Уральское - значит отличное

Как мы уже сообщали, уральские металлурги — ученые и производственники — стали лауреатами премии правительства РФ в области науки и техники 2008 г. за создание и освоение комплекса нового инжекционного оборудования и технологий, значительно повышающих эффективность сталеплавильного производства. «Академическую» часть авторского коллектива составили главные научные сотрудники Института металлургии УрО РАН академик Л.И. Леонтьев, и доктор технических наук В.И. Жучков, ведущий инженер ИМет и директор ООО «Новые технологии в металлургии» В.Н. Лопатин и зам. директора ООО «НТМ» А.В. Сычев. Премия правительства РФ — самая высокая, но не первая награда разработчиков инжекционной установки. За создание инжекционного оборудования фирма ООО «НТМ» совместно с ИТЦ «Академический» неоднократно награждались дипломами, а также золотой медалью VII Московского международного салона инноваций и инвестиций.
 

Инжекционная технология — это метод вдувания порошкообразных материалов в ковш, в металлургические плавильные агрегаты (электропечи, конвертеры) для науглероживания, дефосфорации, обессеривания, раскисления расплавов стали, чугуна, ускорения шлакообразования. Широкие исследования и опробование вдувания порошков в жидкую стальную ванну начались в конце 1950-х — начале 1960-х годов, причем уральские металлурги занимали в этом лидирующие позиции. Еще в 1954 г. на Верх-Исетском металлургическом заводе впервые в нашей стране было проведено науглероживание металла с помощью вдувания порошкообразных карбонизаторов. В жидкую металлическую ванну в струе сжатого воздуха вдували измельченный кокс. Авторами одной из первых публикаций по инжекционной технологии были также уральцы В.М. Лупейко и П.В. Умрихин из УПИ (УГТУ).
 

В 1960–1980 гг. опытные плавки по скоростному науглероживанию металла с использованием инжекционной технологии проводились на Петровск-Забайкальском, Ижевском и Златоустовском металлургических заводах. При этом применялись самодельные установки, конструкции их были несовершенны. С середины 1990-х гг. на московском заводе «Серп и молот» при участии ИМет УрО РАН и других организаций была внедрена установка немецкой фирмы «Штайн», освоившей изготовление инжекционного оборудования и поставлявшей его во многие страны мира. Однако и с немецкими установками возникали проблемы. Например, они предъявляли очень высокие требования к порошкообразному материалу, который вдувался в расплав. Небольшое изменение параметров могло вызвать сбой в работе, а в России, как известно, нарушение технологии не редкость. Нужно было приспособить немецкое оборудование к российским условиям. Для решения этой задачи в 1999 г. было заключено соглашение между фирмой «Велко» и Уральским отделением РАН. В то время в Институте металлургии УрО велись исследования по применению инжекционной технологии в черной и цветной металлургии. В 1997 г. в ИМет вышла брошюра, посвященная этой проблеме, среди ее авторов были нынешние лауреаты Леопольд Игоревич Леонтьев, директор института в 1998–2009 гг., и главный научный сотрудник Владимир Иванович Жучков. Как разработчики технологий использования инжекционного оборудования, они хорошо видели недостатки немецких установок и понимали, как сделать их лучше и приспособить к российским условиям. В 1999 г. при институте в рамках инновационно-технологического центра была создана фирма «Новые металлургические технологии». Директором назначили ведущего инженера ИМет В.Н. Лопатина, обладающего, по словам Л.И. Леонтьева, отличным инженерным чутьем.
 

Владимир Николаевич Лопатин и Александр Владимирович Сычев пришли в Институт металлургии с производства. Во второй половине1990-х годов они работали на Ревдинском метизном металлургическом заводе, где об инжекционной технологии тогда никто не слышал. Однако модернизировать производство было необходимо, и завод заключил контракт с фирмой «Велко». В.Н. Лопатин, Л.И. Леонтьев и В.И. Жучков ездили в Германию, знакомились с продукцией фирмы, ее применением на металлургических предприятиях. Была приобретена установка для Ревдинского метизно-металлургического завода. Однако уральские металлурги видели задачу не в том, чтобы приспосабливать дорогостоящее немецкое оборудование к нашим условиям, а в том, чтобы создать свое. В.Н. Лопатин и А.В. Сычев перешли на работу в Институт металлургии УрО РАН и начали разрабатывать отечественное инжекционное оборудование. Были проведены экспериментальные, расчетно-аналитические и конструкторские работы по исследованию аэродинамики пылегазового потока в системах инжекционной металлургии, влиянию режимных и конструктивных факторов на интенсивность вывода сыпучих материалов из пневмомеханического питателя. В результате в 2001 г. была создана первая инжекционная установка типа НТМ-01, а затем серия усовершенствованных конструкций.
 

Сегодня в ООО «Новые металлургические технологии» создается 2–3 комплекса инжекционного оборудования в год. Сосуды, работающие под давлением, производит ОАО «Будмаш» (г. Прилуки, Украина), другие комплектующие поставляют в основном немецкие фирмы, а сборка инжекционного оборудования, испытание и наладка осуществляются в ИТЦ «Академический».
 

В чем преимущества уральской инжекционной установки по сравнению с импортными? Прежде всего, в том, что она дешевле в 1,5–2 раза. При этом наше оборудование полностью автоматизировано и многофункционально: оно может использоваться и для вдувания порошков в различные расплавы, и для торкретирования (нанесения защитных покрытий на футерованные поверхности металлургических агрегатов), а также в качестве пневмотранспорта для перемещения различных порошкообразных материалов на значительные расстояния. Благодаря оригинальным элементам конструкции можно применять для пневмотранспортирования материалы в широком диапазоне крупности и влажности, наносить огнеупорные материалы на труднодоступные поверхности, работать с высокой надежностью в сложных климатических условиях. Срок изготовления установки очень короткий, от разработки до внедрения проходит не более 6 месяцев.
 

Еще одно достоинство уральской установки — индивидуальность. Сотрудники ООО «НТМ», как портной, подгоняют изготавливаемое оборудование под потребности заказчика. Например, немецкая фирма «Штайн» выпускает до 40 стандартных установок в год, а если делает индивидуальный вариант, то он во много раз дороже. Кроме того, при серийном производстве сложнее совершенствовать продукцию. Уральские специалисты, создавая индивидуальное оборудование, постоянно отрабатывают новые идеи. Кое в чем уральцы уже обогнали немцев: наша последняя установка имеет 4 выхода, что позволяет обслуживать 4 плавильных агрегата, а немецкая — только 3.
 

Помимо названных преимуществ, эксплуатация уральского инжекционного оборудования уменьшает запыленность воздуха в сталеплавильных цехах на 10%. А значительный экономический эффект достигается не только за счет снижения цены оборудования по сравнению с импортным, но и уменьшения себестоимости производства стали благодаря снижению расхода чугуна (до 50%), продолжительности плавки (на 3–8%), сокращению расхода ферросплавов-раскислителей (на 5–10%), увеличения выхода годного металла, сокращению расхода огнеупоров и простоев оборудования во время ремонтов футеровок агрегатов, экономии около 5% энергозатрат. При использовании уральского инжекционного оборудования только на ОАО «НТМК» (г. Нижний Тагил) и ОАО «ММК» (г. Магнитогорск) экономический эффект составил около 200 млн рублей в год.
 

Сначала уральские металлурги делали инжекционные установки для предприятий черной металлургии, а теперь и для цветной. Сегодня такие установки внедрены на 11 крупных металлургических предприятиях России и ближнего зарубежья, и оснащение российских предприятий качественным и недорогим отечественным оборудованием продолжается.
 

Е. ПОНИЗОВКИНА
 

На фото:

инжекционная установка

и её создатели

Л.И. Леонтьев,

В.И. Жучков,

В.Н. Лопатин,

А.В. Сычов.