20idei_media20
    17.02.2021 17:06
    Рубрика:

    На Урале придумали, как сделать сплавы прочнее за счет нагрева

    Производство стойких покрытий позволило кратно увеличить ресурс металлургического оборудования
    Удивительно, но нагрев металлических материалов до высоких температур может привести не к ожидаемой деградации их свойств, а напротив, делает сплавы прочнее. Такого рода технологию уральские ученые и их партнеры в промышленности используют для создания износостойких покрытий для кристаллизаторов, которые раньше приобретали за рубежом. Сейчас на российские меткомбинаты их поставляет научно-производственное предприятие из Нижнего Тагила, благодаря чему доля импорта в закупках такого оборудования сократилась на 65 процентов. В прошлом году предприятие впервые экспортировало свою продукцию.
    iStock
    iStock

    Исследования свойств покрытий ведутся уже десятки лет, однако внедрить технологию в производство удалось сравнительно недавно. На машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) стенки кристаллизаторов начали изготавливать из хром-циркониевой бронзы - медного сплава, который при термической обработке становится прочнее, продлевая срок службы всей установки. По сравнению с импортными ресурс таких стенок вырос многократно.

    Уральские промышленники установили неофициальный мировой рекорд, получив более 3000 заготовок с одного кристаллизатора

    - Модернизируя производственные мощности, компании часто закупают импортное оборудование. В 2007 году нижнетагильскому металлургическому комбинату потребовалось заменить кристаллизаторы на МНЛЗ. С помощью нашей технологии предприятие увеличило объем стали, проходящей через один кристаллизатор, в восемь раз - до 600 тысяч тонн, - рассказывает руководитель проекта Александр Вопнерук.

    Кристаллизаторы из медных сплавов участвуют в изготовлении более 96 процентов мирового объема стали. На заводе в Нижнем Тагиле восстанавливают изношенные покрытия и производят новые, используя изобретение ученых - лазерно-термическую обработку (способ получения теплостойкого покрытия запатентовали в 2013 году).

    - За счет высокотемпературного отжига в структуре покрытия формируется каркас из упрочняющих фаз (карбидов и боридов хрома). Это свойство можно использовать для ремонта и восстановления различных изделий: оборудования для агломерации металлургического сырья, роликов МНЛЗ, прокатных валков, подверженных износу и постоянному нагреву, - поясняет заведующий отделом материаловедения Института физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, член-корреспондент РАН Алексей Макаров.

    Эффективность износостойких покрытий также доказывает количество заготовок, получаемых с одного кристаллизатора. Уральские промышленники установили неофициальный мировой рекорд - более трех тысяч. За рубежом кристаллизаторы до замены стенок вырабатывают в 5-7 раз меньше, тогда как у российских только гарантированный объем - тысяча заготовок.

    К слову, суммарный экономический эффект от внедрения этого изобретения для меткомбинатов России уже превысил 10 миллиардов рублей, утверждают эксперты. К 2023 году, по их мнению, долю импорта кристаллизаторов с защитным покрытием можно будет снизить до 17 процентов. К слову, зарубежным производителям металлургического оборудования при поставке его в Россию теперь придется учитывать отечественную технологию.