"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.
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.
— 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.
— 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?
— 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.
— 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.
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".
— 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…
— 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
Владимир Губарев
Источник: pravda.ru.
Рейтинг публикации:
|
