Сибирские ученые придают металлам и сплавам принципиально новые свойства

14.11.20 15:44

В России

Инженеры Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ) совместно с учеными Сибирского отделения РАН ведут ряд работ, в результате которых появляются технологии и материалы нового поколения.

Один из них - металлический филамент (нить, проволока) для 3D-печати изделий на принтере нового поколения, разработанного специалистами Института физики прочности и материаловедения СО РАН. Сейчас наиболее распространены принтеры, которые в качестве нагрева используют лазерное излучение. В принтерах нового поколения заложен нагрев от электронного луча. "Детали, созданные таким принтером, найдут применение в аэрокосмической и других отраслях промышленности", - отметили в НГТУ.

Уточняется, что для формирования изделий электронно-лучевому принтеру необходим материал в виде филаментов, которые могут представлять собой как монолитные проволоки, так и порошковые.

Кроме того, ученые технического университета создали экспериментальную установку для исследования структуры металлов в процессе трения с помощью синхротронного излучения. Устройство позволяет поместить подвергаемую трению поверхность экспериментального образца в зону рентгеновского луча диаметром 1 мкм. В отличие от рентгеновского излучения, которое традиционно применяют для изучения изменений металлов в процессе трения, синхротронное дает возможность изучить процесс на уровне атомных построений, то есть с максимальной детальностью.

Таким образом могут быть исследованы металлы и их сплавы на основе железа, меди, алюминия, титана. В частности, это необходимо для изучения процессов трения рельсовых сталей и повышения износостойкости железнодорожных рельсов. Эксперименты выполняются на базе Института ядерной физики СО РАН. Ряд исследований ранее был проведен в Европейском центре синхротронного излучения, расположенном в Гренобле (Франция).

Ректор НГТУ НЭТИ, профессор кафедры материаловедения в машиностроении Анатолий Батаев считает, что, изучив процесс эволюции структуры металла на уровне кристаллической решетки, возможно изменять металлы целенаправленно, а не наугад, как это часто происходит сейчас. Ученые предполагают, что их работы будут способствовать увеличению износостойкости материалов.

Еще одной заметной совместной работой инженеров и ученых стала новая технология сплавления титана и тантала. Ее предложили ученые Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН и кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ. В результате получен особо стойкий к коррозии материал, который почти не разрушается от контакта с агрессивными средами.

В тему

Коллектив ученых из Томского политехнического университета и Института интегративных нанонаук (входит в Дрезденский институт физики твердого тела и материаловедения Ассоциации Лейбница) под руководством профессора Владимира Фомина обнаружил новые необычные свойства сверхпроводящих материалов на примере ниобия.

Исследование показало, что эти свойства зависят от геометрической формы образца. Ученые работали с ниобием в виде сверхтонкой пластинки, свернутой в трубку микронного диаметра (для сравнения: толщина человеческого волоса в среднем составляет 100 микрон). Сверхпроводники - это материалы, способные проводить электричество без сопротивления. Сверхпроводимость входит в число наиболее выдающихся открытий XX века.

Источник: Российская Газета

Редактор: Ксения


14.11.20 15:44

Железо можно получить с помощью отходов

После двух лет совместных исследований ученые физического факультета ЧелГУ и их коллеги из Центрального южного университета Китая заявили о разработке технологии получения железа с добавлением древесных отходов. Научный проект профинансировал Российский фонд фундаментальных исследований.

Речь идет о революционном методе выплавки сталей и чугуна, который можно опробовать в промышленных масштабах на одном из крупных предприятий, заинтересованном в улучшении экологической ситуации на производстве. Научный коллектив ЧелГУ под руководством доцента кафедры радиофизики и электроники Антона Анзулевича и группа профессоров из города Чанша, возглавляемая Пэн Чживэем, разработали метод снижения себестоимости выплавки металла, который позволяет при этом повысить качество конечного продукта и сократить выбросы.

"В природе железо редко встречается в чистом виде, например, оно входит в состав железоникелевых метеоритов, - пояснил руководитель проекта Антон Анзулевич. - Мы исследовали способ получения чистого железа из руды, которую для этого надо смешать с восстановителем и нагреть. При микроволновом нагреве излучение практически не проникает в такую смесь, поэтому ее также необходимо "разбавить". В нашей работе для этих целей был использован материал на основе древесных отходов, термически обработанных без кислорода - биочар. Его применение в большей степени экологично и безопасно в сравнении с каменным углем.

Из железной руды и биочара исследователи изготавливали специальные гранулы и, подвергая их обработке микроволновым излучением, получали чистое железо. После моделирования нагрева и воздействия электромагнитных волн на гранулы стало ясно, что для достижения эффекта они должны быть с неоднородным распределением компонентов. Для оптимального протекания химических реакций необходимо реализовать равномерный нагрев от центра к краям - в ядре должно быть больше железной руды, а на поверхности - больше биочара.

В итоге была рассчитана технология восстановления железа из руды с добавлением древесных отходов (лигнина. - Ред.), которая позволяет добиться более эффективного и чистого протекания процесса восстановления.

"Благодаря высокому содержанию углерода и небольшого количества примесей, а также хорошей реакционной способности, лигнин может частично или полностью заменить уголь и кокс, используемые сегодня металлургами, - рассказывает Анзулевич. - Наше исследование предлагает новый метод производства качественных металлизированных пеллет для выплавки стали после самовосстановления под воздействием СВЧ железорудных композиционных гранул с лигнином".

Китайские ученые в основном проводили экспериментальные исследования. В ЧелГУ сосредоточена сильная теоретическая база, поэтому здесь занимались расчетами, а также рентгеновским и структурным анализом образцов гранул.

Источник: Российская Газета

Редактор: Ксения

 


14.11.20 15:44

Металлургическое производство станет основой особой экономической зоны

В Железногорске Курской области намерены создать особую экономическую зону промышленно-производственного типа. Ее якорным резидентом станет производство горячебрикетированного железа, которое здесь планирует запустить Михайловский горно-обогатительный комбинат имени Андрея Варичева.

Примечательно, что около двух лет назад региональные власти уже анонсировали создание ОЭЗ на территории области, однако спустя несколько месяцев от идеи отказались. Что же изменилось теперь?

Вновь планы о формировании промышленной площадки с особыми условиями для резидентов прозвучали на презентации единого отчета компании "Металлоинвест" в начале осени. Тогда генеральный директор управляющей компании холдинга Назим Эфендиев и заявил о строительстве нового завода по производству горячебрикетированного железа в Курской области.

- Использование горячебрикетированного железа в электропечах значительно повышает экологичность всей цепочки производства, - отметил он. - Принято стратегическое решение о строительстве нового завода по производству ГБЖ в Курской области, поставщиком сырья для которого станет Михайловский ГОК имени Андрея Варичева. Этот проект укрепит лидерство российской металлургии на мировом рынке товарного ГБЖ.

Губернатор Курской области Роман Старовойт уже тогда добавил, что такому предприятию необходимо создать все условия для развития: например, создать ОЭЗ или придать городу Железногорску статус территории опережающего развития (ТОСЭР).

- В любом случае основным ее резидентом мы видим Михайловский ГОК, - отметил глава региона.

Позже на пресс-конференции он подтвердил планы по созданию именно ОЭЗ, отметив, что металлургическое производство и станет так называемым якорным резидентом, который "подтянет" за собой другие предприятия. В администрации области напомнили: предприятия - участники ОЭЗ получают не только льготы по налогам - как на имущество, так и на прибыль, но еще и таможенным платежам. Для компаний международного уровня, экспортеров - это весомый фактор при выборе места для строительства нового предприятия.

Впрочем, для создания ОЭЗ необходимо как минимум три инвестора, готовых к реализации своих проектов на такой промплощадке. И сейчас переговоры по созданию ОЭЗ продолжаются как на федеральном уровне, так и в области: чиновники разговаривают о потенциальных инвестициях в будущую особую экономическую зону с другими ключевыми предприятиями региона.

Источник: Российская Газета

Редактор: Ксения

 


14.11.20 15:44

Цифровая трансформация помогает предприятиям работать без потерь

Система мониторинга и диагностики прокатного стана запущена в промышленную эксплуатацию в рельсобалочном цехе ЕВРАЗ - Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат. Это позволит наладить непрерывный контроль работы оборудования и своевременно предотвращать его выход из строя.

Еще недавно агрегаты рельсобалочного приводили в порядок постфактум - когда случались сбои на том или ином участке. По сути, ремонтники, руководствуясь регламентами обслуживания, по большей части ликвидировали аварийные ситуации, а не предупреждали их. Хотя ведь нельзя сбрасывать со счетов такую вещь, как преждевременный износ оборудования. Время эксплуатации узлов и деталей по тем или иным причинам может сокращаться. А если следить за ситуацией постоянно, уделяя внимание ключевым моментам, так называемых непредвиденных поломок можно избежать.

Контролировать работоспособность основных агрегатов, регуляторов и датчиков прокатного стана, предупреждая возможные отклонения от заданных режимов, как раз и призвана новая диагностическая система. Она представляет собой программно-технический комплекс, состоящий из двух серверов, оборудования коммуникаций и видеосвязи, интегрированных в автоматическую систему управления технологическими процессами (АСУ ТП) стана горячей прокатки.

"Используя базу экспертных знаний, результатов анализа инцидентов, а также более двух тысяч параметров, специалисты разработали три сотни критериев работоспособности оборудования. На их основе формируются ежедневные отчеты о техническом состоянии стана, - уточнили в управлении по связям с общественностью регионального центра корпоративных отношений "Сибирь". - Вся эта информация доступна с корпоративного компьютера любому авторизированному пользователю. Но наибольший интерес она представляет для ремонтного персонала. На основе полученных данных составляется график работ, которые необходимо выполнить в рамках еженедельных планово-предупредительных ремонтов. Чтобы провести все работы вовремя, а значит, избежать простоев и производственных потерь".

Теперь практически исключены варианты, когда упущенный ремонтниками недочет вроде отошедшего контакта приводит к остановке оборудования в ночную смену. Немаловажно и то, что стало гораздо проще выявлять корневые причины поломок. Ведь в случае возникновения нештатной ситуации можно вывести на монитор оператора параметры нужного узла, его видеоизображение в момент происшествия, проанализировать и разобраться, что именно привело к ЧП.

Система диагностики и мониторинга в рельсобалочном - один из реализуемых на металлургическом комбинате проектов цифровой трансформации. Ей собственники предприятия уделяют все больше внимания. Объем данных, накопленных в процессе автоматизации производственных активов холдинга, уже позволяет использовать методы Big Data для повышения эффективности технологических процессов и безопасности производства. В приоритете технологии видео- и продвинутой аналитики, экспертных систем, мобильных решений, безбумажного документооборота. Так, например, именно в дивизионе "Сибирь" успешно протестировали и теперь внедряют в других подразделениях уникальный для металлургической отрасли сервис закупки товарно-материальных ценностей через интернет-магазин. Процесс оформления заказа занимает не больше пятнадцати минут, его движение отслеживается в режиме онлайн с персонального компьютера либо мобильного устройства, а доставка осуществляется за 48 часов непосредственно в цеха, а не на склады.

Источник: РИА Новости

Редактор: Ксения

 


14.11.20 15:44

Обновление производств помогло уральцам пережить пандемию

Системообразующая отрасль экономики Урала - металлургия - пережила период ограничений и спада на рынке, связанного с пандемией, без остановки производств и ощутимых сокращений персонала.

Как отмечает замминистра промышленности и науки Свердловской области Игорь Зеленкин, даже серьезных вспышек коронавируса в коллективах предприятий не случилось, потому что эта отрасль "современна, экологична, дисциплинированна". По его мнению, удержаться на рынке в сложных условиях металлургам во многом помогло вовремя проведенное техническое перевооружение, позволившее диверсифицировать производство, перейти на выпуск более конкурентоспособной продукции.

Важно, что и в нынешнем непростом году модернизация не остановилась: введен в строй целый ряд новых и реконструированных мощностей. Конечно, в основном инвестпроекты стартовали до пандемии, и компаниям пришлось приложить серьезные усилия, чтобы их завершить. Впрочем, аналитики отмечают, что первое полугодие 2020-го, когда спрос на металлы на мировом рынке ощутимо снизился, как раз стало удачным периодом для проведения масштабной реконструкции производств: остановка оборудования не сказалась на выполнении договоров.

Производитель титана ВСМПО-АВИСМА острее коллег-металлургов ощутил влияние кризиса из-за резкого сокращения полетов в период пандемии, поэтому инвестпрограмму 2020 года пришлось сократить. Тем не менее корпоративные вложения составят 80-100 миллионов долларов и стратегические проекты не заморожены. Самые значимые: установка печи плазменно-дугового переплава Retech в плавильно-литейном комплексе стоимостью 2,6 миллиарда рублей (пуск планируется в первом квартале 2022 года) и расширение участка механической обработки колец и дисков, предусматривающее установку 13 механообрабатывающих комплексов. Как подчеркнули в корпорации, цель реализации инвестпроектов - повышение качества, расширение ассортимента продукции с высокой добавленной стоимостью, снижение себестоимости.

Из самых заметных событий: минувшим летом ввели в строй две модернизированные доменные печи на крупнейших на Большом Урале металлургических комбинатах в Нижнем Тагиле и Магнитогорске. Так, ЕВРАЗ инвестировал 176 миллионов долларов в перевооружение домны N 6 на НТМК. Теперь вкупе с новой седьмой печью, запущенной в эксплуатацию 2,5 года назад, она образует самый современный доменный комплекс в России. А на ММК обновлена доменная печь N 2, прослужившая без малого 90 лет, а также введен в строй реконструированный стан горячей прокатки 2500. Следующая масштабная задача - строительство новой доменной печи N 11, которое должно завершиться в 2024 году.

Цветная металлургия тоже продолжает осуществлять серьезные проекты. Так, Русская медная компания планирует в этом году увеличить инвестиции на 12 процентов по сравнению с 2019-м, вложив в развитие собственной минерально-сырьевой базы и повышение производительности металлургических предприятий Группы РМК свыше 54 миллиардов рублей. В частности, один из проектов подразумевает увеличение выпуска катодов с 220 до 310 тысяч тонн в год: на заводе "Карабашмедь" идет перевооружение металлургического цеха. Кроме того обновлен цех электролиза Кыштымского медеэлектролитного завода, на котором также близится к завершению проект создания единственного в России производства медной электролитической фольги для высокотехнологичной электроники и литий-ионных аккумуляторов. Мощности нового производства хватит, чтобы полностью покрыть потребность внутреннего рынка и поставлять продукцию за рубеж.

Каменск-Уральский металлургический завод в этом году обошелся без масштабных вводов. В 2019-м здесь запустили вторую очередь нового прокатного комплекса (НПК) (инвестиционная емкость проекта, получившего статус приоритетного в масштабах РФ, превысила 46 миллиардов рублей), а нынче оснащают комплекс дополнительным оборудованием для производства и контроля качества продукции. Как подчеркнули в пресс-службе КУМЗ, благодаря реализации инвестпроекта завод освоил десятки новых видов продукции, в том числе с уникальными характеристиками. Например, ввод второй очереди НПК позволил начать поставку крупногабаритных алюминиевых плит для отечественной гражданской авиации - компании "Туполев", а автомобилестроительный завод обеспечить специализированной высокотехнологичной продукцией - рифлеными листами для изотермических фургонов (их производство по сравнению с прошлым годом увеличилось в пять раз).

Промышленники отмечают, что именно наличие современных производственных комплексов помогло им удержать позиции на рынке благодаря выпуску конкурентоспособной продукции либо быстро переориентироваться на других заказчиков. А высокий уровень автоматизации процессов позволил минимизировать риск распространения коронавирусной инфекции в коллективах.

Источник: Российская Газета

Редактор: Ксения

 


Главный Злодей

15.11.20 17:29

=== совместно с учеными Сибирского отделения РАН ===
Надеюсь, "совместность" не в виде "вписать фамилии вышепроцитированных в соавторы, чтобы не обидеть уважаемых академиков"?

=== В результате получен особо стойкий к коррозии материал, который почти не разрушается от контакта с агрессивными средами. ===
Печально, что про такое практически нигде не напишут, а про какой-нибудь "старшип", который в очередной раз "вот-вот полетел", кукарекают из каждого утюга минимум месяц.


RedFox

16.11.20 03:11

Вообще то пишут, просто на первые полосы социал медиа редко попадают, а вот на сайтах посвященных прикладным наукам о них хоть каждый день читай.

Трындец

16.11.20 23:15

По поводу восстановления древесины с помощью отходов. Весьма сомнительная идея. К тому же отнюдь не первостепенная. А самой большой проблемой в металлургии является "отравление" сплавов примесями. В частности тем же алюминием. Год от года качество конструкционных сплавов неизменно снижается. Всё из-за использования металлолома. Вернее из-за плохой сепарации металлов и сплавов в качестве сырья. Это реально чума металлургии. Количество металла непригодного даже для изготовления дешёвого бытового крепежа растёт всё больше и больше.

Мороз

17.11.20 01:45

Железо можно получить с помощью отходов

----------------------
Мастера заголовков 80 уровня. С помощью каких отходов можно получить железо? Так и напрашивается - из отходов отлиты пули )) А золото можно? Или то уже тема дальнейших исследований?
Ну РАН оно конечно виднее. Да что там золото.. Можно сразу калифорний получать, во бабла будет.
Крылов вспоминается "Коль сапоги начнет тачать пирожник..." И так - повсеместно. Такое ощущение, что всех дураков теперь отдают учиться на журналистов. Мода на экономистов и юристов прошла?


Аббе

17.11.20 14:15

> Трындец
По поводу восстановления древесины с помощью отходов. Весьма сомнительная идея. К тому же отнюдь не первостепенная. А самой большой проблемой в металлургии является "отравление" сплавов примесями. В частности тем же алюминием. Год от года качество конструкционных сплавов неизменно снижается. Всё из-за использования металлолома. Вернее из-за плохой сепарации металлов и сплавов в качестве сырья. Это реально чума металлургии. Количество металла непригодного даже для изготовления дешёвого бытового крепежа растёт всё больше и больше.
И что теперь делать? Как убрать примеси? Перегонять "плохое железо" посредством гальваники? Типа гальванической очистки меди? Или же какие то иные меры нужны?


Размещение комментариев доступно только зарегистрированным пользователям