70 богатырей

К доменной печи, когда пора выпускать из нее расплавленный чугун, подъезжает по рельсам огромный ковш. Его везет паровоз. Ковш подставляют под струю жидкого металла. А из ковша жидкий чугун можно разлить по небольшим формам, чтобы он в них застыл. Такие застывшие куски чугуна называют чушками. Их грузят в вагоны и отвозят на заводы, которые изготовляют чугунные вещи или части машин.

Как делают чугунные вещи

Тебе, конечно, приходилось делать пирожки из песка. Набьешь деревянную или жестяную формочку сырым песком, перевернешь ее, поставишь на землю, осторожно снимешь формочку - и готов песочный пирожок.

Вот почти так же делают чугунные вещи. Готовят формы из глины с песком и коксом. Они получаются крепкие. А пока готовят формы, чугунные чушки опять расплавляют в небольшой печи. Когда расплавится чугун, его льют в приготовленные формы. Это и называется литьем, потому что чугун льют в формы. Когда он застынет, вынимают из формы готовый утюг или какую-нибудь часть будущей машины.

У нас на Урале есть завод, где работают замечательные мастера. Они какую хочешь форму могут сделать. Зальют в нее металл - и получится чугунная лошадь или чугунные фигурки людей. Каслинский завод на весь мир знаменит своим искусством.

А для чего еще нужен чугун

Чугунные вещи изготовляют только литьем, потому что чугун хрупкий - ни молотом его нельзя ковать, ни на станке обтачивать. А нам нужно очень много вещей и машин, которые неудобно изготовлять литьем. И нужно, чтобы они не были хрупкими.

Значит, одним чугуном не обойтись.

Ты помнишь, что хрупок чугун потому, что в нем растворился углерод из кокса. Надо часть углерода выгнать из чугуна, тогда он не будет хрупким. Получится железо, которое можно и молотом обрабатывать, и на станках обтачивать.

Сорт железа, в котором углерода гораздо меньше, чем в чугуне, называется

Сталь

Это главный сорт железа, самый нужный нам. На изготовление стали идет весь чугун, кроме небольшой его части, из которой делают чугунные изделия.

Как варят сталь

Сталь варят в печах, не таких высоких, как домна, а всего двухэтажных. Печи широкие, и стоят по нескольку в ряд. В каждой печи можно бы разместить квартиру в три комнаты. Называется такая печь мартеновской или просто мартен.

Греется печь горючим газом, смешанным с воздухом. Газ горит в печи длинными, очень жаркими факелами.

Все твердые материалы, нужные для варки стали, подвозит машина с хоботом, как у слона. Только хобот этот стальной. И прицеплена к нему стальная корзина. Машина хоботом сует корзину в печь и вываливает в нее немного железной руды, известняк и другие минералы, нужные, чтобы выгнать из чугуна вредные примеси.

А еще заваливают в печь старые, отслужившие свой век стальные вещи, части машин, куски рельсов - словом, то, что называют ломом.

Вот для этого ты с товарищами и собираешь железный лом. Он в мартеновской печи начнет вторую жизнь, станет новой сталью.

Когда все эти твердые материалы расплавятся в печи, тогда начинается главное: подъезжает огромный ковш с жидким чугуном. Его выливают в печь.

И вся эта смесь - чугун, руда, известняк, стальной лом - варится несколько часов.

В печах есть маленькие окошечки. Заглянешь в них - и видно, что внутри печи делается. Но смотреть на кипящую сталь можно, как и на солнце, только через темные очки, а то глаза испортишь.

Это очень красиво. Бушует тяжелое жидкое пламя, переливается волнами, поднимается столбом, опадает и вздувается огромными пузырями.

Пока кипит металл, большая часть углерода, который был в чугуне, выгорает.

Когда сталь готова, ее, как и чугун из домны, выливают в большой ковш. А из ковша сталь разливают по высоким узким формам - изложницам. В этих формах она застывает. Получаются слитки стали такие тяжелые, что их только сильным краном можно поднять.

Есть еще и другой способ варить сталь - в больших сосудах, по форме похожих на груши. Сосуды снаружи стальные, а внутри выложены кирпичом. В конвертеры - так называются эти сосуды - заливают жидкий чугун и продувают его очень сильной струей воздуха. Большая часть углерода соединяется с кислородом воздуха и уходит из чугуна. Получается сталь.

Поначалу конвертеры делали небольшими. За один раз они давали стали гораздо меньше, чем мартеновская печь, да и сталь получалась хуже: в ней оставались вредные примеси, которые были в чугуне. Такая сталь не для всех изделий годилась. Постепенно конвертеры подросли, и ученые нашли способ получать в них сталь лучшего качества.

Теперь большую часть стали, вместо того чтобы варить в мартеновских печах, варят в конвертерах.

Этот способ по имени его изобретателя, инженера Бессемера, называют бессемеровским процессом.

Нам нужны разные сорта железа

Я уже говорил, что чистое железо - большая редкость. Химики могут приготовить его лишь долгим и сложным путем.

Но чистое железо нам ни к чему. Это очень непрочный материал - из него никакой полезной вещи не сделаешь. Прочность ему придают примеси. Одну из этих примесей ты уже знаешь - углерод. Если его много в железе, металл называют чугуном, если мало - сталью.

Чугун и сталь - главные сорта железа.

Но и сталь-то нам нужна разная. Для космической ракеты одна, для часовой пружины другая, для перочинного ножа третья.

Иногда нужна сталь очень твердая, иногда гибкая, а иногда такая, чтоб ее можно было остро отточить.

Как получают нужный сорт стали?

Пока сталь варится, в нее добавляют другие металлы - то один, то другой, то помалу, то побольше. Такие приправы - их называют присадками друзья железа, верные его спутники.

Вот, например, нужна очень крепкая сталь. Тогда в нее добавляют

Марганец

Ты знаешь черный порошок, который продается в аптеке - марганцовокислый калий? Кинешь в стакан с водой несколько крупинок порошка, вода становится розовой. Побольше бросишь - станет лиловой. Тебе, наверное, приходилось промывать так называемой марганцовкой царапину, чтобы не загрязнилась, или полоскать ею горло, когда болит.

Это лекарство приготовлено из металла - марганца. Его в земле много. Он всегда есть и в железной руде. А оттуда попадает в чугун и в сталь. Но чтобы сталь была прочнее, в нее нужно еще марганца добавить. Сталь с марганцем может служить очень долго. И, главное, не боится никаких ударов, даже самых сильных. Интересно, что сам-то марганец хрупкий - от легкого удара крошится. А сталь он делает крепче.

Хорошо, значит, теперь у нас есть сталь, которая не расколется, хоть бей ее стопудовым молотом.

А какая нужна сталь, например, для подводной лодки? Такая, чтобы не ржавела.

Тут надо тебе рассказать, откуда берется

Ржавчина

Ты видел достаточно ржавых гвоздей, ножей и других железных вещей. А вот отчего железо ржавеет, может, и не знаешь.

Я уже говорил, что у железа есть могучий враг - кислород. Огромные доменные печи и приходится строить для того, чтобы выгнать из железной руды кислород.

Но вот беда. Человек, если у него есть враг, борется с ним или хотя бы старается не встречаться. А железо стремится к своему врагу - жадно поглощает кислород из воды и воздуха. И от этого заболевает.

Сперва на поверхности чугуна или стали появляется рыжая сыпь. Потом она проникает в глубь металла. Железо теряет прочность, крошится - и тут ему приходит конец. Оно уже никуда не годится, можно на свалку выбрасывать. А потом со свалки его отправляют в мартеновскую печь. Помнишь, я говорил, что вместе с чугуном и рудой в мартен загружают и железный лом? Этот лом стальные и чугунные вещи, погибшие от ржавчины.

Особенно быстро ржавеет мокрое железо.

Алюминий ведет себя иначе. Приходилось тебе видеть новую алюминиевую кастрюлю или ложку и рядом старую? Вероятно, видел. Не знаю только, заметил ли, в чем между ними разница. Новая блестит, как серебряная, а старая не блестит, и цвет у нее немного изменился - она стала темнее.