Володарь железного града

Литейных цехов функционировало пять штук, из которых самый большой красный, стратегический — отливка блоков цилиндра, пушек, станин и прочих габаритных и сложных изделий. Четыре зелёные типовые — средние размеры отливок, однотипные по процессам, серийное производство, размешались в разных городах. Один, экспериментального литья и ещё двадцать артелей производящих отливки мелкими сериями. А вот цех литейной оснастки был один и снабжал всех, также сии цеха получали готовые литейные смеси, сплавы, машины для литья, что порядком упрощало и удешевляло производство. В отдельные подразделения вынесены термические цеха, это несколько усложняло логистику, но здорово влияло на качество, в лучшую сторону. В цехах механической обработки концентрировались сотни станков, и это обходилось куда дешевле, чем годами обучать слесарей шестого разряда и мотаться по всему княжеству ссаным веником пытаясь ремонтировать станки. Здесь точили всё — оси, колёсные пары, подшипники, валы. Никаких специалистов широко профиля, боже упаси. Пусть поначалу что-то одно научатся делать, но на пять баллов. Полетел шпиндель, не суйся. Нажми красную кнопку и через пять минут ремонтник прибежит. Не нужно его месяц ждать, как и запчастей. Всё под рукой. Если что, станкостроительный цех под боком. Не помогут, тогда в ЦИКе разработчики справятся. В гиперконцентрации плюсов больше, чем минусов. В новых цехах поменялась сама структура власти, на первые места выходили архитекторы технологических линий и координаторы. Рабочие и мастера уже аттестованы, каждому присвоен разряд. Технологические карты в цвете, диафильмы, подробная документация на изделие с последовательностью выполняемых операций и описанием компонентов позволили организовать умное рабочее место и частично, реализовать цифровые элементы управления из промышленной революции XXI века в виде щелевых перфокарт и дистанционно управляемых механических, перекидных табло.

Из цехов полностью ушло мелкое литьё, нарезка болтов и труб, обработка мелких деталей, ручная шлифовка. Огромная роль в функционировании царства-государства отводилась логистике. Вот вам пример. Цех штамповки отгружает в 117 артель партию заготовок болтов, где их нарезали, используя (в зависимости от задачи) станки, плашки, резьбонарезные головки или метчики. Далее, партию отправляли в цех термической закалки и оттуда, на склады резервного банка или заказчикам. В современной экономике все эти операции обычно объединены под одной крышей. Если рассматривать в масштабах страны таких производств, с учётом цехов, тысячи и тысячи. Да что болты, в СССР только автозаводов работало двадцать, неудивительно что номенклатура запачастей плодилась со скоростью света. В капиталистической экономике такое действо невыгодно. Если разделять простые операции, лавинообразно вырастают наценки и логистические издержки. Но когда всё сконцентрировано в одном кулаке, мы не повышаем, а наоборот снижаем издержки даже для такого простого изделия. Каждый занимается своим делом, термисты не лезут в нарезку, а слесаря в штамповку. Производить закалку в одной, но большой печи куда выгоднее, чем в двадцати малых. Быстрее нарабатываются профессиональные навыки, а у батраков мозги не закипают от сложности оборудования. И чем более сложные изделия изготавливаем, тем дешевле те обходятся (если сравнивать цикл с классическими производствами). Капитализм можно уподобить тропическому лесу. Внизу трава и подлесок — мелкие фирмы, они всегда в тени. Во время кризисов замерзают, под солнышком растут, а как только большой дядя отбирает свет и питательные вещества гибнут. Иногда такие организации вырастают в полноценное, большое дерево. Однако сути это не меняет все борются со всеми за место под солнцем нерационально используя ресурсы. Оно и понятно в ресурсном плане, все друг другу враги. Чем больше корпорация, тем больше изделий она старается произвести собственными силами и тем дешевле, будет продукция на мировом рынке. Если же посмотреть под микроскопом, какую долю от конечного изделия добавляет крупнейшая корпорация Тойота? Разве у неё есть свой металл, электроника, пластик для деталей, стекло, станки…. На круг ежели посчитать, и двух процентов не наберётся. Мы же спокойно выращиваем одно дерево, но большое и ветвистое.

Цех резки металла, один на княжество. Станки портальные, станина, портал на подшипниках катается, зубчатые рейки, профиль экструдированный — по внешнему виду от ЧПУ не отличишь. Режем газовой горелкой — метаном или водородом. Разница в том, что для резки используем не компьютер, а высокоточные шаблоны или координатную сетку с вставными линейками-направляющими. Положил «выкройку» детали, высоту головки отрегулировал и веди портал. Трафареты и рельсовый путь механически не связаны с раскройным столом, толчки и удары, неизбежные при укладке листа, выемке деталей, не передаются на систему координатных перемещений. Достаточно шустро выходит, если резы прямые, головку фиксируешь и портал запускаешь от привода пневматического, вручную только изменение вектора движения задают. Если чего-то некритичное, но сложное можно вообще мелом нарисовать и ручками вывести. Станки не то, чтобы дешевы, но их дюжина и работа идёт в три смены. С планом справляются. Цеха сварки, прессовой формовки и экструзии так же, в единственном экземпляре. С последним хотя и вышло мороки порядком, но зато он вытянул всю зимне-осеннюю машиностроительную программу.

Экструдерами занимались с самого первого дня от начала промышленной революции и накопили большой опыт в их проектировании. Керамические массы, пластик, каучуки, бетон, древесина, металл… Всё что можно «давили». Простейшая вещь, мясорубка на минималках, которая состоит из цилиндра, где сырьё перемешивается и прогревается до требуемых температурных показателей и экструзионной головки, придающей необходимую форму готовому изделию. В случае экструзии металла и смешивать ничего не требуется. Нагрел, выдавил и получил трубку с идеально гладкими и ровными стенками. Затык в одном, требуется приложить очень сильное давление, а, значит, приходится волей-неволей развивать направление гидравлических цилиндров сильно дорогое и требовательное к материалам, точности изготовления, проектированию. На коленке такое не сделаешь, только планомерная и долгая эволюция, жёстко привязная к классу точности обрабатывающих станков. Я тут изворачивался как мог и придумал нечто вроде самоподдерживающийся сети. Первые экструдеры «давили» мягкие латуни, из полученных трубок и штоков делали цилиндры, потихоньку наращивая габариты и параллельно, плотно работали над материалом фильер, повышением качества сплавов, вязкостью и текучестью, критическими для процесса. Потихоньку перешли на бронзы и алюминий, никелевые сплавы, запустили холодную экструзию, профиля полые и переменного сечения, и, наконец, стали. Сначала нержавеющие, а после и углеродистые. Каждый новый цикл предполагал всё более мощный и мощный гидроцилиндр. Чем больше давление, тем более длинную колбасу сможем выдавить за один цикл, получить более толстые стенки профиля и главное, использовать более непослушные, неподатливые сплавы. Индустрия пара и химии, прежде всего трубки — желательно очень ровные, холоднотянутые. Стволы ружей, трубы, самый разнообразный профиль для кабин и рам, станков. Идеально ровный прокат. Ранее двутавр сваривали ну и качество сами понимаете, с серединки на половинку. Прокат? Не вариант. Не хватало мне мозгов и времени проектировать станы для изделий такого сложного профиля. Тем паче их не один, и не два потребуется — десятки, а в каждом куча подвижных частей, валки хитрой формы, подшипники и расчёты, сотни часов расчётов. Цифры и так ночами снятся, а в экструдере только головку сменить и получить, в итоге, на порядок более ровную геометрию профиля. Тянули трубки и трубы, конструкционные станочные профили и механические, для сборки рам, кабин на заклёпки и болты. Новый экструзионный пресс из четырёх цилиндров по три с половиной тысячи тонн, каждый позволял очень многое и в буквальном смысле стал сердцем всей индустрии Светлояра — стволы для ружей и пулемётов, бомбомёты и ракетные установки, гидро и паровые цилиндры, роторы для стирлингов, строительный профиль и оконный… Скорости приличные, самый твердый сплав полметра в, минуту. Латунь и алюминий, до шестидесяти или сорока кило, в сутки. Сталь, в пять раз медленней, но всё равно, на изготовление трубок для филиппинского «помповика» ушло ровно сутки, а там как-бы двенадцать тысяч стволов. Не шутки. Хорошо пошёл и станочный профиль под заполнение специальным бетоном, такой обеспечивал уменьшение вибраций по сравнению с чугуном в восемь раз, по сравнению со сталью — в сорок пять.

С гидравликой одними цилиндрами не обошлось, гидростанции с насосами мы сделали и поставили на Святогоры, но как оказалось цена гидростанции с приводами превысила стоимость машины. Ничего не поделаешь, особенности средневекового хай-тека и высокая доля ручного труда в изготовлении клапанов. Чистая пневматика имеет массу плюсов, прежде всего это высокая скорость передачи энергии, что позволяет им быстро реагировать на изменения в процессе. Простота обслуживания: пневматические системы не требуют масла или других смазочных материалов, не взрывоопасны, а в случае прорыва, аварии — последствия не так страшны, как в гидролинии. А ещё воздух дармовое рабочее тело, низкая масса всей системы, так как он не особенно много весит. Отсутствие агрессивной среды внутри магистралей сводит на нет химические разрушения стенок, проводок и позволяет сэкономить на материалах, имеется возможность устанавливать промежуточные системы нагнетания давления. Главное же, не особо большие требования к точности. Ну травит себе потихоньку клапан и хрен с ним, работать сможет, пусть и с меньшей эффективностью. Воздуха хватит. Пневматические цилиндры примерно раз в десять быстрей гидравлических, однако, как только дело доходит до по-настоящему тяжелых нагрузок, гидравлика становится вне конкуренции обеспечивая на порядок более мощное давление, постоянство усилий и высокую точность. В теории мы можем сделать пневмоцилиндр большого диаметра, что мы и делали, между прочим, в качестве эксперимента, закачать высокое давление, обеспечивая паритет с гидроцилиндрами по силе давления, однако тут вступает в действие такое явление как сжимаемость газов. Жидкость несжимаема, а значит, в любой точке хода поршня давление будет постоянным. Силу и момент удаётся держать без подачи насосом дополнительной жидкости. То бишь пневматику придётся постоянно подкачивать, а в случае сильного встречного давления, которое, например, оказывает порода отвалу бульдозера цилиндр будет сжиматься, так как давление на рабочую среду там превышает тысячи атмосфер. С жидкостью же проще, клапаны закрыли и толкай себе на здоровье, а для пневматики нам пришлось использовать костыли — механические ограничители давления, что сильно неудобно и общее время работ увеличивало.

«Податливость» пневматических приводов, возникающая в результате действия переменных нагрузок в оборудовании, большая беда. Однако, если использовать в качестве движущего органа пневматический цилиндр, а элемента, демпфирующего и регулирующего скорость рабочего стола, — гидравлический, мы получим пневмогидравлический привод, где высокое давление масла создается пневмогидравлическими преобразователями, превращающими давление сжатого воздуха в высокое давление масла. В данной схеме сочетается простота конструкции пневматических приводов с силовым, а также регулировочными свойствами гидравлических приводов, используется положительное свойство вязкой жидкости — перетекать из одной полости в другую. Одновременно с этим проявляет себя и положительное качество воздуха — способность быстро заполнять рабочие объемы, выравнивая в них давление. Естественно всё это дело в ЦИК реализовали в виде модульной системы, а кое-где ещё и добавили ручной гидравлический дублер, он выступал в качестве демпфера и обеспечивал безударную работу, также страховал систему на случай падения давления или аварии компрессора. Пневматический и гидравлический цилиндр физически разделены и сопрягаются штоками через кулисный механизм. Последний позволяет комплектовать привод разными типоразмерами цилиндров, в зависимости от давления газа и задач, а также обеспечивает герметичность управляющих сред во время рабочего цикла.

Гидравлический регулятор представлял из себя цилиндр с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости и никакого привода не требует. По сути, домкрат с пневматической системой накачки. Подобные приводы создают и поддерживают в течение длительного времени высокое давление масла без расхода энергии и образования тепла в системе, а воздух расходуется лишь при перемещении поршней цилиндров. Всё управление производится в пневмосистеме усиления давления, это порядком сокращает использование «золотых» гидравлических распределителей и регулирующей аппаратуры. Система, которая преобразует низкое давление воздуха, в высокое давление масла вышла процентов на сорок дороже чистой пневматики, а не на тысячу, в случае если бы мы изготовили её в гидравлическом варианте, при одинаковой функциональности. Неплохо. Новую схему уже активно внедряли в тяжёлых и мощных станках, приводах тракторов, заклёпочниках, ножницах, прессах.

Вторым движителем прогресса стал поперечно-клиновый прокат. При давлении такого рода в детали формируется новая макроструктура, волокна делаются как бы непрерывными на всем протяжении заготовки, плавно огибают выступы и впадины и уплотняются ближе к поверхности, что значительно поднимает качество. Массово и системно пока внедряли плоско-клиновой прокат (разновидность ППК) с горизонтальным, одна над другой, расположением инструментальных плит. По сравнению со штамповкой, метод проката плоскими клиньями обеспечивал повышение производительности в два раза, уменьшение расхода металлопроката на треть, серьёзное сокращение трудоёмкости последующих операций, не говоря про копеечную стоимость установки. Допуск на прокатываемую поковку ±0.1–0.3 мм.! Добавим отсутствие изгиба поковки в продольной оси, упрочнение структуры детали и отсутствие эллиптичности, прокат несимметричных деталей, сдвоенных и строенных деталей, за один цикл и прочих, порой весьма причудливой формы. Конфигурация деталей многообразна: с цилиндрическими, коническими и сфероидальными поверхностями со всевозможными канавками и выступами, ступенчатые, с различной конфигурацией ступеней и перепадами диаметров до четырёх и более раз. Катали зубья бороны, пальцы комбайнов и молотилок, болты, гаечные ключи, ниппеля, валы генераторов и двигателей, золотники, буры… Половину деталей оружейного замка от Ремингтона накатали всего за несколько часов, для партии в шесть тысяч! Думаете всё, не. Играла простота изготовления и низкая стоимость самого клинового инструмента, (инструмент был сборным, состоящим из отдельных деталей, которые изготавливаются на универсальных фрезерных и шлифовальных станках) стабильное положение детали на его плоскости. Штампы меняются за несколько минут, комбинируются, становится возможно использовать полученный полуфабрикат в безотходной, безоблойной многополостной штамповке, работать с различными сталями и цветными металлами. Сказка! Производительность дикая, от трёх сотен до восьми тысяч деталей… в час (в шаропрокатных и поперечно-клиновых клетях) Некоторые детали можно было скручивать буквально как полотенца, получая повышение пластичности изделий в сотни раз[i].

Между тем резерв металла, накопленный на складах, стремительно утекал, а Госплан требовал от цехов новые дороги, трактора, пароходы. Проблему следовало решать немедленно. Производительности малых печей не хватало, поэтому, сразу после возвращения в столицу, где оперативно разрешил важные дела, укатил на север, с инспекцией, по пути взбодрив штабы строительных отрядов. Ознакомился сперва как дела обстоят в Медногорске и Беломорске, оттуда, кстати, начали массово поставлять рыбу и китовый жир, что здорово подстегнуло производство динамита. Главное же, за недельку, оперативно разрешил проблему с запуском средней домны, чем вдвое увеличил ежедневную совокупную выплавку чугуна по княжеству. Ребята из ЦИК и сами бы справились… через годик-другой, а на такое у меня времени нет. Жаль, полно покуда мест, где без моего личного участи дела идут вяло. Кстати, там же открыли первый промышленный цех по производству синтикома. Уникальный, со всех сторон материал доложу вам. Собственно, это чугун, модифицированный дешёвыми наполнителями: оксидами железа или кальция, шунгитами, агломератами, окатышами и прочим дишманским добром техногенного, или природного происхождения. Пока самый простой вариант реализовали. Жидкий чугун, в лоб, заливают на частицы твердого окислителя. В итоге образуется синтиком, который наполнен твёрдым наполнителем с нужными свойствами. В лабораториях уже используем более продвинутую технологию — прессуем, как бы «программируем» синтетический чугун, получая на выходе необходимую массу, химический состав, форму, размер и прочие переменные свойства. Главной технологической особенностью синтетического чугуна является способность к эффективному самоокислению углерода собственным кислородом, который заложен в него при изготовлении и, к одновременному восстановлению железа, что обеспечивает барботаж — перемешивание шлака и металла при плавке в сочетании с карботермическим процессом восстановления железа в ковшах и вагранках. Материал имеет в составе и восстановитель, и окислитель (тем самым обладая двойственной природой, и сочетая в себе противоположные качества). При плавке на сталь здорово улучшается качество металла, уменьшается количество шлака. Чрезвычайно полезная вещь, кратно снижающая цену специальных сталей.

На новой домне опробуем дутьё, обогащённое кислородом, что позволит создать любую, практически, необходимую температуру для плавки, вплоть до трёх тысяч градусов! Работая на кислородном дутье, доменная печь будет не только выплавлять чугуны любых сортов, но и оставлять ценные тугоплавкие шлаки, которые, в дальнейшем, легко переработать в портландцемент. Становится возможно получение и ферросплавов — дело крайне трудное для обычной печи, ведь при дутьё воздухом в доменной печи приходится развивать исключительно высокую температуру, а сие приводит к огромному перерасходу угля. Более того, отдельные сорта специальных чугунов, например, силикомарганец или феррохром и вовсе невозможно получить на воздушном дутье. Выбирая между кислородом и электропечами, я выбрал первый, и не прогадал. Учитывайте ещё, что коксового газа на наших древесных и бурых углях практически не образуется, а колошниковый, единственный массовый продукт, беден энергетически. Обогащённый же кислородом он становится прекрасным топливом для воздухонагревателей заменяя биогаз и уголь. Пойдёт кислород на конверторы и вагранки для выплавки хрома, слишком накладно (в плане затрат энергии) и тяжела его выплавка на воздухе. Кислород же отныне будем получать на одноступенчатых турбодетандерах[ii]. Даже на том колхозе, что у нас вышел, втрое дешевле цеолитовых адсорберов. Детандеры опять же побочка, главное направление их ипользования обогащение поукоксового и генераторного газов что вкупе с внедрением спиральных теплообменных конечных газовых холодильников даст возможность перевести новые ПГС на генераторный газ, что сэкономит по сравнению с топкой щепой-углём двадцать процентов энергоносителей и в два раза снизит стоимость, эксплуатационные расходы и габариты ПГС. То бишь, в теории на таком газе можно пускать паровые котлы при недостатке коксовых углей и нефти.

В целом успеваю, почти. Осталось дело за малым. Поднявшись из кресла, потянулся за биноклем. На большом поле, вычищенном от пней и растительности, разбитым прямо за площадкой строящего собора собрались тысячи людей. Ряды палаток уходили за горизонт, а вкусные дымы от дичи доходили до княжеских палат. Бликовали золотыми крыльями гусары, второй и третий пехотные полки, избавившись от копий. Вооружившись резиновыми дубинками и газовыми баллончиками обеспечивали порядок. Админресурс в штабе на все сто сорок шесть процентов задействовали. «Пригласили» население новых и старых городков, сняли до половины численного состава стройотрядов и две трети, военного контингента. Всем желающим поучаствовать в церемонии открытии новой церкви обеспечивали бесплатный проезд и проживание с горячим питанием, а гостям из дальних городов — Устюжны, Москвы, Брянска, Рязани — скидки и эксклюзивные предложения, если привезут поболее родственников. Халяву у нас любят, тем более в Светлояре было на что посмотреть. К вокзалу один за одним причаливали «индийские» поезда, с народом набитыми, словно селёдка в бочку, и немалой долей батраков на крыше. Скорости небольшие, проводов нема, поэтому на нарушение закрывали глаза. К часу X набралось около сорока тысяч, куда больше, чем изначально рассчитывали в штабе. Без сомнений вышло самое крупное собрание на Руси, с момента её возникновения. Кухни и аниматоры работали в режиме нон-стоп, в поля перевезли запасы военных и гражданских палаток, бытовки. Из бруса и фибропанелей гости вместе с поселенцами строили треугольные и пирамидальные шалаши, отрыли десятки туалетов, свезли десятки тонн сена и дров, цистерны с водой и квасом.