Когда стартовала Федеральная целевая программа “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России”, в нее включились и учреждения Уральского отделения Российской академии наук, и ведущие вузы Урала. Прошло почти три года, и уже можно говорить о некоторых результатах этой совместной работы.
В реализации программы участвуют 17 институтов Уральского отделения РАН. Они выполняют 42 проекта на общую сумму около 80 млн рублей. Многие институты отделения в рамках ФЦП заключили договоры о сотрудничестве с вузами и предприятиями. На сегодня самый удачный пример такого взаимодействия науки, образования и промышленности — проект “Разработка новой комплексной металлургической технологии производства высококачественных стальных изделий массового назначения”. О нем стоит рассказать подробно.
Чтобы оценить значимость этого проекта, необходимо представлять общую ситуацию в отечественной металлургии. Известно, что это одна из ведущих отраслей российской промышленности и Урал — крупнейший ее центр. Однако по темпам развития отрасли от передовых стран Россия отстает. Объясняя причины этого, один из научных руководителей проекта, директор Уральского института металлов, академик РАН Леонид Смирнов привел пример, ставший уже хрестоматийным. Первая в мире установка для непрерывной разливки стали была создана еще в СССР. У нас же был пущен и самый первый завод с такими установками без разливки в слитки, после чего прогрессивная технология начала распространяться по всему миру. Сегодня в ведущих странах она задействована более чем на 90% производств. В России же — лишь на 80,7%. Получается, что нас обогнали, используя нашу же разработку. Увы, такова степень восприимчивости нашей промышленности к нововведениям.
— Конечно, не стоит драматизировать ситуацию, — считает Л.Смирнов. — Состояние металлургии в стране сегодня явно лучше положения дел в машиностроении, станкостроении и многих других промышленных областях. Да, сложности есть, но основные тенденции развития отрасли в принципе соответствуют мировым. Позитивный пример — активный рост доли использования предприятиями перспективных современных технологий производства стали: конвертерного и электросталеплавильного. Устаревшее мартеновское производство неуклонно сдает позиции, сегодня на его долю приходятся лишь 10% выплавляемой в стране стали. И все-таки основная проблема российской промышленности в том, что удельное вложение средств в НИОКР у нас в разы меньше, чем за рубежом. Поэтому централизованное выделение средств по линии Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП “Кадры” весьма своевременно: оно позволяет проводить научно-исследовательские работы на более высоком уровне. Правда, процесс значительно тормозится громоздкостью процедуры подачи заявки и проведения конкурса. Тем не менее, совершенствуя эту систему, можно существенно поправить финансирование прикладных научных исследований в стране.
Теперь — непосредственно о проекте. Для получения гранта на его реализацию были объединены усилия четырех кафедр Института материаловедения и металлургии (ИММт) Уральского федерального университета, Уральского института металлов и Института металлургии УрО РАН (ИМЕТ). Общее количество участников, включая аспирантов и студентов, составило около 100 человек, бюджет проекта достиг почти 12 млн рублей. В итоге создана сквозная технология производства, предусматривающая все этапы обработки сырья — от руды до готовых изделий. Внимание исследователей было сосредоточено на титаномагнетитовой ванадийсодержащей руде — наиболее характерном для Среднего Урала сырье с Качканарского месторождения.
О вкладе каждого коллектива-участника в исследования рассказал заведующий кафедрой металлургии железа и сплавов ИММт УрФУ доктор технических наук Сергей Загайнов. В процессе работы над проектом кафедра теории металлургических процессов ИММт рассматривала вопросы теории расплавов — как шлаковых, так и металлических, и взаимодействия на границе “металл — шлак”. Задачей разработки и внедрения информационной системы поддержки принятия решений на предприятии и математических моделей по управлению процессами в доменных печах занималась кафедра теплофизики и информатики в металлургии. Кафедра, которой руководит С.Загайнов, изучала процессы доменной обработки чугуна (в том числе и получения низкопримесного чугуна) и так называемой внепечной обработки (микролегирования и модифицирования) стали.
В одной из лабораторий кафедры ее сотрудники показали нам уникальный прибор, который сыграл важную роль в исследованиях. Вакуумный высокотемпературный вискозиметр помог выявить новые закономерности связи параметров жидкого металла и готовой стали. Он также использовался для изу-чения влияния примесей на свойства металла, имеющих значение для технологического процесса.
Кафедра обработки металлов давлением исследовала финальный этап цикла, предложив усовершенствованную технологию получения готовых изделий. Исследователи ИМЕТ вносили свой вклад в работу на каждом уровне процесса. Помимо этого они рассмотрели возможности комплексного использования сырья, то есть извлечения из руды ванадия, титана и других элементов. Сергей Загайнов подчеркнул, что все эти достижения — заслуга не только его коллег из УрФУ, УИМ и ИМЕТ, но и заводских специалистов.
Проект разрабатывался с учетом специфики производства трех видов продукции: труб, колес и рельс, что
обусловлено особенностями предприятий, сотрудничавших с исследователями. Общие модели оптимизации доменного производства создавались совместно с Нижнетагильским и Магнитогорским металлургическими комбинатами. На базе Нижнетагильского комбината
изучались процессы доменной и кислородно-конвертерной плавки, а также производство колесного и рельсового металла. Усовершенствование электросталеплавильного производства проводилось для Северского трубного завода. По вопросам, связанным с технологией получения трубного металла и изготовления труб, ученые контактировали с двумя трубными заводами, Северским и Синарским. Таким образом, были предложены как комплексные решения, охватывающие весь технологический цикл и полезные для любого металлургического производства, так и частные разработки для конкретных предприятий.
Особенно важно, что в реализации проекта активно участвовала молодежь — аспиранты и студенты старших курсов. Привлечение молодых специалистов является одним из основных условий участия проекта в конкурсе на грант ФЦП, и при составлении отчета о проделанной работе кураторам необходимо было указать, сколько кандидатских диссертаций защищено или подготовлено аспирантами в рамках проекта. В данном случае их число составило 14, что, безу-словно, впечатляет. Пятеро участников продвинулись в работе над докторскими. Помимо этого молодые исследователи получили возможность проявить свои таланты на практике, поработать в научно-исследовательских лабораториях и на заводских площадках. Проект был отмечен двумя золотыми и одной серебряной медалями XV и XVI Международной промышленной выставки “Металл-ЭКСПО’2009-2010”. Далеко не последнюю роль в получении этих наград сыграли аспиранты УИМ Ксения Пыхтеева и Андрей Смирнов, работа которых была отмечена особо.
Успешность проекта подтверждают и такие данные. Использование разработок, предложенных работниками ИММт УрФУ, УИМ и ИМЕТ УрО РАН, привело к увеличению производительности доменных печей и снижению расхода кокса. На прошедшем недавно в Нидерландах международном форуме по металлургии тагильские печи были единогласно признаны лучшими в мире. Эта оценка красноречивее любых цифр! Также с 20 до 30% была увеличена концентрация пятиокиси ванадия в конвертерном шлаке, который является ценным продуктом для дальнейшей переработки и извлечения различных соединений ванадия. Что же касается готовых изделий, то была достигнута экономия металла до 8 кг на одно колесо при увеличении их долговечности. Все итоги работы представлены в экспертном заключении по проекту, которое оценивает уровень полученных результатов как близкий к мировому.
Но самое существенное, по свидетельству специалистов, — участие в ФЦП стимулировало объединение нескольких коллективов, что позволило достичь блестящих результатов за счет комплексного подхода к решению нетривиальной технологической задачи. Ведь известно, что в наше время подобные “крепкие орешки” невозможно раскусить без сотрудничества групп, работающих по разным направлениям, без энергетики молодых ученых и студентов. Можно сказать, что для уральских металлургов ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России”, которая в своем нынешнем виде завершается в 2013 году, стала своеобразными рельсами для профессиональной интеграции. Теперь нужно прокладывать их дальше.
На снимке: участники проекта работают с вискозиметром (слева направо: профессор С.Бурманцев, доцент А.Гудов, старший преподаватель Д.Попцов)
Спецвыпуск подготовила Мария БЫЧКОВА
Нет комментариев