На кого УГМК точит зуб: фоторепортаж с литейного производства

Металлургическое производство в Сухом Логе работает с 1941 года. В суровом военном ноябре на уральском заводе провели первую плавку алюминия из отходов. В советское время «Сухоложский завод вторичных цветных металлов» был одним из крупнейших производств своей отрасли — здесь работало до 5 тысяч человек. «В конце 80-х мы лили по 100 тонн алюминия в год. А еще латунь, бронзу, цинковые сплавы. Все площади были завалены сырьем», — вспоминают старожилы. До сих пор жители Сухого Лога и ближних поселков называют завод Вторметом. Хотя сейчас здесь выпускают совсем другую продукцию.

В 90-е годы Втормету пришлось несладко: производство практически прекратило свое существование, штат сократился до 150 человек. Но пропасть заводу не дали: в 2003-м на предприятии появилась первая линия по выпуску поршней для автомобильных и тракторных двигателей, в 2006-м запустили вторую такую линию. А с 2008 года предприятие стало снова лить металл — правда, с цветного лома переориентировались на сталь и чугун.

Историю предприятия мы узнаём, пока одеваемся в синие ватники, теплые подшлемники и каски и идем по территории завода до литейного цеха. Наш экскурсовод сегодня — главный специалист производственно-технического отдела Сергей Никитин.

«Меня пригласили работать в литейку в 2013 году. Но это не первая моя должность на заводе. Я тут трудился, когда еще алюминием занимались. Потом уходил. Но вот вернулся. А вообще я на предприятии, можно сказать, с 12 лет работаю — с отцом сюда приходил. И карьеру свою начинал здесь как разнорабочий — летом в цехе окна мыл», — рассказывает Сергей Юрьевич.

Сегодня на заводе выпускают более 1800 различных изделий из стали и чугуна. Самое крупное — бронь для дробилки весом 3392 килограмма, самое маленькое — 1-килограммовая втулка из чугуна. Одна из ходовых деталей — зуб ковша экскаватора. Это специальный элемент из высокопрочной стали, который разрушает горную породу. Также зубья уменьшают первоначальную нагрузку, оказываемую на ковш, то есть позволяют дольше эксплуатировать землеройную технику.

Зубья, отлитые в Сухом Логе, поставляют на все предприятия УГМК, где задействованы многотонные экскаваторы. Такие машины работают на карьерах Урала, Башкирии, Оренбуржья, Кузбасса. Зубья — расходная деталь. Срок службы зависит от породы, которую грузят экскаваторы: чем тверже, тем быстрее они истираются. В среднем зубья приходится менять раз в 3–4 месяца.

Прежде чем воплотиться в металле, зуб (впрочем, как и любое другое изделие), проходит виртуальную, бумажную, деревянную (или пластиковую), песочную стадии.

«Любая деталь начинается с чертежа, — рассказывает наш экскурсовод. — Сейчас все чертежи делаются, конечно, на компьютерах, в различных графических программах». Рисуя будущую деталь в 3D-формате, специалист может учесть все пожелания заказчика, главное при этом — не нарушить существующие стандарты и ГОСТы.

Следующий этап — трехмерное моделирование.

В цехе, где из дерева и пластика создаются трехмерные модели будущих металлических деталей, тишина и чистота. Здесь стоят несколько высокотехнологичных фрезерных станков с программным управлением. Фреза, следуя заложенной программе, снимает слой за слоем с фанерной заготовки.

Для большинства моделей используются деревянные и фанерные заготовки. Но некоторые (зубья в их числе) делаются из пластика. Модель одной детали состоит из двух частей — верхней и нижней. Из них на следующем этапе сделают две полуформы, которые скрепят в единую форму уже непосредственно перед заливкой металлом.

После тихого и спокойного цеха моделирования отправляемся в литейку. Попутно заходим на склад, где хранится сырье для будущих высокопрочных деталей.

И зубья для экскаваторных ковшей, и брони для дробилки, и траки для гусениц — все делается из лома. Выработавшие свой ресурс детали идут в повторную плавку. Уже при варке в сталь добавляется свежий металл.

Впрочем, до «металлической» стадии зубу еще далеко. Сначала он должен пройти «песочный» этап. 3D-модель отправляется на участок изготовления форм. На Сухоложском заводе формы изготавливают из ХТС — это холоднотвердеющие смеси, состоящие из кварцевого песка, специальных смолы и катализатора.

Рама, в которую при помощи специальных решеток помещается модель, называется опока. Для изготовления детали нужны две такие опоки — верхняя и нижняя. Пескосып заполняет опоку формовочной смесью, потом она уплотняется на специальном вибростоле.

После того как смесь в формах отвердела, форму зачищают, на место, где впоследствии будут технологические пустоты, устанавливают специальные стержни, сделанные также из ХТС. Стержни для зубьев экскаватора похожи на старинные чугунные утюги. Перед установкой в форму на «утюг» наносят специальную антипригарную краску — типа тефлонового покрытия на сковороде. Излишки краски убирают при помощи огня.

Саму форму также «красят антипригаркой» — благодаря этому готовую металлическую деталь будет легче вынуть из заготовки.

Верхнюю и нижнюю полуформы скрепляют, соединение тщательно заваривают — чтобы раскаленный металл не хлынул во внезапно возникшие щели.

Дальше начинается самое зрелищное — варка металла и заливка его в форму.

Сергей Никитин:

— Вот это для меня в работе самое главное, самое интересное — понимать, каким получится металл. Как хозяйка варит суп — так я варю сталь. По цвету, по фактуре понять, какой ингредиент в каком количестве надо засыпать, чтобы на выходе получился металл с нужными свойствами — и в итоге получить именно его… За это я и люблю свою работу, это мне по душе!

Сталь для зубьев варится в дуговой печи в течение нескольких часов. В процессе плавки литейщики специальными ковшами убирают образовавшийся на поверхности шлак — как хозяйки снимают «шумку» с мясного бульона. Когда металл практически готов, литейщик берет пробу, которую отправляют в лабораторию. В течение 10–15 минут приходит ответ: готова ли сталь к разливке или надо добавить «специй» (ферросилит, ферромарганец) и поварить еще немного. Когда сталь готова, ее выливают в разливочный ковш. А затем — в формы.

После того как весь металл разлит по формам, их оставляют остывать.

Сергей Никитин:

— Сейчас мы смотрим все стадии изготовления детали одновременно. А вообще на выпуск одной партии зубьев требуется практически двое суток. И это еще без учета времени на создание модели — они у нас уже в готовом виде, мы их сделали некоторое время назад, и они будут использоваться, пока не придут в негодность, а на это уходит несколько месяцев.

Такими зубья достают из формы. Цилиндры сверху металлурги называют прибылями — это технологические наплывы металла, которые образуются при его заливке в форму для компенсации усадочных явлений. Один зуб весит 120 кг. На пятикубовый ковш ставится пять таких зубьев.

«Прибыля» отбивают при помощи пневмопушки. Звук тот еще, даже на фоне постоянно гудящего и гремящего цеха! Струя воздуха выходит из сопла под давлением 6 атмосфер и способна сломить сталь толщиной до 300 мм.

Дальше зубья отправляются на закалку, а формы — на выбивку. ХТС выбивается из опоки в специальном аппарате.

Раньше опоки освобождались от смеси вручную — работники цеха выбивали песок кувалдами. Сейчас цех оснастили специальной выбивной решеткой. Это закрытая камера, где с помощью вибрации смесь выбивается из опок, измельчается и по воздуховодам подается на участок регенерации. Здесь песок освобождают от налипших смол и пыли и снова запускают в производство. Это, кстати, экологичное ноу-хау — раньше отработанный песок со всеми вредными примесями просто вывозили на отвалы.

Закалка — необходимый этап для получения стали Гадфильда. Именно за счет разницы температур сталь окончательно получает свои свойства — прочность и износостойкость.

Чтобы закалить детали, их, уже остывшие, снова нагревают в печи до температуры 1100 градусов по Цельсию. Для каждого вида стали требуется определенная скорость нагрева и время выдержки в печи. Раскаленные детали достают с помощью специального крана и опускают в бассейн с водой. Глубина этой купели 6 м. Начальная температура воды 16 градусов. От такой разницы в температурах при погружении деталей обычная вода начинает гореть — зрелище очень впечатляющее! На самом деле это воспламеняется водород, выделяющийся при расщеплении воды на атомы.

Детали получают холодные ванны около полутора часов. За это время металл остывает примерно до 40 градусов и закрепляет свои свойства.

После закалки остается только довести деталь: зубья затачивают, убирая лишнее, на специальных станках, которые способны обрабатывать сталь Гадфильда.

Обработанные зубья принимают специалисты ОТК. Каждую деталь измеряют, проверяют на отсутствие дефектов и отправляют на склад готовой продукции.

Со склада зубья отправляются в путешествие к месту эксплуатации: в карьер. «Трудовой стаж» зуба начинается после того, как его установят на ковш экскаватора. Как это происходит — можно посмотреть в нашем видео.

Сейчас на Сухоложском литейно-механическом производстве занято 500 человек. Конечно, по сравнению с советским периодом это немного. Но предприятие работает и развивается.

Сергей Никитин:

— К концу года мы должны выпустить порядка 7000 тонн литья. Но завод, конечно, способен на большее. В 2017 году планируем довести выпуск до 10 000 тонн в год, что позволит полностью закрыть потребности в литейной продукции предприятий УГМК и выйти на внешние рынки.