Transcript Взаимодействие науки и литейно-металлургического

НИКИТИН ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ
–
заведующий кафедрой СамГТУ, д.т.н., профессор,
председатель правления СО РАЛ,
председатель комитета цветного литья РАЛ
V всероссийское совещание
«Взаимодействие науки и
литейно-металлургического
производства»
24-25 апреля 2013 г.
Самара
1.
2.
3.
4.
5.
О состоянии машиностроения в России.
О роли литья в промышленности.
О состоянии науки и литейного
производства в Самарской области.
Подготовка кадров.
Предложения и проекты в Программу
развития литейной отрасли.
Заключение.
2
Машиностроение – технологическое ядро
промышленности любой страны.
Экспорт из России машиностроительной
продукции крайне мал – до 10%.
Самые отстающие отрасли – авиация и общее
машиностроение.
Технологии в ОПК устарели (~75%).
Инноваций в крупных госкомпаниях крайне
мало – практически, отсутствуют.
В промышленности России – 70% сырьевой
экономики и меньше 30% приходится на
переработку (переделы).
3
Что такое литье? Литейное производство?
Кратко: Это основное заготовительное производство
машиностроения! Это важная основа
машиностроения!
Развитие машиностроения во многом зависит от
состояния (наука, технология, кадры) литейной
отрасли (рис. 1)
ВВП
России
Горная
отрасль
МАШИНОСТРОЕНИЕ
Автомобили, тракторы, станки,
самолеты, ракеты, танки,
прокатные станы, прессы,
литейные машины и т.д.
Металлургия
черных и цветных
металлов
Заготовительные
производства
100%
Литейное
производство до
70%
4
Мировое сообщество признает:
 Литье позволило человеку производить
машины, поезда, самолеты и т.д.
 Литье остается базовой
основополагающей отраслью,
необходимой для производства любых
машин.
 Общество не может развиваться быстрыми
темпами без силы, изобретательности и
выносливости литейщика.
 С давних (доисторических) пор литейщики
были и будут уважаемыми и нужными
людьми (ремесленниками) в любом
обществе.
5
Пример 1. Разберите любую машину на части:
 Доля литых деталей – до 40-70% по массе.
 Стоимость литых деталей – до 20%
стоимости машины.
 Число литых деталей в самолете – до 7 тыс.
 Число литых деталей в автомобиле – до
300.
Наиболее перспективные отрасли
потребляющие литейную продукцию
(сплавы, слитки, отливки):
 автомобилестроение;
 аэрокосмическая техника;
 станкостроение и др.
6
Пример 2. Развитие литья в авиастроении СССР:
Отрасль авиастроения
Агрегатостроение
Объем литья по массе в
изделии, %
1970
1980
1990
60-70
70-80
80-90
Моторостроение
10-15
15-20
20-40
Специальные изделия
5-7
7-15
15-20
Самолетостроение
3-5
5-10
10-13
Способы литья
Литейные сплавы
Литье в кокиль,
в песчаные
формы,
по выплавляемым
моделям,
в графитовые
формы
Алюминиевые,
магниевые,
титановые,
нержавеющие и
конструкционные
стали
Была четкая динамика роста объемов литья в
различных отраслях авиастроения. Однако, уже в
те годы были проблемные вопросы:
 недостаточные объемы литья в самолетостроении;
 отсутствие современных способов литья (ЛНД,
ЛПД, ЛВ и др.).
7
Пример 3. Применение легких сплавов в мировом
автомобилестроении.

Рост легких сплавов (алюминиевых, магниевых) –
«алюминиевые автомобили» (до 200 кг и >) (рис. 2).

Замена стали на алюминиевые сплавы в “Nissan”
позволила снизить вес автомобиля на 45%.

Широкое применение рециклируемых алюминиевых
сплавов – до 80-85% от общего объема.
1 – 31 – детали
из Al-сплавов
8
Положение литейной отрасли в России.
Основное – в докладе президента РАЛ Диброва И.А.
Некоторые дополнения:
 системный спад выпуска литья;
 экспорт цветных металлов и сплавов (до 80%) в
виде чушек, т.е. реализуется в основном сырьевой
сценарий;
 крайне малая доля АЛС в автомобилях АВТОВАЗа –
на уровне 80 гг. XX века (35-40 кг);
 острые проблемы с наукой, технологиями и
кадрами;
 массовый брак при литье ответственных отливок
(«РЖД винят литейщиков в крушениях»,
«Известия», 22.03.13 г.).
Резюме: Литье в России, как и машиностроение,
находятся в тяжелом кризисе.
Литье, как заготовительное производство, находится в
наиболее униженном состоянии.
9
3.1. О состоянии науки.
В 70 – 90 гг. в Куйбышеве (Самаре) работали крупные
филиалы ведущих НИИ СССР:
ВИАМ, НИАТ, НИИД, АВИТИ.
Существовало реальное сотрудничество с головными НИИ:
ВИЛС, ВАМИ, оборонные НИИ (разные п/я).
В научных работах принимали участие крупные ученые
СССР:
Фридляндер И.Н., Добаткин В.И., Макаров Г.С., Белоусов
Н.Н., Постников Н.С., Напалков В.И. и др.
В филиалах отраслевых НИИ и на предприятиях работали
известные Самарские ученые-металлурги и литейщики:
Гецелев З.Н. (д.т.н.), Рутман М.М. (к.т.н.), Коврижных Н.И.
(к.т.н.), Балахонцев Г.А. (к.т.н.), Черепок Г.В.(к.т.н.),
Шадрин Г.Г. (к.т.н.), Рева И.Л. (к.т.н.), Гришин В.М.
(к.т.н.), Назарцев Н.И. (к.т.н.), Ивашкевич А.Г. и др.
10
В результате системного сотрудничества
«Предприятия – НИИ – Вузы» создавались
уникальные технологии:
 литье Al-слитков в ЭМК;
 фильтрация больших объемов Al-расплавов;
 литье монокристаллических лопаток;
 получение высокопрочных силуминов;
 литье крупногабаритных отливок по ВМ и в
керамические формы;
 литье погружением (ЛП);
 технологии генной инженерии (ТГИ).
Сегодня все НИИ, имеющие литейнометаллургические направления,
ПРИВАТИЗИРОВАНЫ и уничтожены! Отраслевой
литейной науки в регионе НЕТ! Ее нет и в
России!
11
Сегодня научная деятельность сконцентрирована в основном на кафедре
«Литейные и высокоэффективные технологии» (ЛиВТ) и Центре литейных
технологий (ЦЛТ).
Литейная кафедра СамГТУ – это «центр кристаллизации» будущей
отраслевой науки в регионе.
Литейная кафедра – единственная в Среднем Поволжье (Самарская,
Ульяновская, Оренбургская, Саратовская).
В последние годы кафедра резко увеличила свой потенциал:
 в 2004 г. создан уникальный ЦЛТ (рис. 3).
Рис. 3.
12
разрабатывает приоритетные научные
направления (ЯСН и ТГИ, СВС, переработка Alшлаков, получение металлических и
керамических композитов и др.);
 проводит развернутый технологический аудит
предприятий (Тула, Вольск, Тольятти);
 ежегодно выполняет НИР на 2,0-2,5 млн. руб. по
различным тематикам: фундаментальные
исследования, разработка технологий,
моделирование процессов, выпуск
малотоннажной продукции (лигатуры, припои,
модификаторы);
 Наиболее плодотворно выполняет НИР с ОАО
«АВТОВАЗ» (х/д работы, участие в долгосрочных
программах).

13
3.2. О состоянии литейного
производства.
Самарская область имела и имеет многие
преимущества: географическое,
энергетическое, транспортное,
промышленное, наличие интеллектуальных
кадров.
В XX веке в области развивалось:
 литье слитков (до 400 тыс. т/год);
 автомобильное, авиационное литье; для
станкостроения и многое другое!
Общий объем литья составлял >> 600 тыс. т.
14
В начале XXI века (экспертная оценка):
 Закрылись многие литейные производства –
ЗиМ, Экран, Рейд, ССЗ и др.
 Резко сократили производство – Авиакор, ЗиТ,
Моторостроитель (КУЗНЕЦОВ), Салют, ВЦМ,
Тяжмаш и др.
 Действует около 100 крупных, средних и
мелких предприятий.
 Предприятия производят разную продукцию –
отливки, слитки, сплавы, литые детали.
 Предприятия расположены в области крайне
неравномерно – Самара (>35), Тольятти (>10),
Сызрань (4), Чапаевск (3), Нефтегорск (2) и др.
 Многие МП находятся в «тени»; многие –
банкротятся из-за отсутствия какой-либо
поддержки от власти.
15
Основные производители («локомотивы»
промышленности области):
 Отливки – АВТОВАЗ (Al-литье – 35 – 36 тыс.
т., чугуны – 115 тыс. т., ремонтное литье ~
2 – 3 тыс. т.);
 Al-слитки – Алкоа СМЗ (~ 200 – 220 тыс. т.).
Специфичные производства:
 непрерывное литье Cu-катанки и
деформация (РОССКАТ);
 переработка первичных Al-шлаков и
производство чушковых сплавов (РУСАЛРЕСАЛ);
 горячее цинкование рулонной стали и
металлоконструкций через расплав
цинка(Продмаш, Резервуарный завод).
16
Существующие проблемы:
1.
На предприятиях применяют:
 устаревшие способы литья (песчаные формы);
 традиционные специальные способы литья (ЛК, ЛПД,
ЦЛ, ЛВМ, ЛГМ, полунепрерывное литье, литье с
направленной кристаллизацией).
2.
Отсутствуют инновационные технологии и
оборудование:
 ЛНД, ЛКД, тиксолитье, литье погружением,
технологии генной инженерии, получение
пеносплавов, композитов, модификаторов и др.
3.
Наиболее устаревшие технологии - на
предприятиях аэрокосмического кластера (на
уровне 70-80 гг. XX века).
4.
Острая нехватка современных кадров.
Общий объем литья в 2010 г. составлял ~300-350 тыс. т.
17
3.3. Подготовка кадров.
Существующие проблемы:
1. На предприятиях уже нет «старых» кадров
(рабочих, ИТР) – нет преемственности.
2. Низкая квалификация рабочих кадров – нет
специализированных училищ (колледжей).
3. Отсутствует социальная поддержка молодых
специалистов – нет общежитий, низкая
зарплата, не проводится переподготовка.
4. Молодые специалисты уходят в более
«легкие» отрасли.
5. Отсутствует система целевого распределения
молодых специалистов.
18
Основной «поставщик» ИТР – литейная кафедра
СамГТУ.
Кафедра проводит большую работу по подготовке кадров:
1.
Подготовка бакалавров и инженеров по трем специальностям –

150104 – Литейное производство черных и цветных металлов;

150204 – Машины и технология литейного производства;

150206 – Машины и технологии высокоэффективных процессов
обработки.
2.
Подготовка специалистов высшей квалификации (к.т.н.).
Результат – многие предприятия сегодня обеспечены
квалифицированными специалистами (АВТОВАЗ, Прогресс, СМЗ,
Кузнецов, Вершина, СамЛит и др.).
Однако имеются проблемы и на кафедре:
 низкие зарплаты преподавателей;
 молодые кадры также уходят;
 мало нового оборудования в лабораториях.
Такая ситуация на всех кафедрах России!!!
Резюме: Нужна отдельная Программа по подготовке кадров или
развернутая Подпрограмма в общей Программе.
19
Предыстория идеи создания Программы (рис. 4).
1
2
3
4
Письмо
Никитина В.И.
губернатору.
Август, 2012
Встреча
специалистов
Минпромтех с
Никитиным В.И.
Октябрь, 2012
Предложение
министра
Безрукова С.А. на
формирование
Программы.
Октябрь, 2012
Совещание
членов СО
РАЛ. Сбор
проектов.
Ноябрьдекабрь, 2012
7
6
5
Проведение V
совещания
«ВНиЛМП».
24.04.2013
Подготовка и
рассылка писем
участникам проектов
и на предприятия.
Март-апрель, 2013
Формирование
секции НТС
Минпромтех.
Январь-апрель,
2013
Формирование Программы по развитию литейного производства на
период 2014-2020 гг.
май-октябрь, 2013 г.
20
4.1. Структура предлагаемой Программы.
ПРОГРАММА
Подпрограмма 1
Подпрограмма 2
Подпрограмма 3
Подпрограмма 4
Подпрограмма 5
Технологический аудит
Научные разработки.
Подготовка
Создание новых
Расширение
литейных производств.
Инновационные
Разработка
технологии.
высококвалифицированных производств и рабочих
специалистов.
мест.
рекомендаций.
производства.
Совершенствование
технологий.
УЧАСТНИКИ ПРОГРАММЫ
СамГТУ
ОАО «КУЗНЕЦОВ»
СГАУ, МАТИ
СамГТУ
ВлГУ, УрФУ
СО РАЛ
ВИАМ
РАЛ
СПбГТУ
ООО «ТЛМЗ»-«АКРОН»
СамГТУ
ЗАО «АЛМЕТ»
ОАО «ВЦМ»
ООО ПКФ «Вершина»
ФТИМС
ОАО «АВТОВАЗ»
ОАО «Салют»
ОАО «Гидроавтоматика»
ООО «СамЛит»
ООО «СЗТЛ»
ТТУ, УГАТУ
5-6 проектов
17
5
10
23
Всего (на 15.04.13 г.) ~60 предложений и проектов
Участники: Предприятия
– 13-15
ВУЗы
– 10
НИИ
–1
Общественные организации - 2
21
4.2. Проекты СамГТУ - СО РАЛ.
Подпрограмма 1:
 Разработка методики проведения технологического аудита (ТА).
 Разработка планов ТА для разных предприятий.
 Проведение ТА для предприятий-участников Программы.
Всего ~ 5-6 проектов.
Подпрограмма 2:
 Технологии комплексного рециклирования солевых
алюминиевых шлаков.
 Технологии получения наноструктурированных металлических
модификаторов.
 Технологии генной инженерии в цветных и черных сплавах.
 Разработка концепции подъема технологий алюминиевого литья
до уровня 6-го уклада.
 Технологии применения процессов СВС для получения литых
композитов.
 Технологии плазменной сварки сталей и цветных сплавов.
 Создание предприятия по выпуску уникальной наукоемкой
продукции.
Всего ~ 7-9 проектов
22
Подпрограмма 3:
 Развитие Центра литейных технологий в
СамГТУ.
 Повышение квалификации преподавательских
и научных кадров кафедры ЛВТ СамГТУ.
 Увеличение количества бюджетных мест до
20-25 чел. по направлениям кафедры Машиностроение (2 профиля), Металлургия (1
профиль).
 Создание музея истории металлургии и литья
на базе кафедры ЛВТ СамГТУ.
Всего ~ 5 проектов.
23
4.3. Основные Проекты других ВУЗов.
1.



2.



3.

Проекты МАТИ (г. Москва):
создание современного производства литья Tiсплавов;
создание современного производства литья Mgсплавов;
создание современного производства литья
жаропрочных сплавов.
Проекты ВлГУ (г. Владимир):
разработка технологии получения АМКС (совместно с
СамГТУ);
разработка технологии литья Mg-сплавов
повышенной чистоты;
разработка технологии литья магнитных сплавов.
Проект УрФУ (г. Екатеринбург):
демпферы из пористого литого Al (совместно с
СамГТУ).
24
4.


5.

6.

Проекты ФТИМС (г. Киев):
внедрение технологий вакуумноплазменной обработки жидких сплавов
(совместно с СамГТУ);
внедрение технологий плазменноиндукционной плавки (совместно с
СамГТУ).
Проект СПбГПУ (г. Санкт-Петербург):
применение УЗО при получении
наноструктурных АМКС (совместно с
СамГТУ).
Проект УГАТУ (г. Уфа):
внедрение технологий быстрого
прототипирования (совместно с СамГТУ).
25
7.

8.

9.

10.

Проект ТТУ (г. Душанбе) :
внедрение технологий получения и
применения акустодемпфирующих Alсплавов (совместно с СамГТУ).
Проект СГАУ (г. Самара) :
разработка технологии МИО Al-расплавов.
Проект СО РАЛ (г. Самара) :
разработка мероприятий по повышению
экологической безопасности в литейнометаллургическом производстве.
Проект СГАУ, ОАО «КУЗНЕЦОВ», ВИАМ,
СамГТУ (гг. Самара, Москва):
организация отраслевой научной
лаборатории на предприятии ОАО
«КУЗНЕЦОВ».
Всего ~15 проектов.
26
4.4. Подпрограмма 4 – создание новых
производств и рабочих мест.
1.


2.

3.

4.

Проекты «ТЛМЗ-АКРОН» (г. Тольятти) :
организация производства чугунного литья (~200 рабочих
мест);
организация производства катодной Cu (~200 рабочих
мест ).
Проекты (2) ЗАО «АЛМЕТ» (г. Самара) :
организация новых литейных производств по цветным
сплавам (~300 рабочих мест ).
Проект ОАО «Волгоцеммаш» (г. Тольятти) :
реконструкция производства непрерывной разливки
стальных слитков.
Проекты (4) ООО ПКФ «Вершина» (совместно с СамГТУ):
литье по ВМ; изготовление литейной оснастки;
производство наноструктурированных модификаторов;
художественное литье.
Проектов ~ 9; рабочих мест ~ 600 чел.
27
4.5. Подпрограмма 5 - Расширение
производства. Совершенствование
технологии.
1.



2.


3.





Проекты и предложения (12) ОАО «КУЗНЕЦОВ»:
разработка технологии объемного модифицирования Ni-сплавов
при ЛВМ;
внедрение технологии ЛП и ЛНД (совместно СамГТУ - СО РАЛ);
внедрение компьютерных программ (совместно с СамГТУ).
Проекты ОАО «Салют» (г. Самара):
внедрение технологии ЛП (совместно СамГТУ - СО РАЛ);
внедрение технологии ХТС и регенерации.
Проект ОАО ОАО «АВТОВАЗ» (совместно с СамГТУ):
разработка технологии литья блока цилиндров из АЛС;
производство и поставки вторичных АЛС с предприятий
Самарской области;
внедрение компьютерных программ;
сокращение металлургических потерь и рециклинг шлаков;
разработка технологии вспененного АЛС (совместно с УрФУ).
28
Проект ООО «СамЛит» (совместно с СамГТУ):

внедрение технологии чугунного литья по ГМ.
5.
Проект ООО «Самарский завод технического
литья»(г. Самара) :

модернизация оборудования и технологии
стального литья.
6.
Проект ОАО «Гидроавтоматика» (г. Самара) :

организация участка стального литья по ВМ.
По Подпрограмме 5 ожидается создание 50-60 рабочих
мест.
Общее число рабочих мест ~ 700-750 чел.
Многие предприятия еще не выразили свое отношение
к Программе (Авиакор, Металлист-Самара, АлкоаСМЗ и др.).
Резюме: Имеется пакет инновационных проектов.
Необходима специальная Программа.
4.
29
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Уровень литейных технологий на всех предприятиях –
вчерашний день!
Уничтожены все НИИ в литейной отрасли.
Литейная отрасль – в стадии стагнации (наука,
оборудование, кадры, объемы производств).
Региональные и федеральные правительства – не
решают проблемы заготовительного производства.
В Самарской области еще сохранились литейные
мощности и кадры – АВТОВАЗ, КУЗНЕЦОВ, СамЛит и др.
Научная работа, подготовка кадров обеспечивается
литейной кафедрой СамГТУ и членами СО РАЛ.
С целью координации действий по развитию литейной
отрасли при НТС Минпромтех Самарской области создана
секция «Инновационные технологии литейнометаллургических производств (сегодня состоится 1-ое
заседание).
Состав секции – 12 человек (нужны еще кандидатуры);
руководитель секции – Никитин В.И.
30
При разработке проектов следует учитывать
идею Технологической платформы «Материалы
и технологии металлургии» (Каблов, ВИАМ,
2010 г.).
10.
Представленные проекты предлагается взять за
основу региональной Программы «Развитие
литейно-металлургического производства в
Самарской области на период 2014-2020 гг.
11.
Необходимо объединить усилия государства,
науки и бизнеса при выработке приоритетов
долгосрочного научно-технологического
развития литейной отрасли и машиностроения.
От лозунгов и слабых дискуссий → к разработкам и
внедрению отечественных инновационных
технологий!
9.
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!
31