«УГМК-Холдинг. Вести» 0 комментариев

Лабораторный комплекс УГМК: тысяча и одна возможность

Прошел год со дня открытия Технического университета УГМК. За это время рядом с ним появилось еще одно здание — Универсальный лабораторный комплекс. Его основная задача — проведение научно-исследовательских работ и подготовка студентов по актуальным направлениям развития горно-металлургического производства Урала.

Благодарим редакцию газеты «УГМК-Холдинг. Вести» за предоставление данного материала.  

Партнеры

Это совместный проект УГМК и Уральского федерального университета им. Б. Н. Ельцина. Вуз приобрел все необходимое оборудование на сумму 171 млн рублей, а компания взяла на себя строительство четырехэтажного здания, затратив на эти цели 200 млн рублей. 

— Лабораторный комплекс являет собой новую модель партнерства бизнеса и образования, ставшую возможной благодаря новому Федеральному закону «Об образовании в Российской Федерации». Исследования и обучение осуществляются базовой кафедрой металлургии УрФУ, созданной по соглашению с УГМК в 2013 году на площадях корпоративного Технического университета УГМК, —  поясняет директор по персоналу УГМК Виктор Олюнин. 

Тандем науки и практики

Ключевая идея проекта в том, что решать производственные задачи, стоящие перед компанией, представители науки будут совместно с технологами предприятий и работниками заводских лабораторий и исследовательских центров. 

— Таким образом, предпринята попытка вернуть науку на промышленную площадку, создать условия для того, чтобы разработки носили не теоретический, а прикладной характер, — говорит директор Института материаловедения и металлургии УрФУ им. Б. Н. Ельцина Виктор Мальцев.

Создав внутрифирменное научное подразделение, УГМК получит возможность развивать собственные научные проекты, направленные как на обеспечение текущих нужд производства, так и посвященные перспективным направлениям. 

— При всем своем тематическом разнообразии изыскания будут иметь общую цель: оптимизация горно-металлургических процессов на предприятиях компании, снижение энергозатрат и повышение извлечения металлов и неметаллов в высококачественные продукты, вовлечение в переработку техногенных образований и т. д., —  говорит заместитель технического директора по металлургии УГМК Сергей Якорнов.

Консолидируя в стенах комплекса кадровый и научный потенциал, УГМК и УрФУ создают крупный исследовательский центр, способный выполнять масштабные отраслевые проекты. 

Авторитетные промышленные компании за рубежом также предпочитают идти по пути создания собственных научных центров. Например, канадская фирма «Шеррит Гордон» еще в начале 50-х годов прошлого века собственными силами разработала автоклавную технологию. Это ноу-хау нашло применение во всем мире, позволив компании оставаться в авангарде технологической моды. 

Штучная подготовка 

Еще одно важное направление деятельности нового лабораторного корпуса — образовательное: примерно треть времени работы центра планируется отводить на подготовку студентов. В его стенах начиная с третьего курса будут заниматься студенты УрФУ, обучающиеся по направлению «Металлургия».

— Большой недостаток высшего образования сегодня — это массовость подготовки, — говорит директор ТУ УГМК Евгений Караман. — А здесь мы сможем «затачивать» специалистов под конкретное рабочее место, чтобы они приходили на наши производства уже готовыми инженерами и исследователями. 

Лабораторные и практические занятия для студентов планируется вести по ряду общих и большинству профильных дисциплин. Всего по образовательным программам будет проводиться около 150 лабораторных работ. 

Профессура и производство

Магистрантам наряду с учеными УрФУ и специалистами УГМК  предстоит выполнять в новом центре научно-исследовательские работы по заказам предприятий компании. 

— Магистерские диссертации будут заключаться в разработке новых технологий, в основе которых — исследования, реально востребованные современным производством, —  пояснил зам. директора по персоналу УГМК Вячеслав Лапин. 

Очевидные плюсы от создания Универсального лабораторного комплекса отмечают и представители вуза. Сергей Мамяченков, д. т. н.,  профессор кафедры металлургии тяжелых цветных металлов Института материаловедения и металлургии УрФУ им. Б. Н. Ельцина, говорит: 

— Вся профессура нашего института, работающая с целевиками УГМК, с интересом будет участвовать и в научных исследованиях, и в подготовке кадров высокой квалификации.  Это возможность приблизиться к реальному производству и актуализировать свои знания, заниматься конкретным живым делом, приносящим реальную пользу предприятиям. 

Универсальный лабораторный комплекс вобрал в себя лучшие наработки в области аппаратурного оснащения. Каждая из восьми лабораторий будет служить своим четко определенным задачам, которые в конечном счете сводятся к одному — обеспечить УГМК высококвалифицированными кадрами и современными технологиями. 

1. Пирометаллургическая лаборатория

Пирометаллургические процессы имеют на предприятиях УГМК широкое применение, а значит,  задачи по их усовершенствованию всегда будут стоять на повестке дня.

— УГМК «повезло» иметь разнообразное по содержанию ценных компонентов, но сложное в переработке сырье, — говорит главный специалист управления стратегического планирования ООО «УГМК-Холдинг», доктор технических наук, профессор Геннадий Скопов. — Чтобы рентабельно извлечь из добываемого сырья эти компоненты, нужно постоянно искать нестандартные подходы.

Потребность в новых технологиях возрастает по мере проведения реконструкций медеплавильных предприятий компании. При этом могут быть использованы известные в мировой практике технические решения, но адаптировать их для нашего сырья невозможно без выполнения специальных исследований. Примером является проблема переработки металлургических пылей, которые на большинстве медеплавильных предприятий в мире возвращаются в тот же плавильный агрегат, где они получились, поскольку содержат медь и благородные металлы. У нас это делать нельзя из-за высокого содержания в пылях примесей: свинца, сурьмы, мышьяка. При многократном возврате пылей в плавку происходит накопление данных примесей, что снижает качество меди.  Для устранения этого явления необходим вывод пылей из технологической схемы на переработку, в процессе которой примеси извлекаются и не осложняют основное производство. Разработка и внедрение технологии специальной переработки пылей и является целью проводимых в настоящее время исследований. Эту работу целесообразно продолжить в кооперации с лабораторией гидрометаллургии.

Другим интересным направлением для лаборатории пирометаллургии могла бы стать освоение технологии комплексной переработки медно-свинцово-цинковых коллективных концентратов алтайских месторождений. 

— Мы совместно с УРФУ тщательно выбирали оборудование для лаборатории, отдавая приоритет лучшим образцам, — поясняет Геннадий Скопов. — Если, допустим, еще вчера микрорентгеноспектральный анализатор, позволяющий сделать химический анализ в отдельно выбранной точке пробы, представлял собой достаточно массивный агрегат, то современный анализатор умещается на обычном столе. Много информации дает политермический анализатор,  он обеспечивает возможность в процессе плавного нагрева образца с заданной скоростью в любой выбранной атмосфере измерять изменение его массы, величины тепловых эффектов и при помощи масс-спектрометра непрерывно определять состав газовой фазы.

Кроме этого пирометаллургическая лаборатория будет оснащена печами различной мощности с автоматическим поддержанием необходимой температуры, газоанализаторами, оборудованием для подготовки материалов к плавке и разделки проб для последующего анализа.

2. Лаборатория обработки металлов давлением

Комплекс оборудования этой лаборатории предназначен для использования основных способов обработки металлов давлением. Он позволяет воспроизводить практически все технологические процессы на современных производствах ОЦМ. Лаборатория оснащена двумя прокатными станами — для получения сортовых профилей и для получения полос и листа. Также в ее арсенале — барабанный волочильный стан и пресс для штамповочных операций.

Все эти агрегаты изготовлены в Италии. До сих пор лаборатория с подобным оснащением действовала лишь в Сибирском федеральном университете (Красноярск).

— Мы ознакомились с этим оборудованием в Сибирском федеральном университете,  оно получило очень хорошие отзывы, — рассказал заведующий кафедрой обработки металлов давлением Института материаловедения и металлургии УрФУ им. Б. Н. Ельцина Александр Богатов. —  На этих машинах остановились еще и потому, что их эксплуатация обходится значительно дешевле, чем эксперименты на промышленных станах, которые обычно проводят в лабораториях по обработке металлов давлением. 

Современное оборудование планируют применять на практических и лабораторных занятиях со студентами, а также для научно-исследовательских работ, направленных на совершенствование технологических циклов и повышение эффективности предприятий «УГМК-ОЦМ».

— Для обучения в лаборатории есть все необходимое. А для научных исследований по специальной тематике будем изготавливать дополнительную инструментальную оснастку и устанавливать ее на оборудование. Это позволит наряду с компьютерным моделированием заниматься физическим моделированием новых производственных процессов в некотором  масштабе, а также вести эксперименты с учетом всех критериев подобия, — добавил Александр Богатов.

Интересно, что лаборатория может использоваться и как отдельный производственный участок. С помощью таких прокатных и волочильных станов ювелиры получают заготовки для будущих изделий.

3. Лаборатория теплофизики, автоматизации и экологии промышленных печей

Оборудование этой лаборатории предназначено для исследований теплофизических процессов, протекающих в плавильных и обжиговых печах. В том числе для изучения важных свойств огнеупорных материалов, которые применяются для проведения металлургических операций и конструирования промышленных агрегатов.

Данные экспериментов, проведенных в этой лаборатории по заказам предприятий УГМК, позволят вырабатывать проектные решения таких актуальных вопросов, как снижение расхода топлива, уменьшение газообразных и пылеобразных выбросов в атмосферу, повышение производительности печей, улучшение качества продукции.

—  Наша кафедра работает с заводами холдинга уже давно. Например, на ряде производств («Святогор», метзавод им. А. К. Серова, СУМЗ и др.) были реализованы мероприятия по применению акустических колебаний в тепловых агрегатах. В результате выбросы пылевых частиц в атмосферу снизились на 25 %, а производительность печи выросла на 5–7 %, — рассказал к. т. н., доцент кафедры теплофизики и информатики в металлургии  Института материаловедения и металлургии УрФУ им. Б. Н. Ельцина  Олег Матюхин. — С открытием новой лаборатории мы сможем заняться более масштабными исследованиями, так как будем работать совместно с представителями заводских лабораторий и получим в распоряжение современнейшее оборудование.

В арсенале лаборатории две печи немецкого производства, в которых можно смоделировать практически любой технологический процесс; автоматический газоанализатор, определяющий по составу дымовых газов нарушения в работе агрегата; пирометры — для определения потерь тепла через боковые стенки печи и другая техника.  Часть подобного оборудования используется только в Российской академии наук в Москве.

Но самый редкий аппарат — это вискозиметр. В мире всего пять таких приборов — во Франции, в Канаде, в Германии, в США, а теперь и в России. Он используется для определения вязкости расплава, позволяет выявлять особенности проникновения металла в огнеупорный материал. 

4. Лаборатория рудоподготовки и обогащения

Лаборатория представляет собой обогатительную фабрику в миниатюре, собранные здесь агрегаты моделируют все этапы технологической цепочки реального производства: дробление и измельчение руды, способы   обогащения минерального сырья, сгущение и фильтрацию концентратов.

Студентам лаборатория даст уникальную возможность в условиях наглядности и реалистичности изучать производственный процесс. Предприятия компании смогут здесь проводить масштабированные испытания при разработке новых технологических схем обогащения. 

— Мы все чаще работаем с труднообогатимым сырьем, вовлекая в переработку и техногенные отходы (забалансовые руды, шлаки металлургического производства и т. п.). Для повышения технологических показателей (качества концентратов и извлечения металлов) мы вынуждены усложнять технологические процессы, уделяя особое внимание комбинированным схемам, — говорит заместитель директора по горному производству по обогащению ООО «УГМК-Холдинг» Алексей Савин. 

Работа лаборатории позволит тестировать различные схемы обогащения, включающие магнитную и электросепарацию, гравитационные методы, флотацию. Обязательно планируется испытывать новые реагенты при  обогащении,  тщательно изучать актуальные сегодня вопросы  сгущения и фильтрации продуктов. 

Всего в комплекте лаборатории — более 20 единиц современнейшего оборудования. Все агрегаты оснащены автоматическими системами контроля, что позволит получать данные по тому или иному исследовательскому процессу с высокой степенью оперативности.   

5. Лаборатория теории металлургических процессов

Изучение теории металлургических процессов (ТМП) как таковой — задача академических институтов. Здесь же будут проводиться теоретические исследования, направленные на решение практических задач.

Лаборатория создана для глубокого изучения технологических процессов, в которых заинтересованы предприятия УГМК. В числе таких операций  — плавка медных концентратов, конвертирование и рафинирование меди, обжиг цинковых концентратов и другие.

Деятельность лаборатории  нацелена прежде всего на подготовку кадров, способных работать на высоком научном уровне.

— В основном кафедры выпускают специалистов-технологов, а лаборатория ТМП будет способствовать подготовке производственников со знанием исследовательской работы, — сказал д. т. н.,  профессор кафедры металлургии тяжелых цветных металлов Института материаловедения и металлургии УрФУ им. Б. Н. Ельцина Сергей Мамяченков. — Такой персонал сегодня востребован. Без досконального изучения отдельных металлургических процессов грамотно внедрять новое оборудование или технологии невозможно.

Лаборатория ТМП также будет активно участвовать в выполнении заказов предприятий УГМК на научно-исследовательские разработки.

— Любое научное исследование начинается с теоретической проработки процесса, поэтому данное подразделение будет постоянно действовать в связке  со всеми лабораториями комплекса, — пояснил Сергей Мамяченков.

Учебно-исследовательский характер лаборатории подчеркивает и ее планировка. По периметру двух залов расположено более десятка современных агрегатов. В центре комнат — компьютеризированные рабочие места для студентов, инженеров  и исследователей.

6. Лаборатория литейного производства

Получение непрерывно-литой заготовки — один из ключевых этапов производства на современных предприятиях ОЦМ.  В дальнейшем для изготовления, например, медного проката или труб она подвергается обработке давлением. Наличие малейших дефектов в заготовке — будь то трещины, поры, неметаллические включения и т. п. — значительно снижает качество готовой продукции. С такими проблемами производства в ОЦМ встречаются достаточно часто, и их устранение — задача актуальная.

— Новое оборудование, установленное в нашей лаборатории, позволит изучать влияние технологических параметров (температуры, скорости литья и т. д.) на качество литой заготовки, — пояснил к. т. н., доцент кафедры литейного производства Института материаловедения и металлургии УрФУ им. Б. Н. Ельцина Антон Голоднов. — Также станет возможным изучение воздействия внешних физических операций (вибрационной обработки, электромагнитного перемешивания) на процесс кристаллизации слитка. Исследования в данной области  помогут в разработке технологий, значительно повышающих качество литой заготовки.

Лабораторные работы, которые планируется проводить здесь со студентами, безусловно, существенно повысят уровень их профессиональной подготовки. Ребята научатся выявлять дефекты литых заготовок и устанавливать причины их возникновения, вырабатывать технологические решения по их устранению.

7. Лаборатория физико-химических методов исследования

Основная задача этого подразделения — обучение и повышение квалификации персонала аналитических и экологических служб предприятий УГМК, методико-аналитическое сопровождение выполняемых научно-исследовательских работ, а также физико-химические исследования структуры и свойств веществ, их качественный и количественный анализ, аттестация на более высоком уровне сырья и готовой продукции.

— Для этого в распоряжении лаборатории имеется уникальный по набору комплекс аналитического и измерительного оборудования, — рассказывает д. т. н., начальник научно-исследовательской части Технического университета УГМК Андрей Лебедь. — Опираясь на опыт и консультационную помощь ОАО «Уралэлектромедь» с его мощным исследовательским центром и центральной лабораторией, нам удалось на одной площадке сконцентрировать более 10 единиц высокоточных приборов и инструментальных установок последнего поколения, а также современное оборудование для подготовки проб.

В их числе — приборы, которые в заводской практике ОАО «Уралэлектромедь» будут применяться впервые. Например, лазерный анализатор размера частиц с модулем сухого рассева. Убедиться в его полезности, в частности, смогут подразделения порошковой металлургии — благодаря широкому диапазону анализатор способен определить размер частиц до нанометров за считанные минуты, поэтому соответствующие исследования данного вида продукции будут способствовать дальнейшему повышению ее качества. Это же касается переработки медеэлектролитных шламов, пылей металлургического производства и других исходных материалов.

По сути, лабораторию ФХМИ можно назвать «зорким оком» не только лабораторного комплекса, но и всех предприятий кампании. Имеющийся здесь инструментарий охватывает весь спектр физико-химических методов исследования — рентгенофлуоресцентную, атомно-абсорбционную, атомно-эмиссионную спектрометрию, фотометрию и др. В результате на базе лаборатории можно установить элементный состав практически всех видов сырья, перерабатываемого предприятиями кампании, и продукции, которую они выпускают. Учитывая, что требования к контролю качества продукции и точности анализа научных исследований постоянно растут, деятельность лаборатории ФХМИ будет как никогда актуальной.

— Помимо того, что лаборатория будет обеспечивать аналитическими исследованиями собственные научные разработки внутри компании, мы предполагаем оказывать аналогичные услуги сторонним организациям, — отмечает Андрей Лебедь. — Кроме того, технический и интеллектуальный потенциал лаборатории открывает широкие возможности для использования ее  не только в качестве научной площадки, но и как базу для повышения квалификации сотрудников аналитических служб предприятий УГМК, а также подготовки бакалавров и магистров данного профиля. 

8. Опытно-промышленный участок гидрометаллургической переработки ОАО «Уралэлектромедь» 

Участок предназначен для проведения укрупненных испытаний с целью перехода от лабораторной стадии к промышленному внедрению.

— Если в лабораторных условиях был найден новый способ выщелачивания редкоземельных металлов из отходов, то прежде чем технологию внедрять, ее необходимо проверить в полупромышленных испытаниях. Раньше все исследования приходилось выполнять на существующем в цехах и подразделениях оборудовании с остановкой производственных циклов. Это приводило к большим трудозатратам, простоям, снижению качества экспериментов. С внедрением данного участка  указанные проблемы были сняты, — отметил начальник исследовательского центра Сергей Краюхин.

Благодаря  используемому здесь оборудованию решаются производственные задачи не только «Уралэлектромеди», но и других предприятий УГМК. Сегодня на участке проводятся испытания по разработке технологии извлечения индия для «Электроцинка» (г. Владикавказ)  и по переработке хвостов флотации и шлаков Медногорского медно-серного комбината (г. Медногорск) и «Святогора» (г. Красноуральск).  Кроме того, здесь выполняют дипломные проекты студенты УрФУ им. Б. Н. Ельцина  и ведут  исследовательскую и научную деятельность аспиранты.

Опытный участок оснащен комплексом из 139 единиц современного оборудования. В него входят различные реакторы, насосное оборудование, ресиверы, нутч-фильтры, фильтр-прессы, аппарат колонного типа и другие. 

Наталья КАДРОВА, Ольга МАСЛОВА  

0 комментариев
Отправить
обсуждения
Еще более 300 других идей вы можете посмотреть здесь – Кайдзен и рацпредложения: примеры из жизни (с... Как «Уралэлектромедь» увеличила выпуск медной катанки на 15 %
От редакции портала - если тема повышения эргономики рабочих мест вам интересна, пишите в комментари... Практические советы по улучшению эргономики рабочего места от Schneider Electric
Просто детский сад на Камазе! Ллойд Добинс (о менеджменте): Но одна часть программы Деминга вряд ... Контроль качества: технологии личной ответственности на «КАМАЗе»
Узнайте больше Система 5S 15 чек-листов, примеры, фото и многое другое
Система 5S