Чаепития в Академии: Красота огненного металла

"Чаепития в Академии" — постоянная рубрика "Правды.Ру". Это встречи с выдающимися учеными России. Беседы с ними ведет писатель Владимир Губарев. К сегодняшнему разговору приглашен академик РАН Николай Ватолин. По словам академика, металлурги-ученые в России работают на высочайшем уровне, а реализовывать их идеи и проекты просто некому. Почему?

Однажды я вычитал в книге академика Капицы такие слова: "Без больших научных традиций, начавших создаваться нашими учеными уже со времен Ломоносова, у нас не было бы хороших пушек, крепкой брони и быстрых самолетов, хотя непосредственно ни один из наших академиков не умеет рассчитать самолет или выстрелить из пушки".

Как всегда, Петр Леонидович несколько преувеличивал: среди академиков есть и такие, кто прекрасно рассчитывает и создает самолеты, а из пушки собственной конструкции на полигоне обязательно производит первый выстрел. Кстати, такова традиция. Но в принципе, конечно же, академик Капица прав: суть научной работы вовсе не заключается в том, чтобы стоять у кульмана или собственными руками прокатывать броневые листы. Ученый должен определить путь в неведомом, чтобы по нему уверенно шли инженеры и технологи. Именно так происходит в металлургии. Я убедился в этом при встрече с академиком Николаем Анатольевичем Ватолиным.

Читайте также: Чаепития в Академии: Истина прекрасна и в лохмотьях!

Ученый принадлежит к легендарной школе металлургов Урала, которая начала свое существование с династии Демидовых. Много славных имен связано с этой школой, и каждый раз, когда в нашей промышленности возникали казалось бы неразрешимые проблемы, именно на Урале они находили свое решение…

— Почему? — спросил я у академика Ватолина.

— У уральцев особый характер, а потому и наука здесь особая…

— А разве так может быть?! — удивился я. — Ведь считается, что у науки нет географической привязанности: просто она есть или ее нет…

— Это определение справедливо к науке в целом, но к металлургии оно неприемлемо. А, как известно, исключения лишь подтверждают правило, — ученый улыбнулся.

— В таком случае поговорим об исключениях…

Так началась наша беседа с одним из крупнейших металлургов Урала, а, следовательно, и мира.

Фото: AP

— Когда я начал заниматься популяризацией науки — это было полвека назад, в газетах и по телевидению обязательно надо было рассказывать об ученых, которые создают новую технику, получают новые сплавы для самолетов и ракет, выплавляют металл. То есть наука представлялась как высшее достижение техники и технологии. А нынче о ней иное представление: это экономика, гуманитарные проблемы, социология. Вы ощущаете на себе эту перемену?

- Нет, вы не правы. По-моему, о металле стали снова говорить. Так что реабилитировать нашу отрасль не нужно. Просто на некоторое время модными стали некоторые другие отрасли науки, которые были наслуху. Да и политическая конъюнктура была такой. Но постепенно все возвращается на круги своя. Особую роль в этом играет, на мой взгляд, ВИАМ — Всероссийский институт авиационных материалов. Именно там академики Каблов и Фридляндер поднимают проблему качества материалов, получение новых сплавов, так как каждому грамотному специалисту ясно, что без них техника просто не может развиваться. К сожалению, значительно меньше стали обращать внимание на черные металлы.

— Почему?

— Практически все предприятия переданы в частные руки, а их хозяева полупродукт гонят за рубеж, не интересуясь особенно качеством этого металла. Но все равно, сейчас и в этой области видны некоторые сдвиги, так как приходит понимание, что рано или поздно прекратится получение прибыли — надо не сырье поставлять на экспорт, а качественную продукцию. То, что нам, ученым, очевидно давно, у хозяев предприятий только зарождается такое понимание. Убежден, скоро и качеством металла будут заниматься и новые хозяева предприятий. У них просто нет другого выхода.

— Странная ситуация: ясно, что для авиации нужны новые материалы, и мы делаем их для американских и европейских фирм. У нас авиации практически нет. Но есть еще железные дороги, есть проекты скоростных поездов, есть нефте- и газопроводы и так далее. Для них придется закупать материалы за рубежом?

— Так и будет, если не изменить ситуацию. Ведь лишь одну треть металла потребляется в России, а все остальное идет за границу в самом "первозданном", "первобытном" виде, то есть продаем некачественный металл.

— Вы всю жизнь связаны с предприятиями такого рода. На Урале есть великолепные заводы. Что с ними происходит?

— Во-первых, они перепродаются. Иногда даже неизвестно, кто хозяин того или иного завода.

— А сейчас кто владеет Уралмашем?

— Не знаю.

— Но вы много десятков лет с ним работаете?!

Фото: AP

— Тем не менее, не знаю. Кстати, я начинал свой путь как раз на Уралмаше. Студентам пришел на практику, а потом был распределен туда. Конечно, его судьба мне небезразлична. Но нынешнего хозяина не знаю. Недавно по телевидению выступал исполнительный директор — не хозяин! — и он сказал, обращаясь к правительству Грузии, мол, приезжайте, посмотрите, во что ваш министр экономики Бенукидзе превратил один из лучших заводов страны. Уралмашзавод — развалина.

— Вы — научный руководитель Института металлургии Уральского отделения РАН. Институт был создан ради металлургии Урала. Так ведь?

— Да, это было сделано в 30-е годы. И наш институт был одним из первых в Уральском отделении Академии наук. Филиал Ленинградского физтеха был здесь же создан. Направление было — химико-металлургическое. В 50-е годы уже появилось несколько институтов, и все они были связаны с металлургией Урала. Ее развитию тогда придавалось особое значение.

— Попробуем на вашей судьбе проследить, как развивалась металлургия Урала. Можно это сделать?

— Конечно. Родом я из Свердловска. Отец и мать строили Уралмаш. Они приехали в лес, поставили палатки, и начали строить будущий завод-гигант. Я рос вместе с Уралмашем. Затем металлургический факультет Политехнического института, и снова Уралмаш. Работал всего два года. Мои коллеги начали стремиться в науку, и у меня появилось такое желание. Съездил я в Уральский филиал Академии наук, там шел прием в аспирантуру по физхимии металлургических процессов. Я сдал все экзамены, причем не брал отпуска, не отпрашивался у начальства. В общем, на Уралмаше не знали, что я пожелал идти в науку. Экзамены сдал хорошо, и меня зачислили в аспирантуру. Это был 1950-й год. Инженеров не хватало на заводе. В это же время меня принимают кандидатом в члены партии. "Шум" поднялся большой, на заводе категорически против моего ухода. Дело дошло до суда. И представляете, суд принимает решение о том, что завод должен расторгнуть договор с молодым специалистом, то есть со мной, и отпустить меня на учебу.

— Невероятно?!

— Но именно так и случилось! В то время государство поддерживало молодых людей, которые шли в науку. Власть понимала, что именно в развитии науки — залог будущего процветания промышленности.

— А потом как-то пересекались с Уралмашем?

— Конечно. В частности, лекции читал для молодых специалистов, консультировал по разным вопросам инженеров. Не все шло гладко, случались и конфликты.

— К примеру?

Фото: AP

— Это было в 60-х годах. Я уже защитил кандидатскую диссертацию, бывал за рубежом. В частности, поехал в Швецию, и там узнал о новой технологии. Идея процесса существовала давно, ее предложили русские металлурги. Но реализована она была на Западе. Плавим металл, положим, в мартеновской печи. И доводят его до высокого качества в этом же самом агрегате. Раскисляют, добавляют всякие легирующие материалы — хром, молибден, никель. Но постепенно мировая практика стала от этого отходить. Начали вакуумировать металл в специальных ковшах и агрегатах. Причем опять-таки идея эта впервые была высказана и обоснована академиком Самариным. Русские инженеры ее впервые опробовали. К сожалению, в конструкторском отношении идея не была доведена до промышленного масштаба. А за рубежом это начали применять. Придумали вакуумирование жидкой стали для удаления азота, водорода. Эти агрегаты получили широкое распространение, и фирмы уже продавали свои патенты. Я рассказал на Уралмаше о поездке в Швецию. Там очень обрадовались моей информации. Оказывается, они для улучшения качества сталей решили купить установку в Швеции. Я начал стыдить уралмашевцев, мол, у вас целый институт работает — специально он был создан для проектирования подобных агрегатов, а вы, зная все технологические тонкости, тратите огромные деньги и покупаете подобные агрегаты за границей?!

— Вас послушались?

— Нет. Купили агрегат в Швеции. А потом и завод в Тагиле купил такой же. И сейчас продолжают покупать такие ковши на Западе. И по непрерывной разливке стали ситуация аналогичная. Мы первыми разработали технологию, первыми начали ее осуществлять, сделали первыми нужные агрегаты и… покупаем за рубежом!

-Почему это происходит?

— У меня четкое представление, что инженерно-конструкторское обеспечение науки находится на недостаточно высоком уровне. Это было и в советское время, ничего не изменилось и сейчас. Впрочем, сегодня стало еще хуже. Без ложной скромности скажу, что металлурги-ученые в России работают на высочайшем уровне, но реализовывать их идеи и проекты просто некому. Плюс к этому новые хозяева предприятий сторонятся отечественных ученых. Когда у них появляются деньги, то они закупают агрегаты за рубежом, так как доверяют тем специалистам больше, чем своим.

— Это ведь забота только о нынешнем дне?

— Конечно. А потому есть реальная опасность, что металлургия наша будет отставать от западной. Дело в том, что зарождаются новые принципы. Они заключаются в том, что появляется тенденция "индивидуальной работы с металлом".

— Что имеется в виду?

— Металл расплавляется. А потом в разных ковшах — первом, втором и третьем — он доводится до нужной кондиции и высокого качества. Причем на заключительных этапах процессы ведутся очень точно, ювелирно.

— Но ведь на науку мы жаловаться не можем?

— В нашей стране металлургическая наука всегда была на высочайшем уровне. Однако реализовать идеи, довести их до промышленного использования не удавалось.

Фото: AP

— Приведите еще один пример.

— Кислородные конвектора. Мы начали исследования в институтах Урала одними из первых еще в 50-е годы. Но установки покупали затем в Австрии и Германии. Сейчас, конечно, делаем и свои, но все равно совместно с иностранными фирмами.

— Вернемся к вашей судьбе. Как вы начали заниматься металлом? Сразу после аспирантуры?

— Я не "исконный", как говорится, металлург. Я — и физик, и химик. Еще в аспирантуре начал заниматься изучением физико-химических процессов в металлургии. Это школа Олега Алексеевича Есина. Она довольно оригинальная.

— Чем именно?

— Обычная металлургия — это ничто иное высокотемпературная химия. Работа идет с растворами, с водой или органическими соединениями. А мы в школе Есина работали с жидким металлом и жидким шлаком.

— Выбрали "область погорячей"?

— Немного. Если черные металлы, то 1600 градусов. Если цветные, то поменьше — 1500 градусов. Но химические реакции, что у нас, что в обычной металлургии, одни и те же! Олег Алексеевич — электрохимик, сначала заведовал кафедрой электротехники в Политехническом институте, а затем кафедрой теории металлургических процессов. И у него появилось оригинальная идея исследовать "взаимоотношение" раскаленного металла и шлака. В чем тут особенность? Шлак — оксидная составляющая, а металл — есть металл, у которого разные добавки. Система чрезвычайно сложная. У металлургов же было представление, что в жидком состоянии она довольно проста. Я был у Есина одним из первых аспирантов, а потому он попросил меня заняться этой проблемой. В этой области мы были пионерами в России. Чуть позже аналогичными исследованиями занялись в Японии.

Фото: AP

Только для специалистов: "Большую работу Н. А. Ватолин с сотрудниками провел по исследованию электрических свойств и нестехиометричности оксидных расплавов, содержащих ионы "переходных металлов". Впервые были выявлены закономерности изменения природы и величины проводимости оксидных расплавов в зависимости от парциального давления кислорода в газовой фазе, состава и температуры. Экспериментально показано, что в шлаковых расплавах, содержащих оксиды железа, ванадия, меди, титана, сочетаются особенности ионных жидкостей и полупроводников. В зависимости от концентрации и соотношения в шлаке различных валентных форм переходного металла доминирующей становятся ионная или электронная составляющие проводимости или их сочетание. С этим фактором необходимо считаться в теории и практике металлургических процессов при оценке электрохимического поведения соответствующих расплавов".

— И что это дает?

— Появилось несколько иное представление о природе жидких шлаков.

— Значит, можно было более точно управлять процессом плавки?

— Конечно. Появилась даже аппаратура, которая позволяет определять количество кислорода в жидком металле в процессе плавки. Это только одно направление. Металлурги изучали очень активно и свойства металла и свойства шлаков — электропроводность, вязкость, поверхностное натяжение, термодинамические свойства и так далее. А это позволяет определять грань между "реальными" и "идеальными" растворами.

— Мне всегда нравились своеобразные термины, которыми пользуются металлурги. "Идеальный раствор" — это звучит романтично. Не так ли?

— "Идеальный раствор" — это тот случай, когда при добавке какого-то компонента в расплав он изменяет свои свойства пропорционально количеству добавок.

— То есть ведет себя прогнозируемо?

— Так гласит принятая модель. На самом же деле процесс идет иначе, результат получает иной, чем мы прогнозируем. "Идеальных растворов" нет!

— Вот так рушатся лучшие мечты!

— Это жизнь. Ничего идеального в ней не бывает. Хотя этого и желаешь…

— Но хочется чего-то, хотя бы в технике!

— Кобальт и никель, золото и серебро смешиваешь, и они близки к "идеальному раствору". А если железо и кремний, то, извините, об "идеальности" не следует и упоминать. И с этих позиций металлурги начали изучать, как влияют добавки на термодинамические и физические свойства систем. Это привело к новому пониманию природы металла. Здесь мы уже столкнулись с физиками. Речь пошла о работе на атомном уровне.

Только для специалистов: "С 1970 г. под руководством Н. А. Ватолина ведутся дифракционные исследования атомного строения и характера межатомного взаимодействия в металлических и оксидных расплавах. Разработан и освоен оригинальный вариант метода рентгеноструктурного анализа при высоких температурах. Получены надежные экспериментальные данные по температурной зависимости структурных характеристик большой группы жидких металлов, имеющих в кристаллическом состоянии различных тип упаковки атомов".

Фото: AP

— К исследованиям подключились физики. Особенно много в этом направлении работали украинцы. Из Львова и Одессы. Но когда началась перестройка, то они постепенно стали приезжать к нам реже, а потом контакты и вовсе прекратились. Короче говоря, начали мы сначала с обычной металлургии, но потом увлеклись структурным анализом жидкого расплава. И всю жизнь я этим занимаюсь.

— Но вы забыли о сырье. Насколько я знаю, это вас тоже очень интересует?

— Конечно. Наши работы привели к главной проблеме отрасли: комплексному использованию сырья. Со времен Демидовых она остро строит перед металлургией. Есть богатая железная или медная руда, металлурги ее используют. Но руда рано или поздно заканчивается. Та же Магнитка, к примеру, всю гору уже срыла. Тагил — тоже. Нет уже на Урале богатых руд, ни цветных, ни черных металлов. Остались только бедные руды, которые характерны тем, что в них имеются разные компоненты. Следовательно, надо создать такие технологии, чтобы извлекать одновременно и железо, и другие металлы. На Урале есть Качканар. Там железа всего 16 процентов, но там есть титан, и есть ванадий. Пока мы добрались до железа и ванадия, а титан пока нам мешает их извлекать. Но надо и его добывать.

— Это надо все заново строить?

— Нет. Комплексное извлечение металлов уже мы планировали. Месторождение титаномагнетитов там уникальное, и это мы, конечно же, учитывали. Тагильский комбинат сразу же начал работать по нашей технологической схеме. Комплексное использование сырья открывает новые перспективы промышленного Урала. Титаномагнетитов у нас много. Но их трудно переработать. Надо отделить титановый и железный концентраты, и тогда мы может только что-то получить. И в цветной металлургии аналогичная ситуация. Наш Институт очень активно занимается этими проблемами. На мой взгляд, от их решения зависит судьба России как великой металлургической державы.

— ХХ1 век называют "веком скоростей". Значит, будут новые самолеты, ракеты, поезда. Готовы ли наши металлурги обеспечить их новыми металлами и сплавами?

— К сожалению, нет. Качественный металл мы уже не способны производить.

— То есть мы продаем сырье, как нефть и газ?

— Конечно. Здесь не должно быть иллюзий. Металлургия превратилась в сырьевой придаток. Причем уже не только Запада, как мы обычно говорим, но и развивающихся стран, таких, как Бразилия или Индия. Однако некоторые предприятия начинают потихоньку возрождаться. Но это мелкие заводы.

— Грустно об этом говорить…

Фото: AP

— Такова реальность, и закрывать глаза на нее нельзя.

— Во имя чего?

— Во имя будущего. Научные школы на Урале сохранились, работают. Это школы металловедов, доменщиков, физикохимиков и другие.

— Как вы считаете, есть ли "уральский характер", или это писательская выдумка?

— Я думаю, что это несколько надуманное определение. Есть лишь отдельные черты людей, которые здесь живут всю жизнь и никогда не соглашались уезжать отсюда. Например, академик Николай Николаевич Красовский. Великий ученый, математик, гений. Сколько ему ни предлагали уезжать и в столицы, и за рубеж, он всегда отказывался, мол, он родился, вырос и до конца жизни останется на Урале.

— По-моему, и вас тоже много раз "соблазняли"?

— Было. Считаю, что нет особой категории "уралец", но уехать отсюда невозможно! Если хотите, то можно считать, что "характер особый"…

— Пожалуй, есть главная черта у всех, с кем я встречаюсь на Урале, это оптимизм. Он не покидает вас никогда. Жить на Урале, значит, надо обязательно быть оптимистом?

— Безусловно. Каждому из нас, металлургии в частности, науке в целом не раз предрекали самые печальные последствия, прогнозы делались самые страшные, почти всегда катастрофические. Но проходило время, и наука России побеждала, потому что в ее основе — предчувствие открытий, а, следовательно, и побед над невзгодами. На этом она и стоит вот уже три столетия. Срок для испытаний вполне достаточный.

Беседу вел

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Комментарии
Опубликовано видео побега солдата КНДР от Ким Чен Ына
Опубликовано видео побега солдата КНДР от Ким Чен Ына
Те же и Израиль: США готовят второй акт войны в Сирии
Казни русских солдат получают высшие премии Запада и России
Те же и Израиль: США готовят второй акт войны в Сирии
Те же и Израиль: США готовят второй акт войны в Сирии
Французский пшик: откуда взялась "радиация" на Урале
Французский пшик: откуда взялась "радиация" на Урале
Французский пшик: откуда взялась "радиация" на Урале
Дмитрий Хворостовский умер от рака в Лондоне
Казни русских солдат получают высшие премии Запада и России
Экс-премьер Украины: на Майдане и в Одессе убивали грузины
Казни русских солдат получают высшие премии Запада и России
Те же и Израиль: США готовят второй акт войны в Сирии
Казни русских солдат получают высшие премии Запада и России
На крыльях смерти: от самых аварийных самолетов уже не отказаться
Казни русских солдат получают высшие премии Запада и России
На кинофестивале в Москве покажут фильм про "героев АТО"
Истории любви: Троцкий и хромоножка
Ученые рассказали о странной находке на островах Земли Франца-Иосифа
Роскачество теперь знает, где хлеб в России лучше всего