Проектирование и постройка пресса, печи и всего спектра оборудования для микро металлургического заводика заняла два месяца и стоило, в человеко-часах, вдвое больше, чем док, порт и ремонт «Монахара» вместе взятые. Спрашивается, зачем огород городить? Не проще ли было поставить небольшую доменную печь и гнать дешёвый чугун, а сталь получать пудлингованием? В местных реалиях, не вопрос, такая сталь откровение. Но в нашей ситуации не прокатит, от слова совсем. Ставить домну, когда у тебя нет рядом источника воды и главное, железной руды пустая трата средств. Вот если найдём приличное месторождение, тогда и подумать можно. Не менее очевидно, что для наших начинаний требуется и сталь, и чугун очень высокого качества.
Другой резон технологичность. Для обслуживания доменной печи нужны мастера с опытом. В нашем же цехе технологические операции разбиты на небольшие этапы и обучение, а главное контроль над процессом значительно легче. В-четвёртых, а в-четвёртых, срочно понадобился пресс. Мега-пресс!
Прогресс в лагере шёл рывками, во многом он зависел от реперных точек, которые скачкообразно тянули за собой целые ветви новых технологических решений на уровне XX, а то и XXI века. Термопары, инертные газы, баббитовый подшипник, камера вакуумного напыления, электролиз солей металлов, СВС синтез, постоянные магниты И всё же не хватало высоких давлений, катастрофически не хватало. Чтобы получить магниты приличного качества нужно прессовать с высоким давлением, для прессования из порошка титановой трубки и листа, для танталовых тиглей необходимого для электролиза фторидов церия, для литья под давлением больших оливок.
У нас имелся эксцентриковый пресс-молот для штамповки, но это не то. Полноценный пресс только один. Винтовой с усилием давления в сто тонн. Привод винта прямой червячно-винтовой, редуктор двухступенчатый с передаточным числом семьдесят шесть. От вала редуктора шёл длинный канат, пропущенный через сдвоенное ярмо. Шесть десятков быков тянули трос чтобы совершить рабочий цикл. Очень, очень затратно, медленно и жутко не технологично. К сожалению, другого выхода не было. Постоянные магниты для кольцевых электродвигателей я мог получить только с помощью такого пресса. Конечно, сразу задумался о новом, с электроприводом. Так, сяк считал, и выходило, что нам требуется пресс с усилием давления не меньше, чем десять тысяч тонн! Про гидравлический, естественно, речь идти не может. Там требуется точная механическая обработка деталей на недоступном нам уровне, да и сложный он, сотни деталей.
Но есть отличный вариант горизонтальный редукторный винтовой пресс с электроприводом. Честно сказать, не слышал про винтовые прессы с усилием больше пять тысяч тонн, но это не значит, что их невозможно сделать. Не делают, потому что невыгодно. Гидравлический с аналогичным усилием обойдётся дешевле. Подсчитал минимальный вес станины. Вышло четыреста девяносто тонн. Ой-ой-ой! Отлить станину целиком нереально по массе причин. А что, если сделать её стяжной, пустой и заливать бетоном? Причём не из чугуна, а из стали. У неё и упругость лучше, и сваривать проще, а главное «погубить» габаритную стальную отливку значительно сложней, чем чугунную. Тем более в лаборатории керамики и цемента вовсю идёт подбор оптимального состава для безусадочного, пластифицированного бетона. Именно такой заливают в станины прессов и больших обрабатывающих центров. Станины из бетона гасят колебания, как передающиеся на станок извне, так и возникающие в системе приводных механизмов. Ещё такая станина обладает высокой температурной стабильностью и низкой ценой. Как раз то, что нам надо, а вибрации бетон гасит в восемь раз эффективней, чем чугун! В составе бетона до девяносто процентов кварцевая или гранитная крошка, остальное эпоксидка и супер-пластификаторы. Если разрабатывать состав бетона с нуля, как минимум полгода работ, и это даже в XXI веке. Но я вспомнил, что во времена Первой Мировой, в Англии, для этих целей использовали бетоны, с добавкой природного латекса. Так что будет куда копать, благо исследования куда быстрей и дешевле сплавов.
Латекс, камедь, кварцевая крошка мелкой фракции, очень тщательное перемешивание и много добавок, компенсирующих усадку глиноземистый шлак, гипс, сульфат натрия. Первые партии имели неразрешимый дефект. При схватывании бетон отслаивался, отходил от металлической формы. Когда усадочный коэффициент снизили до двух сотых процента проблема решилась сама собой. Начали лить станины с арматурой, с закладными элементами из бронзы или стали, усиливать профиль, сварные конструкции. Экономия металла до шестидесяти процентов!
Латекс, камедь, кварцевая крошка мелкой фракции, очень тщательное перемешивание и много добавок, компенсирующих усадку глиноземистый шлак, гипс, сульфат натрия. Первые партии имели неразрешимый дефект. При схватывании бетон отслаивался, отходил от металлической формы. Когда усадочный коэффициент снизили до двух сотых процента проблема решилась сама собой. Начали лить станины с арматурой, с закладными элементами из бронзы или стали, усиливать профиль, сварные конструкции. Экономия металла до шестидесяти процентов!
Проблема нехватки бронзы для проката отступила. Часть станин пустим на переплавку, а это сотни тонн. Жаль, есть в этом металле какая-то особая эстетика, уникальный дух паропанка.
Две недели система управления лагеря держала жёсткий стресс-тест. Добыть, доставить, переработать десятки тонн дерева, щебня, глины, известняка, руды, песка Вели параллельное строительство промышленной отражательной печи и металлургического центра, сваривали, собирали многочисленные станки и механизмы, проектировали литейные формы для составной станины, для других станков, для печи, редукторов и ходовых валов. А сколько мелочей! Ленты, датчики, фурмы, клапана, формы для огнеупоров и фильтры для пресса Одной документации два увесистых тома!
В плане личного времени особо затратна электротехника. Редуктор это замечательно, но электродвигатель на двести восемьдесят киловатт на базаре не купишь. Строить классический асинхронный двигатель? Разоришься! Вес у него не меньше, чем три тонны. Только кольцевой, только хардкор и хрен с ними, с магнитами. Поставлю их производство на круглосуточный режим. При весе четыреста килограмм наш двигатель развивает чудовищный крутящий момент в сто сорок тысяч ньютон-метров! Жаль с трансформатором такой фокус не провернуть, вынь да положь три тонны рафинированной меди и стали. Но тяготит другое резисторы, мощные конденсаторы, масло, кабели, реохорды, ионисторы, магниты. Ой зря всё я это затеял, ой зря! Но отступать уже поздно, механизм пришёл в движение.
Где спрашивается взять эти самые киловатты, ведь у нас ещё электролиз металлов, лаборатории, конвертор и конвейеры, индукционные печи, электрошлаковый переплав, малый пресс, лебёдки. Даже при использовании батареи ионисторов минимально потребная мощность для одновременного функционирования пресса и остального хозяйства составит запредельные пятьсот киловатт*час!
С момента запуска цеха электротехники испытали несколько типов генераторов. Турбины Тесла просты конструкционно, но валы требуют чистовой обработки и хороших подшипников. Вертикальный ветряк отличается нестабильностью и требует хорошего инвертора и стабилизатора. Шнековая ГЭС всем хороша, но необходим перепад высот, а сборка и производство слишком трудоёмко. Из говна и палок такую не сделать. Водоворотная ГЭС хороша на малых реках и ручьях, но требует большого объёма земляных работ.
У каждого решения свои минусы и плюсы. По совокупности полезных свойств (простота генератора, металлоёмкость, трудозатраты) победила погружная микро-ГЭС на свободном потоке. Галана вот она, под боком. Расход стока сто сорок кубометров в секунду. При скорости потока в три километра в час кубометр воды имеет потенциальную энергию пятьсот восемьдесят Джоулей. Нам то нужен малый глоток из этого потока чистой энергии!
Как-то просматривая лоцию Галаны, составленную Павлом Петровичем, обратил внимание на протяжённый участок с пометкой «опасные подводные течения». Реку в том месте сжимали каменистые холмы, а скорость потока возрастала в три раза. Скорость течения обусловлена тремя факторами: градиентом уклона русла, расходом водного потока и формой русла. Чем больше уклон, тем быстрее течение реки. Место не так далеко от лагеря, всего тридцать километров. Более подробные замеры профиля реки выявили глубокую вымоину по центру русла, частично заполненную илом, и действительно мощное подводное течение, обусловленное рельефом дна. После расчистки стрежня гидромонитором скорость течения достигла приличных шестнадцати километров в час.
Погружная мини-ГЭС имела в основе деревянную раму из бруса, заполненную бетоном. Подшипниковый узел удерживал вал с ортогональной турбиной, образующий колесо с двумя лопастями крыловидного профиля. Лопасти за счёт малой ширины выдавали недоступную для колеса роторного типа скорость в сто девяносто оборотов в минуту. Бронзы минимум. Ось и валы из круглого профиля, да лопатки турбины, что через соединительные пластины стягивались с ними. Вращение второго колеса несколько быстрее первого, за счёт чего происходит ускорение выходящего потока воды и возникает гидродинамический эффект, усиливающий мощность, образуется так называемый гидравлический прыжок. Энергия, забираемая такой турбиной равна разнице суммарной энергии потенциального и скоростного напоров входящего потока и суммарной энергии выходящего потока. Говоря обычным языком, не хитрое усложнение в три раза увеличило общее КПД и позволило снимать с потока шесть киловатт*час. Ну разве это можно сравнить с другими?!