Александр Куклев, Юрий Айзин
ООО "Корад"
Валерий Паршин, Владимир Тиняков
ГНЦ РФ "ЦНИИчермет им. И. П. Бардина"

    Анализируя развитие металлургии, можно сделать вывод об оптимальных размерах технических и инженерных структур на различных этапах. Так, в предыдущие десятилетия происходило укрупнение структур – создавались мощные металлургические комбинаты, научно-исследовательские центры, научно-промышленные объединения с многотысячными коллективами работников. В последнее время заметна иная тенденция. Предпосылками этого явились перемены в металлопотреблении – увеличение номенклатуры изделий при уменьшении их массы, сокращение времени перехода на новые изделия, создание новых металлургических процессов, развитие электронных систем управления.Уменьшение размеров предприятий позволяет успешнее решать и обострившиеся экологические проблемы. В результате появились новые критерии в определении оптимального размера металлургических заводов и обеспечивающих их деятельность структур.
    Имеется богатый опыт эксплуатации мини-заводов, производящих сортовой прокат. Сейчас, с появлением тонкослябовых и двухвалковых машин, создалась возможность строительства мини-заводов, производящих сортовую продукцию.
    Подобная тенденция прослеживается и в развитии научно-технических подразделений, связанных с деятельностью металлургического производства. По-видимому, наряду с крупными научно-исследовательскими центрами, где решаются стратегические задачи, требующие больших затрат и уникального оборудования, должны создаваться инжиниринговые подразделения для решения все более широкого круга проблем, связанных с реконструкцией металлургического производства, модернизацией действующего оборудования, внедрением новой техники и технологий. Особенно эффективна деятельность таких фирм на стыке наук для проработки нестандартных технических решений, направленных на повышение качества металлопродукции. Финансировать их деятельность можно за счет прибыли от реализации произведенной малотоннажной наукоемкой продукции.
    Заслуживает внимания идея технопарков, включающих в себя наукоемкие производства и инжиниринговые фирмы разной величины в зависимости от поставленной задачи. Крупные, средние и малые инжиниринговые фирмы должны взаимодействовать друг с другом, в случае необходимости организовывать консорциумы, создавать временные научные коллективы. Возможно вхождение небольших фирм в более крупные в качестве структурных подразделений и, наоборот, выделение из крупных фирм более мелких.
    Хотелось бы поделиться опытом работы малой инжиниринговой фирмы "Корад" (Москва), организованной на базе ЦНИИчермет им. И. П. Бардина в начале 90-х годов для решения технических проблем непрерывной разливки стали.
    Известно, что процесс непрерывной разливки позволяет значительно поднять эффективность производства металла, повысить его качество. В то же время эта технология более наукоемка, чем разливка в слитки, и недостатки в решении хотя бы одной из технических задач сводят на нет все усилия по совершенствованию процесса. Проблема обостряется резко возросшим процентом морально и физически устаревшего оборудования МНЛЗ при необходимости увеличивать производство высококачественной непрерывнолитой заготовки, соответствующей требованиям мировых стандартов. В условиях дефицита времени и финансовых ресурсов предприятия часто вынуждены проводить реконструкцию оборудования в период капитальных ремонтов и других регламентных работ, что позволяет заменять только узлы, не трогая конструкцию МНЛЗ в целом. Здесь и возникает потребность в услугах инжиниринговых фирм, которые способны оперативно внедрить наукоемкие разработки, позволяющие без существенных капитальных затрат резко поднять качество.
    Основным направлением деятельности фирмы "Корад" по повышению качества непрерывнолитой заготовки является разработка конкурентоспособных технических решений, таких, как состав шлакообразующих смесей, конструкция механизмов качания кристаллизатора и самих кристаллизаторов, усовершенствования технологии непрерывной разливки.
    От свойств шлакообразующих смесей зависит качество непрерывнолитых заготовок и надежность проведения технологического процесса разливки. На этапе становления фирмы "Корад" исследовались химический состав и физико-химические свойства шлаковых смесей, изучалось их поведение в кристаллизаторе и промежуточном ковше. Полученные данные позволили определить оптимальный состав смесей для разливки всего марочного и размерного сортамента с учетом технологических параметров. Разработка составов осуществляется с учетом конкретных условий заказчика. Так, были разработаны теплоизолирующие смеси для промежуточного ковша. Имеются мощности по производству порошкообразных смесей в г. Луховицы (Московская область). Проводятся исследования физических свойств шлаковых расплавов (температуры плавления и кристаллизации, высокотемпературная вязкость), для чего запущен в работу уникальный высокотемпературный вискозиметр вибрационного типа. В использовании шлакообразующих смесей "Корад" сотрудничает с металлургическими предприятиями – акционерными обществами "Северсталь", НТМК, "Серп и молот", "Электросталь", Белорусским металлургическим заводом.
    Параллельно создана конструкторская и технологическая группа, которая занимается разработкой систем и режимов вторичного охлаждения, форсунок для этих систем, конструктивных элементов установок непрерывной разливки. Изучаются гидродинамика и теплотехнические явления в зоне вторичного охлаждения и кристаллизаторе, проводится моделирование происходящих здесь процессов.
    Известно, что от способа реализации вторичного охлаждения существенно зависит качество непрерывнолитого металла, особенно его поверхностных слоев, а также стойкость узлов МНЛЗ. Для этого разработаны форсунки охлаждения водовоздушным туманом, как плоскофакельные, так и с факелами в поперечном сечении в форме эллипса или прямоугольника. Форсунки имеют различные теплотехнические и гидродинамические характеристики. Фирма подбирает форсунки, необходимые для условий МНЛЗ заказчика, изготавливает их, осуществляет технологическое сопровождение. Разработаны также оригинальные форсунки для мягкого охлаждения блюмов, основанные на принципе центробежного распыления воды. Используются различные схемы распылителей и коллекторов для вторичного охлаждения непрерывнолитых слябов, блюмов и сортовых заготовок, разрабатываются и отлаживаются режимы охлаждения. Имеются конструкции коллекторов, надежно работающих на воде пониженного качества, фильтры для очистки воды перед коллекторами. Эти новинки можно применять и для других целей – охлаждения и закалки проката и машиностроительных деталей, охлаждения металлоконструкций печей, графитовых электродов и др.
    В настоящее время специалисты работают над системой динамического управления переходными режимами разливки с целью улучшения качества поверхности и внутренней структуры переходных заготовок. Для решения этой задачи совместно со специалистами МГТУ им. Н.Э. Баумана создана математическая модель, позволяющая управлять процессами с помощью компьютера.
    Разрабатывая отдельные элементы МНЛЗ, имеющие ключевое значение для технологии непрерывной разливки, фирма "Корад" создала конструкцию слябового кристаллизатора с тонкими медными рабочими стенками и оптимальной формой охлаждающих каналов, технологии упрочнения медных рабочих стенок и устранения зазоров в углах кристаллизатора, образующихся из-за термических деформаций медных плит. Новшество опробовано в конвертерном производстве ОАО "Северсталь". Опробована конструкция кристаллизатора, профиль внутренней полости которого имеет форму, соответствующую температурной усадке слитка. Разработана и технология непрерывной разливки с использованием такого кристаллизатора. Конструкция обеспечивает увеличенный теплосъем в кристаллизаторе, улучшение качества поверхности слитка и снижение износа стенок кристаллизатора, что доказало ее успешное применение на блюмовых МНЛЗ электросталеплавильного цеха ОАО "ОЭМК".
    Перспективным направлением является участие малых инжиниринговых фирм в реализации крупных технических проектов под эгидой научно-исследовательских, проектных организаций и научно-производственных объединений. У нас имеется опыт такого сотрудничества. Так, совместно с Южуралмашзаводом была проведена реконструкция МНЛЗ њ1 электросталеплавильного цеха ОАО "Северсталь". В результате создана машина и технология непрерывной разливки нового поколения.
    Занимаясь решением конкретных научно-технических проблем, фирма "Корад" помогает в условиях кризиса сохранить научный потенциал, дает представителям отраслевой науки возможность продолжать трудиться в соответствии со своей специализацией.
    Приобретя опыт в области инжиниринговой деятельности, мы могли бы вынести его на обсуждение научно-технической общественности, предложив свой взгляд на организацию инженерной деятельности в металлургической отрасли. По нашему мнению, для создания конкурентоспособной конечной высокотехнологичной продукции требуется объединение разнопрофильных фирм. Представляется, что сегодня предприятия не готовы использовать технические идеи, не доведенные до законченного образца. Именно на этом этапе происходит отставание отечественных разработок от зарубежных.
    Для успешной конкуренции на зарубежных рынках необходимо координировать действия между фирмами-разработчиками, рекламно-маркетинговыми фирмами и государственными структурами, обеспечивая привлечение инвестиций в перспективные разработки. При этом выгоды получают все участники: инжиниринговые фирмы продвигают свои разработки на внешний рынок, рекламно-маркетинговые фирмы приобретают надежных партнеров, государство получает дополнительные отчисления.
    В настоящее время на рынке наукоемких услуг России сложилась негативная тенденция: при наличии отечественных аналогов закупаются западные технологии и оборудование, но по значительно большей стоимости. Малые инжиниринговые фирмы могли бы проводить анализ необходимости закупок, оказывать помощь в выборе оптимального решения, осуществлять техническое сопровождение закупленного оборудования и технологий. Российские специалисты лучше знакомы со спецификой отечественных металлургических заводов, имеют опыт работы на них. Такое сотрудничество может привести и к продвижению наших разработок на внешний рынок, поскольку, имея дело с зарубежными партнерами в России, легче интегрировать наши технические решения в иностранные разработки. Мировая тенденция в создании наукоемкого оборудования, в том числе и в металлургии, заключается в объединении усилий нескольких государств.