В институте металлургии и материаловедения (ИМЕТ) РАН совместно с ЦНИИчермет им. И.П. Бардина при участии Научного совета по металлургии и металловедению ОХНМ РАН прошла очередная научная конференция, посвящённая памяти выдающегося учёного-металлурга, академика Ивана Павловича Бардина. Обычно «Бардинские чтения» проводят попеременно то в ЦНИИчермет, то в ИМЕТ.
В «Бардинских чтениях» принимают участие представители ЦНИИчермет, а также других научно-исследовательских институтов и металлургических предприятий, связанных с реализацией металлургических проектов.
Как заявил на открытии «Бардинских чтений» генеральный директор ЦНИИчермет Виктор Семёнов, фактически их институт и ИМЕТ являются «братьями», причём не побратимами, а именно единокровными, ведь «отец» у них был один, академик Иван Бардин (разница лишь в том, что ИМЕТ, появившийся на свет чуть раньше, больше занимается фундаментальными научными проблемами металлургии, а ЦНИИчермет тяготеет к инжинирингу, к практическому использованию научных наработок).
Нынешние «Бардинские чтения» имели две сквозных темы. Первая — история металлургии в нашей стране, в которой Иван Бардин оставил огромный след. В этот раз под строгим взглядом самого Ивана Павловича с большого портрета над трибуной на стене были представлены доклады о создании в стране ферросплавной и ванадиевой отраслей.
"Бардинские чтения" проходят регулярно вот уже много лет.
При этом автор доклада о развитии в России ванадиевого производства д.т.н. Гусейн Садыхов напомнил, что в эту историю в следующем году будет вписана новая яркая страница — Группа «Евраз» завершает работы по созданию нового ванадиевого завода в городе Узловая Тульской области, что позволит «Евразу» как минимум удвоить производство этого ценного металлургического сырья. Это приведёт и к увеличению нашей доли в мировом производстве ванадия, которая сегодня составляет 17% (а монополистом с 70% на рынке пока является Китай).
Также интересным и неожиданно драматичным оказался доклад об истории строительства Череповецкого металлургического комбината. Оказывается, был период, когда строящееся предприятие, которое сейчас является жемчужиной холдинга «Северсталь», называли «следствием ошибочных решений времён культа личности» и могли попросту остановить. И история эта отняла много крови именно у Ивана Бардина. Как выразился на чтениях академик Леопольд Леонтьев, «его за решения по комбинату просто затравили».
Кстати, Леопольд Игоревич, который на днях отметил 90-летний юбилей, лично встречался с Бардиным, когда тот зашёл в их лабораторию на Урале. Зашёл в тот кабинет, который делили три младших научных сотрудника, включая Леопольда Леонтьева...
Доктор технических наук Гусейн Садыхов.
Впрочем, о том, какие трудности пришлось преодолевать строителям ЧерМК, «Про Металл» постарается вскоре с использованием материалов чтений рассказать отдельно.
Второй же темой, помимо истории, на чтениях стали проблемы сегодняшнего дня, современные актуальные исследования. Одна из таких проблем связана с использованием водорода. Очевидно, что новый энергопереход потребует широкого развития водородной энергетики.
Использование водорода гораздо более экологично, чем сжигание угля, нефти и газа. Кроме того, как отмечалось на чтениях, нельзя сказать, что это редкий элемент — собственно, большая часть нашей вселенной именно из него и состоит.
С водородом есть пока только три «маленькие» проблемы: как хранить, как транспортировать и как использовать. Для всего этого нужны соответствующие ёмкости и трубы. Но вот беда, водород активно растворяется в стали и делает при этом её хрупкой.
С докладом «Влияние водорода на комплекс свойств сталей для новой энергетики» на чтениях выступил Игорь Пышминцев, генеральный директор «ИЦ ТМК» (исследовательского центра «Трубной металлургической компании»). Его сотрудники активно работают над изучением «водородной» проблемы, у которой есть и другие аспекты. Например, у водорода низкая энергетическая плотность. В практическом плане это означает, что на баке, заправленном метаном, уедешь вдвое дальше, чем на заправленном водородом...
А ведь, оказывается, Череповецкий меткомбинат могли и вовсе не построить. Но это уже совсем другая история.
Работы сотрудников ИЦ влияют не только на теорию, но и на практику. Игорь Пышминцев сообщил о том, что недавно благодаря этим работам в России (впервые в мире!) утверждены официальные стандарты на трубы и баллоны, используемые для хранения, транспортировки и использования водорода. Что очень поможет в дальнейшем развитию водородной отрасли.
Несмотря на все разговоры о необходимости «зелёного перехода», в металлургии он происходит очень медленно, отметил автор другого доклада академик РАН, заведующий лабораторией в ИМЕТ Константин Григорович.
Он напомнил хорошо известный факт: доменное производство даёт значительно больше вредных выбросов, чем электрометаллургическое. Тем не менее, за последние 10 лет в общем объёме выплавленной стали соотношение продукции, полученной этими двумя способами, осталось примерно одинаковым.
Объёмы выплавки росли, а пропорция оставалась без изменений. «Ударниками» в электрометаллургии на сегодня остаются Турция, Индия, США, Иран. Однако остальные страны не спешат к ним подтягиваться.
Тем не менее, технологическое развитие отрасли идёт, в том числе и в нашей стране, несмотря на то что санкции отрезали Россию от многих мировых технологий. Поэтому крайне важно увеличить вложения страны в собственные НИОКРы (Григорович напомнил о поручении президента довести расходы на науку в РФ в будущем году до 2% ВВП).
Константин Всеволодович перечислил основные задачи для отечественной металлургической отрасли, в числе которых автоматизация и роботизация производства с перспективой создания полностью роботизированных металлургических заводов, работающих в автоматическом режиме (задача эта, кстати, актуальна и для всего мира). При том, что металлургию по причине технологических особенностей производства роботизировать сложно: высокие температуры, пыль, грязь...
Академик РАН, заведующий лабораторией в ИМЕТ Константин Григорович.
Но это будущее, и отрасль к нему придёт. А основой этого перехода должна стать цифровизация. Доклад Константина Григоровича о результатах работы его лаборатории назывался «Новые методы контроля и корректировки технологий производства стали».
Константин Григорович указал на то, что сегодня металлурги научились эффективно удалять из стали многие вредные примеси. Но следующая задача, которая перед ними встала после этого — удаление неметаллических включений, также влияющих на качество продукции.
А для начала во время плавки их нужно выявить. Собственно, специалистам давно известны несколько методов такого выделения, но у этих методов есть общий недостаток: на них уходит слишком много времени — два-три-четыре часа, а результат нужен очень быстро.
Более адекватные методы были найдены, но возникла сложность с анализом больших массивов информации. Константин Григорович и его коллеги решили использовать для анализа стали нейросети. И это полностью себя оправдало. Правда, и тут есть неприятный нюанс.
«В России своих нейросетей, пригодных для такой работы, не существует. Так что приходится пользоваться иностранными, и тут нужно отдавать себе отчёт в том, что, отправляя туда данные, вы ими делитесь непонятно с кем», — заметил академик. Тем не менее, важно то, что такой анализ занимает буквально минуты.
Наследие великого Бардина успешно претворяют в жизнь его потомки.
Работа лаборатории Григоровича является частью решения задачи по разработке математической модели металлургических процессов и создания цифровых двойников металлургических агрегатов. Цифровые двойники помогают как оптимизировать технологии, так и контролировать их использование.
В частности, в ИМЕТ был создан цифровой двойник агрегата «печь-ковш» (за эту работу была получена золотая медаль выставки «Металл-Экспо»). Он позволяет полностью имитировать все процессы, происходящие в данном агрегате: температуру, состав металла, состав шлака и его изменения и прочее. Двойник был опробован на ковше-печи на заводе «ВМЗ-Сталь» и показал, что он очень точно воспроизводит реальные процессы, что даёт возможность корректировать их офлайн...
Академик Бардин, проживший большую и непростую жизнь, старался максимально ответственно подходить к своей работе на благо страны и никогда не терять веры в будущее. По его заветам отрасль живёт и сейчас, отмечали участники слушаний. В нынешнее сложное время для нас они особенно важны.
Алексей Василивецкий
