Отечественная наука помогает металлургам экономить на остродефицитном сырье.
В научных кругах Украины продолжают активно обсуждать работы, участвующие в конкурсе на соискание Государственной премии в области науки и техники.
В секцию «Промышленность, строительство и аграрный комплекс» включена работа ученых из Запорожья «Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий в производстве специальных сталей», подготовленная в содружестве с Институтом электросварки им. Патона и Физико-технологическим институтом металлов и сплавов Национальной Академии наук Украины. Этот комплексный труд, без преувеличения, можно назвать глобальным, ведь он создавался около 30 лет, и его результаты продолжают внедрять на крупнейших металлургических предприятиях Украины и России.
На соискание Госпремии работу представляет запорожское машиностроительное конструкторское бюро «Прогресс» им. Ивченко. Ее общественное обсуждение пройдет 27 сентября в Приазовском государственном техническом университете в Мариуполе. А пока о последних достижениях украинской науки в области производства спецсталей «УТГ» рассказывает один из авторов — доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой прикладной физики Запорожского нацио-нального университета, создатель 14 марок стали Валерий Мищенко.
— Валерий Григорьевич, возвращаясь к истокам работы, хочу спросить: чем изначально был вызван интерес запорожских исследователей именно к аспекту ресурсосбережения?
— В Украине достаточно таких полезных ископаемых, как железная и марганцевая руды, в избытке титановая руда. Однако в наших недрах практически отсутствуют руды, содержащие тугоплавкие легирующие элементы, необходимые для производства специальных сталей, — никель, хром, вольфрам, молибден. Страна вынуждена закупать дефицитные компоненты за рубежом по высокой цене. Дефицит производства и использования легирующих материалов на основе легирующих элементов связан, с одной стороны, с недостаточным использованием ресурсов металлургических предприятий, а с другой — с устаревшими взглядами на сам процесс. Это сдерживает расширение марочного состава и ограничивает наращивание объемов производства высоколегированных сталей на самом мощном электрометаллургическом предприятии страны — запорожском заводе «Днепроспецсталь». К тому же техногенные отходы в Украине недостаточно перерабатываются и утилизируются. Все эти факторы тормозят развитие металлургических технологий, снижают конкурентоспособность отечественной металлопродукции на внешнем и внутреннем рынках. Поэтому украинские металлурги должны научиться экономить. И целью нашей работы стало создание научно-прикладных основ экономного легирования в производстве спецсталей и одновременное повышение их технологических и служебных свойств.
— Экономия заключается, прежде всего, в изменении технологических процессов получения сталей, изготовлении новейших легирующих материалов, которые быстро усваивались бы в процессе плавки?
— Именно так. Ведь материалы, сделанные традиционным способом, при резком окислении частично разрушаются и уходят в шлак. Остановлюсь на некоторых конкретных моментах. Наш научный коллектив, состоящий из восьми человек, разработал принципиально новые технологии получения легирующих материалов на основе молибдена, вольфрама, хрома, из рудных концентратов методами порошковой металлургии. Такие лигатуры не имеют зарубежных аналогов и крайне необходимы для развития сталеплавильного производства. Например, губчатый ферромолибден растворяется в жидкой стали в 5-7 раз быстрее, чем обычный. Таким образом, угар остродефицитных элементов снижается на 4-10 процентов. По этим стандартам уже изготовлено 7700 тонн губчатого ферромолибдена, который использован при производстве спецсталей для машино — и авиамоторостроения.
Основными потребителями ферромолибдена новой модификации стали промышленные гиганты — «Днепроспецсталь», Донецкий металлургический завод, Запорожский алюминиевый комбинат и другие. Результат — сокращение времени растворения, существенная экономия электроэнергии, затрачиваемой на плавку, и уменьшение количества отходов. Исходя из принципа сбережения ресурсов, созданы и другие новые виды продукции — карбидизированный хромосодержащий брикет, способный заменить любую из 15 стандартных марок феррохрома; сплав SiR для легирования и раскисления сталей, полученный из техногенных отходов — окалины, стружки, циклонной пыли, пыли силового шлифования и других. Его применяют при изготовлении инструментальных марок стали.
— Ваша работа состоит из двух условных частей: вышеупомянутые новшества в процессе выплавки стали и разработки новых ее марок. Расскажите, пожалуйста, об этом подробнее.
— Первой, научно-экспериментальной, частью работы занимались доктора технических наук Станислав Григорьев (ЗНУ), Владимир Костяков (Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины) и кандидат технических наук Владимир Галинич (Институт электросварки им. Патона НАН Украины). Вторую, непосредственно связанную с производством, вели кандидат технических наук Александр Лютый и Александр Панченко (завод «Днепроспецсталь»), вышеупомянутый Станислав Григорьев и я. Новые марки стали поступают для строительства авиа-двигателей в ЗМКБ «Прогресс» им. Ивченко, где их внедрение курирует еще один автор работы — руководитель отдела зубчатых передач Владимир Олейников. Именно поэтому работа выдвинута на Госпремию от имени «Прогресса». Ведь технические характеристики стали — один из китов, на которых держится качество авиа-двигателей.
Например, во время полета в наиболее нагруженном узле самолета — редукторе, а именно в месте вращения его зубчатых колес, температура поднимается до 450 градусов. Мы усовершенствовали режимы обработки нескольких марок стали, применяемых при изготовлении дисков и лопаток, зубчатых колес и других деталей редукторов двигателей самолетов Ан-124, Ан-225, Ан-148. Также создали и внедрили в производство двигателей четыре жаростойких сплава.
Из технологических достижений в рамках работы отмечу еще создание и внедрение автоматической системы управления электрорежимом дуговых печей, благодаря чему электропотребление снизилось на 12 процентов.
— На родной земле ваша деятельность востребована и приносит существенную экономическую пользу. А насколько ею интересуются промышленники в других странах?
— Во время проведения опытов в научно-исследовательских лабораториях и внедрения их результатов на заводах мы представляли свои наработки на международных конференциях в Украине, России, Польше, Чехии. Довелось поработать в Великобритании — там наша страна выиграла интернациональный тендер на выпуск высокопрочных материалов для дисков радиаторов автомобилей: наши диски оказались на 15 процентов прочнее английских и на 30 — испанских. Разработанные нами перспективные спецстали, выпускаемые «Днепроспецсталью», получили положительные отзывы крупных британских и немецких компаний. Сплав SiR, о котором уже говорилось, используют не только на украинских гигантах металлургии, но и на крупнейших российских предприятиях — Челябинском металлургическом комбинате, который в СССР был главным представителем отрасли, златоустовском металлургическом заводе «Электросталь», в Ступинской металлургической компании.
В Запорожском национальном университете также разработана биметаллическая заготовка для реакторов магнийтермического производства на комбинате «Северсталь» в Череповце. Их применение позволит в полтора — два раза увеличить срок эксплуатации реакторов. В этой части налаживаем кооперацию: изготовление отливок планируется на «Днепроспецстали», а выпуск конечного продукта — на «Северстали».
Конечно, международное признание наших многолетних усилий — это приятно. Однако мы работаем прежде всего для своей страны, для сохранения ресурсов и развития ее экономики. Общий экономический эффект от внедрения в металлургическом производстве результатов комплекса мероприятий, предложенных украинскими учеными, уже составил более 508 миллионов гривен. И я уверен, что металлургия в Украине есть и будет перспективным направлением.
