед техники» (1913): «Одна из великих задач современной техники близится, таким образом, к разрешению. Переворот, который вызовет ее решение, громаден»2. Ленин связывал с этим достижением горного дела резкое удешевление электроэнергии и электрификации всех отраслей производства и быта. Но одновременно он подчеркивал, что при капитализме это техническое достижение будет иметь для трудящихся отрицательные последствия: «При капитализме «освобождение» труда миллионов горнорабочих, занятых добыванием угля, породит неизбежно массовую безработицу, громадный рост нищеты, ухудшение положения рабочих. А прибыль от великого изобретения положат себе в карман Морганы, Рокфеллеры, Рябушинские, Морозовы...»
Добыча нефти. До 70-х гг. XIX в. потребление нефти было незначительным, поэтому мировая добыча этого полезного ископаемого увеличивалась медленно. В 1870 г. мировая добыча нефти составила 700 тыс. т. Широкое применение паровых машин, двигателей внутреннего сгорания, строительство тепловых электростанций неизмеримо повысило потребление нефти и нефтепродуктов. К 1901 г. мировая добыча нефти достигла 22,5 млн. т, а к 1913 г. возросла до 52,3 млн. т в год.
Увеличение спроса на нефть и нефтепродукты вызвало к жизни новую технику нефтедобычи. Колодезный способ добычи уже не удовлетворял. Нужен был новый способ. Им стало бурение скважин, разработанное еще в предшествующий период.
Важнейшую задачу механизации буровых работ успешно решил в России горный инженер Г. Д. Романовский. В 1859 г. он впервые применил паровую машину в бурении, которая к концу 70-х гг. получила широкое распространение.
С наибольшим эффектом паровая машина стала применяться для роторного бурения. В 1889 г. в США Чепмен создал первую такую установку.
Наряду с роторными установками, в которых вращалась вся колонка труб, начались разработки забойных двигателей, помещавшихся непосредственно у долота.
В 1878 г. Альфред Бранли в Бельгии и в 1883 г. Джордж Вестингауз в США попытались создать такой двигатель. Однако их изобретения не имели успеха.
Эту проблему удалось решить в России инженерам К- Г. Симченко и П. В. Валицкому. В 1890 и в 1898 гг. они создали забойные двигатели - турбобуры.
К концу 70-х гг. XIX в. относятся и первые попытки создания электробуров. В 1879 г. Вернер Сименс" попытался применить электрический ток для приведения в действие бурильной машины. В 1885 г. Дж. Вестингауз повторил эту попытку. В 1891 г. голландец Ван-Депель и американец Марвин сконструировали электрические перфораторы. Патент на изобретение первого электрического бура принадлежит русскому инженеру В. Н. Делову, который в 1899 г. создал такой станок. В 1912 г. румынский инженер Кантили применил электробур собственной конструкции для бурения скважин.
К концу XIX в. относятся первые попытки добычи нефти со дна моря. В 1897 г. в США (Калифорния) было начато бурение неглубоких подводных скважин.
В 1896 г. горный инженер Згленицкий, а в 1898 г. Лебедев предложили способ бурения на море с буровых вышек на сваях.
Наряду с совершенствованием бурения скважин развивались и способы подъема нефти. В предшествующий период использовали желонку (узкий металлический сосуд длиной до 6 м). Желонка спускалась в скважину, наполнялась нефтью и вручную или с помощью конной тяги поднималась на поверхность. Это был малопроизводительный, тяжелый и пожароопасный способ извлечения нефти.
В 1865 г. инженер Иваницкий предложил применять глубинный поршневой насос, который приводился в движение вручную, конной тягой или паровой машиной.
В 70-х гг. XIX в. выдающийся русский изобретатель В. Г. Шухов (1853-1939) предложил использовать сжатый воздух для подъема нефти (эрлифт). Однако нежелание предпринимателей вводить усовершенствования в нефтяную промышленность тормозило внедрение этого изобретения. В 1886 г. предложение В. Г. Шухова поддержал Д. И. Менделеев. В 1897 г. изобретение В. Г. Шухова наконец было испытано в Баку.
В 1914 г. М. М. Тихвинский изобрел газлифт - способ извлечения нефти из скважин при помощи сжатого газа.
К началу XX в. нефтяная и нефтеперерабатывающая промышленность приобрела большое хозяйственное и военное значение и стала объектом борьбы крупнейших национальных и транснациональных монополистических объединений.
В. И. Ленин в работе «Империализм, как высшая стадия капитализма» подробно прослеживает борьбу, «...которую в экономической литературе так и называют борьбой за «дележ мира», между американским нефтяным («керосиновым») трестом Рокфеллера «Стандард ойл компани» и «хозяевами русской бакинской нефти, Ротшильдом и Нобелем». Ленин отмечает, что монопольному положению обеих, тесно связанных между собой компаний угрожали компания Шелла и поддерживавшие ее Немецкий банк и другие немецкие финансовые группировки, стремившиеся взять под свой контроль нефтяные промыслы в Румынии и в России. Дело кончилось победой компании Рокфеллера. Ее противники должны были отступить
Основой экономики и промышленного развития любой страны является машиностроение. При этом особое место в структуре общественного производства занимает тяжелое машиностроение, определяющее индустриальный потенциал и технологическую безопасность страны. Ориентация на экспорт сырьевых ресурсов привела к катастрофическим последствиям для машиностроительной отрасли России. На протяжении многих лет современной реформы экономическая политика государства способствовала ослаблению машиностроительной отрасли и усилению зависимости российской экономики от сырьевого сектора страны.
Рис.1. Динамика показателей импорта-экспорта продукции тяжелого машиностроения
В связи этим предпринимаемые в последние годы Правительством меры по оздоровлению экономики осуществляются в крайне неблагоприятных условиях. Доля отечественных производителей на рынке продукции тяжелого машиностроения за счет роста объемов импорта продолжает снижаться (Рис.1).
При этом загрузка производственных мощностей российских предприятий не превышает 30%. Отчасти это объясняется значительной степенью износа основных фондов (43,2%), доля полностью изношенных основных фондов достигает 13,4%.
В результате в отрасли тяжелого машиностроения наблюдается значительный дисбаланс между спросом на машиностроительную продукцию и производственными мощностями отечественных производителей.
Ситуация на мировом рынке металлургического оборудования для отечественных машиностроителей складывается еще менее благоприятно (рис.2 и 3).
Рис.2. Производство оборудования для металлургии в мире Рис.3. Ведущие компании-производители оборудования
(2010 г.) металлургии, $млрд. (2010 г.)
Рис.4. Динамика производства, экспорта и внутреннего потребления
Пример разумного подхода к развитию индустриального потенциала страны показывает Китайская Народная Республика, в которой отмечается бурный рост доли машиностроительной продукции практически с нуля. Это позволяет занимать Китаю жёсткую конкурентную позицию на мировом рынке оборудования, в том числе металлургического.
Изменения в объемах производства и потребления металлургического оборудования показаны на рис. 4.
Следует отметить, потребность в металлургическом оборудовании отчасти снижается вследствие объективных причин: в последние годы на основе импортного оборудования осуществлена широкомасштабная модернизация основных металлургических предприятий и потребности в оборудовании сводятся к комплектующим, сменным и запасным частям.
Вместе с тем, в значительной степени на востребованности отечественного металлургического оборудования сказываются такие факторы, как отсутствие эффективной маркетинговой политики, оборотных средств и финансовой поддержки государства.
Доля отечественных предприятий в объемах производства отдельных видов металлургического оборудования существенно различается (рис.5):
Рис.5. Доли отечественных предприятий на рынке в 2011-2012 годах
Если большая часть нового агломерационного оборудования производится в России, то по мере перехода к другим металлургическим переделам с более высокой добавленной стоимостью доля импорта возрастает и составляет около 90% в прокатном и трубопрокатном оборудовании.
Значительную часть в импорте машиностроительной продукции составляют прокатные валки и кузнечно-прессовое оборудование.
Ситуация в области создания высоко-технологичного кузнечно-прессового оборудования могла бы существенно измениться при создании отечественного сверхмощного универсального пресса усилием 80 тыс.т, проект которого выполнен во ВНИИМЕТМАШе c учетом опыта создания самых крупных в мире усилием 65 и 75 тыс.т (рис.6).
Рис.6 а, б. Уникальное прессовое оборудование
Рис.7. Газостат
Однако, для его изготовления и освоения необходима мобилизация значительных ресурсов и тесная координация усилий многих организаций при действенной поддержке государства.
Аналогичная ситуация наблюдается в экспорте металлопродукции и металлургического оборудования – преобладает продукция с низкой добавленной стоимостью.
К исключениям можно отнести разрабатываемые и изготавливаемые ВНИИМЕТМАШем высокотехнологичные станы холодной прокатки прецизионных труб ответственного назначения, пользующиеся устойчивым спросом за рубежом, а также современное наукоемкое изостатическое оборудование.
Только за последние годы изготовлено 24 подобных стана, главным образом для зарубежных стран. В настоящее время ведутся работы по созданию станов прокатки труб валкового и роликового типа нового, уже шестого поколения.
Уникальные газостаты, относящийся к продукции двойного назначения, недавно поставлены в Россию, Украину и в Индию (через Рособоронэкспорт) (рис.7).
Наличие значительного научно-технического потенциала отечественных машиностроителей нашло свое убедительное подтверждение при создании современного металлургического мини-завода в г. Ярцево Смоленской обл. (рис.8).
Рис.8. Оборудование литейно-прокатного завода в г.Ярцево:
а) прокатка строительной арматуры; б) выпуск стали из дуговой печи
Выпускаемая заводом продукция — высококачественная строительная арматура не только обеспечивает потребности московского региона, но также пользуется спросом за рубежом. Комплексное проектирование, изготовление и поставка оборудования организованы ВНИИМЕТМШем с привлечением традиционных партнеров, главным образом из России и Украины. При создании оборудования разработан целый ряд новейших прогрессивных технических решений. Опыт создания и освоения литейно-прокатного комплекса является хорошим научно-техническим заделом для создания серии подобных предприятий в России и за рубежом.
Таким образом, отечественное тяжелое машиностроение по-прежнему обладает значительным научно-техническим востребованным потенциалом, который был сохранен в исключительно трудных условиях, но, к сожалению, в должной мере не используется.
Дальнейшие тенденции рынка металлургического оборудования будут определяться ситуацией в металлургической промышленности, которой в долгосрочной перспективе предсказывается умеренный рост. Конкуренция между отечественными и зарубежными производителями по-прежнему будет оставаться острой. Преимущества в конкурентной борьбе получат те предприятия, чья продукция будет отвечать все возрастающим требованиям по производительности, технологическим возможностям, экономичности и экологическим показателям.
Общая системная проблема машиностроения заключается в незавершенности цикла инновационного развития отрасли, включающего научные разработки, опытно-конструкторские работы, изготовление и эксплуатацию опытно-промышленных образцов, серийное производство, реализацию и поддержку эксплуатации продукции потребителями. По условиям этого цикла финансовые ресурсы, получаемые при реализации продукции и поддержке ее эксплуатации, должны в необходимых и достаточных объемах направляться на финансирование технического перевооружения и перспективного развития предприятий, прежде всего, для проведения научных разработок по созданию конкурентоспособных образцов оборудования. В настоящее время собственных оборотных средств явно недостаточно для проведения поисковых работ и создания перспективных инновационных разработок.
Продукция института используются в металлургии, нефтегазовом, аэрокосмическом и оборонном комплексах, атомной энергетике, строительной индустрии, на транспорте, в электротехнической, автомобильной, станкостроительной, горнодобывающей промышленности, в сельском хозяйстве, приборостроении, медицине и других областях.
Важнейшим направлением деятельности ВНИИМЕТМАШ является экспорт оборудования и инжиниринга и продукция которого экспортируется во многие страны мира, в и том числе в такие страны как США, Япония, Германия, Франция, Китай, Индия, Республика Корея, Италия.
По инициативе ВНИИМЕТМАШ создан Международный союз производителей металлургического оборудования, одной из основных задач которого является объединение производственного и интеллектуального потенциала. практических усилий металлургических и машиностроительных заводов в области инновационной инфраструктуры, модернизации производства, международного промышленного сотрудничества.
Изложенные выше энергетические и топливные предпосылки при условии их осуществления дают возможность подойти к решению одной из самых ответственных и трудных задач перспективного плана - к форсированному развертыванию металлургического производства и машиностроения в нашей стране. Не случайно уровень передовых промышленных стран измеряется прежде всего состоянием в них металлургической и машиностроительной промышленности. Не случайно к проблемам металла в наших народно-хозяйственных проектировках и в нашем хозяйственном строительстве приковано наиболее напряженное внимание. Металлургия и машиностроение в проектируемом пятилетии будут тем важнейшим участком плана, на укреплении которого должны быть сосредоточены максимальные ресурсы и громадные усилия.
Именно поэтому из общей суммы 11,8 млрд. руб. по отправному и 13,5 млрд. руб. по оптимальному варианту капитальных вложений в промышленность на металлургию и машиностроение направляется 3,5 млрд. руб. по отправному и 4 млрд. руб. по оптимальному варианту плана, т. е. наиболее высокие вложения из всех промышленных отраслей, включая и электростроительство . Такой размах капитальных вложений исходит из ориентировочно исчисленной потребности страны в металлах в 9,8 млн. т в 1932/33 г. против, примерно, 4 млн. т потребности текущего года. Эти исчисления при всей их условности и при всех поправках, которые придется внести в реальном ходе жизни, все же с достаточной достоверностью определяют потребность по чугуну за все пятилетие в 32,7 млн. т, по прокату в 31,5 млн. т, рельсам - 3,2 млн. т, по сортовому железу - 14,1 млн. т, листовому железу - 4,2 млн. т, кровельному железу - 3,1 млн. т и т. п. Полное покрытие этой потребности по чугуну и покрытие ее по другим видам металла в пределах 80‑95% возможно лишь при той программе производства металла, которая исходит из выпуска чугуна в последний год пятилетия в 10 млн. т, т. е. почти утроения производства металла по сравнению с 1927/28 г .
Этим определяется и строительная программа в черной металлургии. Оба варианта плана исходят из необходимости уже в текущем пятилетии осуществить такую строительную программу, которая при ее завершении обеспечивает 10 млн. т годового выпуска чугуна. Различие вариантов имеет в виду сроки осуществления этого грандиозного строительства и реальное поступление металла, которое можно учесть в народно-хозяйственном балансе последнего года пятилетия. Отправной вариант исходит из получении в последний год пятилетия 8 млн. т чугуна, оптимальный вариант - из полных 10 млн. т. Соответственно этому намечаются реальные объекты строительства, сроки их осуществления и размеры капитальных вложений.
Решение этой металлургической проблемы в ближайшем пятилетии с неизбежностью идет двумя путями - путем широкой реконструкции существующих металлургических предприятий в обоих решающих металлургических районах страны (на Украине и на Урале) и путем большого строительства новых металлургических заводов со включением и новых районов - Керченского полуострова и Кузнецкого бассейна.
Послевоенный опыт Германии, к которому внимательно приглядываются все передовые капиталистические страны, убеждает в возможности значительного повышения производительности металлургических заводов путем более тщательной подготовки производственного процесса (обогащения руд, правильного отбора кокса, более совершенной подготовки шихты вообще). Этот достаточно уже проверенный путь открывает возможность при соответствующей реконструкции существующих металлургических заводов довести их производство до 6,7 млн. т по отправному и 7,4 млн. т по оптимальному варианту с тем, что по заводам Украины (включая сюда и первую очередь Керчи) производство будет поднято с 2,4 млн. т в 1927/28 г. до 5,0 млн. т в последний год пятилетия, а по заводам Урала с 0,7 млн. т до 1,4 млн. т и по остальным до 0,3 млн. т. Такое расширение производства существующих металлургических заводов потребует сооружения в пятилетие 12‑15 новых доменных печей на Украине с годовой производительностью печи 180‑200 тыс. т (не считая реконструируемых печей) и соответствующей этому расширению доменного производства общей реконструкции заводов. В результате этого годовая производительность доменной печи в среднем по Югостали возрастает с 85 тыс. т в текущем до 125 тыс. т в 1932/33 году . Для Урала это обозначает сооружение на существующих заводах, примерно, 10 доменных печей мощностью в 180 тыс. т годовой производительности печи (на минеральном топливе) с полной механизацией подачи на крупных единицах, т. е. типа, совершенно нового для уральской металлургии.
Общая стоимость этой реконструкции существующих металлургических заводов (включая необходимую подготовку рудной базы и организацию коксового производства - также крайне сложную задачу предстоящего пятилетия) потребует вложении около 1 млрд. руб. с назначением, примерно, ¾ этой суммы для южной и ¼ - для уральской металлургии. Специфическая трудность этого плана заключается в том, что реконструкция будет осуществляться в обстановке напряженного дефицита по металлу и, следовательно, не должна быть сопряжена с длительной остановкой работы существующих заводов . Это обстоятельство требует весьма тщательно разработанного плана реконструкции и большого организационного руководства этим делом, не говоря уже о точном и бесперебойном снабжении ресурсами, импортным оборудованием и иностранной технической помощью. Учитывая, что от проведения этой реконструкции зависит вся программа металлургического производства ближайшего пятилетия, необходимо все это дело поставить в обстановку внимательнейшего содействия и строжайшего контроля. Но прежде всего необходимо добиться составления в кратчайший срок исчерпывающего плана реконструкции, без чего не может быть гарантировано решение этой задачи.
Если реконструкция существующих металлургических заводов определяет собой снабжение страны металлом в ходе этого пятилетия, то начинаемое громадное строительство новых металлургических заводов решает судьбу металлоснабжения страны в последний год текущего и, в особенности, во все последующие пятилетия . На плечи проектируемого пятилетия выпадает историческая задача отчасти ввести в действие, отчасти подготовить к вводу в действие ту новую смену металлозаводов-гигантов, лишь при наличии которой мы сможем в дальнейшем нужным темпом продвигаться на этом решающем фронте в деле индустриализации страны. Вот почему оба варианта плана на новое строительство металлургических заводов намечают масштаб ассигнований, почти равный затратам на громадную реконструкцию существующих металлургических предприятий. По отправному варианту на строительство новых металлургических заводов намечается около 800 млн . и по оптимальному варианту почти 1 млрд. руб.
Новые металлургические заводы должны будут дать в последний год пятилетия по отправному варианту 1,3 млн. т чугуна и по оптимальному варианту 2,6 млн. т. Решение этой задачи падает уже не только на два испытанных металлургических района страны (Украину и Урал) - к ним присоединяется Керченский район и Кузбасс. В строительстве новых металлургических заводов пятилетний план исходит из стандартного типа крупнейшего предприятия в 650 тыс. т годовой продукции с учетом в строительном плане возможности (где это окажется обеспеченным по условиям территории и сырьевых запасов) дальнейшего развертывания их вплоть до удвоения. В вопросах размещения этих новых металлургических производств план исходит из необходимости примыкания их к источникам сырья и энергетическим базам с допуском, однако, такого широкого комбинирования, каким является кооперация Урало-Кузнецкого района, Керченско-Ткварчельского и Запорожско-Криворожского.
а) Керченскую группу из двух очередей с общей производительностью на 750 тыс. т, со вступлением в эксплуатацию по отправному варианту первой очереди в 350 тыс. т и второй в 200 тыс. т и с общей стоимостью около 150 млн. руб.
б) Украинскую группу из Криворожского завода, с производительностью в 650 тыс. т, Запорожского завода такой же мощности, Днепросплава, Днепропетровской электростали и Мариупольского завода со вступлением в эксплуатацию по отправному варианту Криворожского на 350 тыс. т и Запорожского на 50 тыс. т и с общей стоимостью всей группы около 350 млн. руб.; дополнительно должен быть изучен вопрос о целесообразности сооружения Донбассовского металлургического завода или удвоения мощности одного из украинских заводов (Криворожского или Запорожского), что также потребует около 100‑150 млн. руб.
в) Уральскую группу со строительством Магнитогорского металлургического завода мощностью в 650 тыс. т годовой производительности металла и производством в 1932/1933 г. 350 тыс. т, Алапаевского завода такой же мощности, Златоустовского завода специальной стали и Балашовского завода с общей стоимостью всей группы около 210 млн. руб., Тавдинского металлургического завода мощностью на 50 тыс. т чугуна, Челябинского завода ферростали, Салдинского и Надеждинского листовых заводов и некоторых других более мелких, с общей стоимостью около 75 млн. руб. В оптимальном варианте предусмотрены сверx этого Камский и Каменский заводы в 50 тыс. т готовой производительности каждый.
г) Сибирскую группу с Кузнецким (Тельбесским) заводом мощностью в 350 тыс. т годового производства металла и стоимостью около 130 млн. руб. (с производством в последний год пятилетия 160 тыс. т) и Петровским Дальневосточным заводом мощностью в 30 тыс. т и стоимостью около 12 млн. руб. по расчетам отправного варианта.
д) Наконец, требует дополнительного освещения вопрос о возможности и целесообразности сооружения: а) в ЦЧО - Липецкого металлургического завода с мощностью 650 тыс. т и стоимостью около 180 млн. руб., б) в Н.‑Волжском крае - Хоперского металлургического завода, мощностью 650 тыс. т и стоимостью около 180 млн. руб. и в) металлургического завода на Кавказе стоимостью около 100 млн. руб. и организации производства ферро-марганца на экспорт на энергии Рионгэс и Загэс. Не исключена возможность замены этих объектов значительным расширением мощности вновь создаваемых металлургических заводов, расположенных в более благонадежных по сырьевой базе и энергетическим ресурсам районах.
Это новое металлургическое строительство, которое лежит в основе громадной программы машиностроения, и, как будет показано дальше, благодаря своим коксовым установкам и доменным процессам является базой форсированного развития химической промышленности, без чего не могут быть решены задачи реконструкции сельского хозяйства и повышения обороноспособности страны, является одним из самых трудных и ответственных участков всего строительного фронта. Это тем более так, что вся обстановка требует от нас осуществления таких строительств в максимально короткие сроки (не больше 4‑5 строительных сезонов). Между тем, из всей этой фаланги металлургических заводов лишь Магнитогорский, Кузнецкий и Криворожский в настоящее время обеспечены проектами. Энергичное окончание проектирования и экспертизы этого дела является важнейшей предпосылкой успешного решения поставленной задачи.
Диаграмма 9
Само собой разумеется, что эта программа вложений в черную металлургию должна обеспечить не только расширение производства черных металлов, но и значительное улучшение их качества и понижение себестоимости . Средняя себестоимость чугуна на заводах Урала должна составить к концу пятилетия 46,7 руб. за т против 55,9 руб. в начале пятилетия и средняя себестоимость на заводах Украины - 38,2 руб. за тонну против 49,9 руб. в настоящее время.
Не меньшие трудности встают в области развития цветной металлургии . Общее развитие производства цветных металлов от начала к концу пятилетия, включая концессии, видно из следующих данных (в тыс. т):
Эта производственная программа цветной металлургии, которая по всем условиям нашего строительства должна считаться минимальной, опирается на крайне сложную и трудную строительную программу общей стоимостью около 450 млн. руб. за пятилетие.
Советское машиностроение за истекшие годы сделало значительные шаги вперед в своем развитии и далеко обгоняет тот нищенский довоенный уровень, на котором оно находилось в дореволюционной России. Однако, то, что осуществлено до сих пор, является лишь небольшим началом в разрешении громадных задач машиностроительной промышленности, в значительной степени падающих уже па проектируемое пятилетие. Именно по этой линии решаются основные задачи повышения энерговооруженности труда во всех отраслях хозяйства и именно по этой линии мы должны в кратчайший срок освободить себя от зависимости от капиталистических стран или, во всяком случае, серьезно смягчить эту зависимость. Вот почему, наряду с указанными выше капитальными вложениями в черную и цветную металлургию, пятилетний план намечает по расчетам отправного варианта вложения около 900 млн. руб . и по расчетам оптимального варианта вложения 1 млрд. руб. на капитальное строительство в области машиностроения .
Направление развития нашего машиностроения определяется прежде всего состоянием и задачами нашего энергетического хозяйства. По самому скромному расчету, немногим меньше половины (т. е. около 800 тыс. кв. м нагрева) всего котельного хозяйства в нашей промышленности является и физически и морально изношенным. (Наряду с этим, также около половины (т. е. около 700 тыс. лош. сил) всех находящихся в промышленности двигателей являются также изношенными морально и отчасти физически. К этому надо прибавить ту вновь вырастающую потребность в энергетическом оборудовании, которая возникает и процессе роста нашего хозяйства. Это обязывает широко развить и поставить на новый технический уровень дело котлостроения в стране ; на нем специализируются металлургический завод в Ленинграде, Парострой в Москве и Таганрогский котлостроительный завод, дающие в совокупности к концу пятилетия около 70% всего производства котлов. Котлостроение должно будет вырасти по расчетам оптимального варианта до 300 тыс. кв. м в последний год пятилетия против 114 тыс. кв. м. в 1927/28 г. Главной базой энергично развиваемого дизелестроения становится Коломенский завод, завод «Русский Дизель» в Ленинграде и Сормовский завод, которые сосредоточивают у себя к концу пятилетия около 70% всего производства дизелей, растущего с 65,9 тыс. лош. сил в начале пятилетия до 202 тыс. лош. сил в конце пятилетия. Турбостроение базируется на Ленинградском металлургическом заводе, где оно растет с 60 тыс. квт в начале пятилетия до 650 тыс. квт в конце пятилетия, причем водяные турбины кроме того, входят в производственную программу также и одного из заводов Мосмаштреста.
В известной мере к этой же группе примыкает и развитие станкостроения , которое, наряду с усилением существующих станкостроительных баз (Ленинградский завод им. Свердлова, «Красный Пролетарий» в Москве, «Двигатель Революции» в Н.‑Новгороде и Краматорский завод), будет опираться на реконструкцию и специализацию существующих более мелких заводов и на строительство новых заводов на Украине, в ЦПО, возможно, на Урале. Вложения в станкостроение исчисляются для пятилетия в 25 млн. руб. только по новым заводам.
Вторым крупным моментом, определяющим развитие машиностроения, являются нужды в специальном, по преимуществу индивидуализированном, оборудовании со стороны наших основных горнодобывающих районов - Южного и Уральского вместе с Сибирью. В этом отношении, наряду с полной реконструкцией Краматорского машиностроительного завода, равносильной его переустройству заново и требующей около 54 млн. руб. вложений, в течение пятилетия должна быть закончена постройка Свердловского завода тяжелого машиностроения на Урале общей стоимостью около 49 млн. руб. Завершение этих работ дает возможность правильно расположить в стране основные базы тяжелого машиностроения , ликвидировать нерационально далекие перевозки и обеспечить ту реконструкцию горных производств, которая необходима для намеченного темпа угледобычи, добычи руды, развития цветной металлургии, золотопромышленности и т. д.
Следующим крупнейшим фактором, определяющим развитие машиностроения в перспективе ближайшего пятилетия, является транспорт - его реконструкция и новое строительство. Дальше будет подробно развита программа реконструкции на транспорте и та потребность, которую он предъявит к металлопромышленности в области паровозов, вагонов, автосцепки и т. п. Исходя из этой программы, намечена реконструкция существующих паровозостроительных заводов , требующая в общей сложности до 100 млн. руб. в пятилетие. Центром этих реконструкционных работ в области паровозостроения будет Луганский завод, который потребует вложений около 40 млн. руб. и должен будет дойти до 350 мощных паровозов в последний год пятилетия. Лишь в конце пятилетия встанет вопрос о крупной реконструкции второго паровозостроительного завода на выпуск до 500 паровозов в год. Вопрос об объекте (Сормово или Харьков) должен быть дополнительно изучен. Вагоностроение будет базироваться на осуществляемой реконструкции существующих заводов с вводом, однако, в действие заново перестраиваемого цеха на Днепровском заводе и Нижне-Тагильского вагоностроительного завода с концентрацией на этих последних заводах основного производства большегрузных вагонов. Общая сумма вложений в вагоностроительные заводы определяется в 160 млн. руб. Подготовка транспорта к переходу на автоматическую сцепку потребует сооружения одного или двух заводов автосцепки , общей стоимостью около 30‑50 млн. руб. (по всей видимости, на Украине и на Урале).
Наконец, в эту же серию машиностроения, подчиненного задачам транспорта, должно быть отнесено морское и речное судостроение с общей суммой капитальных затрат в 82 млн. руб.
Особо должны быть подчеркнуты строительные задачи в области автостроения. Намеченное в плане сооружение автомобильного завода (в Нижнем-Новгороде) с годовым выпуском 100.000 машин и стоимостью в 140 млн. руб. является крупным шагом вперед в разрешении этой исключительно важной народно-хозяйственной и культурной задачи.
Далее следует отметить то производство металлической промышленности, которое связано со снабжением различного рода материалами и железными конструкциями всего строительного фронта и, в особенности, вновь зарождающееся у нас производство машин для строительных работ . Завод строительных машин намечен в ЦПО со стоимостью около 12 млн. руб. Наряду с этим стоят небольшие по сумме капитальных вложений, но крайне важные по своему пионерному значению в нашей стране заводы по текстильному машиностроению, производству химической аппаратуры и т. п.
Наконец, громадные задачи стоят в области с.‑х. машиностроения в непосредственной связи с теми задачами по реконструкции сельского хозяйства, которые являются одной из решающих предпосылок всего народно-хозяйственного плана. Строительная программа в области с.‑х. машиностроения исходит из необходимости довести выпуск с.‑х. машин до 525 млн. рублей по отправному и до 610 млн. руб. по оптимальному варианту против 153 млн. руб. в 1927/28 г. Эта программа базируется на окончании работ по сооружению Ростовского завода стоимостью 46 млн. руб., на широкой реконструкции украинских заводов с капитальными вложениями в 58,6 млн. руб., на реконструкции остальных заводов РСФСР с вложениями в 30,3 млн. руб. и на создании Омского завода с.‑х. машиностроения. Общий размер вложений в с.‑х. машиностроение измеряется по отправному варианту в 160 млн. руб. и по оптимальному 180 млн. руб. Крупнейшей самостоятельной проблемой в области с.‑х. машиностроения является сооружение Сталинградского трактор ного завода стоимостью в 77 млн. руб. и производительностью в 50 тыс. тракторов в год и расширение тракторного цеха на Путиловском заводе и на производство 10 тыс. тракторов в год и тракторного цеха на Харьковском паровозостроительном заводе на производство 3 тыс. тракторов в год. Кроме того, по расчетам оптимального варианта намечено сооружение второго мощного тракторного завода типа Сталинградского .
Таковы главнейшие линии и объекты, строительной программы машиностроения. Здесь, разумеется, приведено лишь самое основное из большой, сложной и крайне дифференцированной программы. При всем стремлении к ограничению ассортимента машин, в твердой последовательности, накапливая опыт и твердо закрепляя одну позицию за другой, интересы индустриализации страны настойчиво требуют незамедлительного ввода в строительную программу все новых и новых групп машиностроительных предприятий, которые и значительной своей части будут проходить на протяжении ближайшего пятилетия лишь начальный этап своего развития.
Машиностроение расширяет свои позиции почти во всех основных индустриальных районах страны, с тем распределением средств между реконструкцией и новым строительством, которое, по-видимому; отвечает задачам правильного развития производительных сил нашей страны.
Нет нужды подчеркивать громадное значение этой строительной программы в области металлургии и машиностроения. Она является стальной осью всей запроектированной в пятилетнем плане реконструкции народного хозяйства . Но нужно со всей энергией подчеркнуть громадную трудность и, следовательно, громадную ответственность этого важнейшего по значению и наиболее крупного, по вложениям строительного участка, который предъявляет исключительно большие требовании не только к внутренним материальным и организационным ресурсам страны, но и к техническому содействию со стороны передовых стран Европы и Америки.