Transcript (ЭкоТех).
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех). Интеграция науки и образования в горно-металлургической отрасли Травянов А.Я. Директор института [email protected] Структура института ЭкоТех Кафедры Структура института ЭкоТех Кафедры Структура института ЭкоТех Лаборатории и центры Межотраслевой учебно-научный центр утилизации химических источников тока Центр ресурсосберегающих технологий переработки минерального сырья Научно-производственный центр обработки металлов давлением Инновационный научно-учебный центр «Ромелт» Лаборатория деформационнотермических процессов Структура института ЭкоТех Технопарк в УНПБ «Теплый стан» Учебно-производственный комплекс кафедры МСиФ Учебно-производственный комплекс кафедры ТЛП Учебно-производственный комплекс кафедры ТОТП Учебно-производственный комплекс кафедры ТЭМП ЭкоТех сегодня Лаборатории и центры современная аналитическая база по исследованию структуры на • нано• микро• макроуровне уникальная база оборудования по исследованию технологических и структурных свойств материалов • металлических • керамических • композиционных • тонокопленочных • порошковых ЭкоТех сегодня Ресурсосберегающие технологие переработки минерального сырья Минералогический комплекс объединяет сканирующий электронный микроскоп и энерго-дисперсионную рентгеновскую спектрометрию Элементный анализ жидких проб Энерго-дисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр ЭкоТех сегодня Металлургия черных металлов Металлургия цветных металлов ЭкоТех сегодня Теплотехнические измерения в металлургии Аналитический и экоаналитический контроль ЭкоТех сегодня Технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Импакт-тестер Оптический эмиссионный спектрометр тлеющего разряда Атомно-силовой микроскоп Анализатор субмикронных частиц Направления подготовки Подготовка бакалавров по направлениям 150400 – «Металлургия» Мировой рынок сырья и металлов Металлургия техногенных и вторичных ресурсов Технология минерального сырья Теплофизика металлургических процессов Технология литейных процессов Металлургия цветных, редких и благородных металлов Металлургия черных металлов Трубное производство Обработка металлов и сплавов давлением Металловедение цветных, редких и драгоценных металлов Функциональные материалы и покрытия Направления подготовки Подготовка бакалавров по направлениям 151000 – «Технологические машины и оборудование» Гидравлические системы технологического оборудования Металлургические машины и оборудование Технологические машины обработки металлов давлением Машины и агрегаты трубного производства Инжиниринг технологического оборудования 220400 – «Управление в технических системах» Локальное управление процессами в технических системах 221400 – «Управление качеством» Менеджмент на основе качества Направления подготовки Подготовка бакалавров по направлениям 221700 – «Стандартизация и метрология» Стандартизация и сертификация 280700 – «Техносферная безопасность» Защита окружающей среды Безопасность технологических процессов и производств 100700 – «Торговое дело (коммерция)» Коммерция на рынке цветных и драгоценных металлов 261400 – «Технология художественной обработки материалов» Направления подготовки Подготовка магистров по направлениям 150400 – «Металлургия» Технология минерального сырья Технологический менеджмент в производстве черных металлов Технологический менеджмент в производстве цветных металлов Металлургия техногенных ресурсов Безотходная ресурсосберегающая технология получения порошковых материалов и изделий современной техники Направления подготовки Подготовка магистров по направлениям 150400 – «Металлургия» Обработка металлов давлением Технология прокатных производств Инжиниринг металлургического оборудования и технологий Теплотехника металлургических процессов Металловедение цветных и драгоценных металлов Жидкофазные технологии соединения материалов Современные методы исследования материалов и процессов чёрной металлургии Направления подготовки Подготовка магистров по направлениям 150400 – «Металлургия» Инновационные литейные технологии Инновационные технологии трубного производства Инновационные технологии сталеплавильного производства Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза Направления подготовки Подготовка магистров по направлениям 150400 – «Металлургия» Функциональные и наноструктурные материалы Керамические и композиционные материалы Материалы для ядерной энергетики и авиационнокосмической техники Методы получения и аттестации наноструктурных покрытий и функциональных поверхностей Multicomponent nanostructured coatings. Nanofilms Направления подготовки Подготовка магистров по направлениям 151000 – «Технологические машины и оборудование» Гидравлические системы технологического оборудования Инжиниринг машин, агрегатов и процессов Научные разработки (инновации) Экспериментальное производство (опытнопромышленное опробование) Серийное производство (внедрение в производство) Образовательный процесс Связь инновационной деятельности с образовательным процессом Перспективные научные направления, реализуемые в ЭкоТех Комплексные технологии обогащения руд черных и цветных металлов Высокоэффективные технологии в металлургии цветных, редких и благородных металлов, процесс Ванюкова Ресурсосберегающие технологии получения чугуна, стали и ферросплавов. Новые сплавы цветных металлов, физическое моделирование термомеханических процессов Перспективные научные направления, реализуемые в ЭкоТех Энергоэффективные технологии и термическое оборудование на металлургических предприятиях Технологии пластической деформации металлов Новые технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Эффективная утилизация металлургических отходов Компьютерные литейные технологии при производстве высокоточных сложнофасонных деталей Комплексные технологии обогащения руд черных и цветных металлов Виды выполняемых работ на стадии разведки, утверждения и освоения запасов, модернизации производств Экспрессная технологическая оценка промышленной извлекаемой ценности рудных и россыпных месторождений, рудопроявлений и техногенных образований Разработка технологических регламентов и ТЭО разведочных кондиций Исследование и разработка комбинированных обогатительногидрометаллургических схем извлечения цветных и благородных металлов из труднообогатительных руд и продуктов обогащения Разработка и внедрение нового флотационного и гравитационного оборудования Технологическое сопровождение проектирования и пуска объекта, вывода его на режим стабильной работы Комплексные технологии обогащения руд черных и цветных металлов Разработка обогатительных и комбинированных с гидрометаллургией технологий для любого труднообогатимого сырья Разработка технологий основывается на особенностях минерального состава сырья В работе используется традиционный микроскопический и новейший аппаратурный минералогический анализ Накоплен значительных опыт реализации инновационных проектов с предприятиями Республики Казахстан Высокоэффективные технологии в металлургии цветных, редких и благородных металлов Решение проблем комплексного использования сырья Гидрометаллургические технологии извлечения цветных металлов в производстве молибдена, вольфрама, меди и никеля Переработка низкосортных вольфрамитовых концентратов (5…10% WO3), бедных молибденитовых концентратов (10…20% Мо), некондиционных продуктов обогащения вольфрамовых концентратов (до 30% WO3), получаемых при обогащении руд Коктенкольского месторождения Опробование и внедрение на Казахских предприятиях (в Жезказгане и в Балхаше) технологий переработки 25…35% сульфидных медных концентратов, исключающих образование и выделение в атмосферу сернистых газов Двухкамерная печь Ванюкова (ПВ) для переработки окисленных никелевых руд Цели реализации проекта Переработка окисленных никелевых руд с получением ферроникеля или никелевого штейна Экономия топливноэнергетических ресурсов Охрана окружающей среды Экологическая безопасность Схема ПВ для переработки ОНР Преимущества процесса Ванюкова Отсутствие специальной подготовки руд к плавке Возможность переработки горячей прокалённой (за счет тепла отходящих газов плавки) руды Используется любой вид углеродистого топлива (природный или сжиженный газ, энергетический уголь, жидкое топливо и другие горючие материалы, например, резина), при полном отказе от использования кокса! Пылевынос из печи не превышает 1 % от массы шихты Извлечение никеля в целевой продукт – не менее 90 % Небольшой объём отходящих газов Продолжительность кампании печи составляет от 3 и более лет Процесс универсален, позволяет вести плавку как на ферроникель, так и на никелевый штейн в одной и той же печи Ванюкова без изменения ее конструкции Высокая степень механизации и автоматизации технологического процесса плавки Переработка свинцового сульфидного и вторичного сырья в печи Ванюкова Цели реализации проекта Комплексная переработка различных материалов: свинцовых и свинцово-цинковых сульфидных концентратов, полупродуктов металлургического производства и вторичного сырья, с высоким извлечением ценных компонентов в товарную продукцию Экономия топливноэнергетических ресурсов Охрана окружающей среды Экологическая безопасность Схема печи Ванюкова для переработки свинцового сырья Удельная производительность по шихте – 90…100 т/(м2·сут) Извлечение в черновой свинец: Свинца – 99 % Золота – 99 % Серебра – 98 % Содержание Pb в шлаке – 1…3 % Содержание SO2 в отходящем газе – 20…24 % Преимущества процесса Ванюкова для переработки свинцового сырья Высокая удельная производительность Возможность использования дешевого вида топлива Универсальность – возможность осуществления окислительных и восстановительных процессов Простая подготовка шихты к плавке Простая, долговечная и надежная конструкция печи Легкая управляемость, возможность автоматизации процесса плавки Низкая капиталоемкость Экологическая безопасность Процесс Ванюкова для утилизации промышленных и бытовых отходов Цели реализации проекта Утилизация широкого спектра твердых промышленных и бытовых отходов с получением в качестве продуктов экологически безопасных газов и шлака Охрана окружающей среды Обеспечение экологической безопасности Схема печи Ванюкова для утилизации промышленных отходов и ТБО Преимущества процесса Ванюкова для утилизации отходов Высокая удельная производительность Возможность использования одного и того же агрегата для утилизации различных видов отходов Незначительные затраты углеродистого топлива При утилизации негорючих отходов, для работы печи подходит любое из доступных видов топлива – каменный уголь, мазут, природный газ Малый объем отходящих газов Низкие затраты на подготовку отходов к утилизации Выделение металлов, содержащихся в отходах, в самостоятельный продукт, а неметаллических компонентов в другие виды товарной продукции Ресурсосберегающие технологии получения чугуна, стали и ферросплавов Технология РОМЭЛТ Постановлением правительства Республики Казахстан № 1144 от 30 октября 2010 г. утверждена «Программа по развитию горно-металлургической отрасли на 2010-2014 годы» Среди основных инвестиционных проектов: «Создание 2-х заводов по выплавке жидкого чугуна из железорудного сырья производительностью по 300 тыс. тонн чугуна на базе инновационной технологии Ромелт (РФ) в 2 регионах Казахстана» (раздел «Нишевые проекты») Ресурсосберегающие технологии получения чугуна, стали и ферросплавов Технология РОМЭЛТ Цели проекта для Республики Казахстан: 1. Решить проблему дефицита металлолома за счет подачи в сталеплавильные агрегаты чугуна, выплавленного по технологии Ромелт 2. Вовлечь в производство неиспользуемые бедные руды 3. Осуществить переработку отходов черной и цветной металлургии и улучшить экологическую обстановку в регионе 4. Произвести электроэнергию, используя местные дешевые энергетические и бурые угли Ресурсосберегающие технологии получения чугуна, стали и ферросплавов Ресурсосберегающие технологии. Дуговая плавка на постоянном токе Достигается снижение расхода электроэнергии на 10 % Возможны процессы удаления вредных примесей (фосфора, серы и др.) в газовую фазу в ходе самой плавки Высокая управляемость процессом Отсутствие металлокоролька в отвальных шлаках Ресурсосберегающие технологии получения чугуна, стали и ферросплавов Анализ и оптимизация выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи снижение расхода электроэнергии на 2-3 % снижение времени работы под током на 3-4 % уменьшение расхода электроэнергии и огнеупоров примерно на 2-3 % W, кВт·ч/т Новые сплавы, физическое моделирование термомеханических процессов Основные направления обучения в рамках выполняемых научно-исследовательских работ новые технологичные алюминиевые сплавы сверхпластичность металлических материалов новые композиционные материалы на основе сплавов цветных металлов моделирование структуры и свойств металлических материалов Основные направления научно-исследовательской деятельности проведение структурных исследований металлических материалов определение технологичности металлических материалов в процессе термодеформационной обработки определение механических свойств материалов в разных температурно-скоростных условиях деформации моделирование эволюции структуры и свойств материалов при термодеформационной обработке Новые сплавы, физическое моделирование термомеханических процессов Оборудование, используемое в процессе обучения Современное оборудование для выплавки, термической, деформационной обработки, пробоподготовки Современное оборудование для структурных исследований Современное оборудование для определения механических и физических свойств Комплекс физического моделирования термомеханических процессов Gleeble 3800 Подготовка уникальных специалистов для физического моделирования Термической и термомеханической обработки Горячей прокатки, ковки, экструзии Плавления и кристаллизации Разливки металла Стыковой контактной сварки Непрерывного отжига Термо- и механоциклирования Обработки в квазиравновесном двухфазном состоянии Спекания порошковых материалов Энергоэффективные технологии и термическое оборудование на металлургических предприятиях Выполняемые работы Разработка и внедрение технологий, обеспечивающих гарантируемые высокоточные показатели термообработки на всех стадиях процесса от нагрева заготовок под пластическую обработку с последующими промежуточными термообработками до чистовой термообработки готового изделия с компьютерной паспортизацией всех стадий технологического процесса Энергоэффективные технологии и термическое оборудование на металлургических предприятиях Объекты внедрения Промышленные нагревательные и термические печи высокоточного нагрева, предназначенные для термообработки ответственных изделий машиностроительного и металлургического комплекса. Технические характеристики Гарантируемые высокоточные показатели термообработки по рабочему объёму на всех стадиях процесса нагрева заготовок, технологии малоокислительного нагрева, технологии ступенчатого сжигания топлива, технологии использования вторичных энергоресурсов, информационные технологии. Снижение угара металла до 80%, снижение расхода топлива до 40%, устранение человеческого фактора (полная автоматизация процессов термообработки), компьютерное документирование. Технологии пластической деформации металлов ТЕХНОЛОГИЯ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ТРУБ НА МИНИ ТПА Технологии пластической деформации металлов Радиально-сдвиговая прокатка Новые технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Направления научных работ Разработка и синтез конструкционных и инструментальных, металлических, керамических и металлокерамических материалов и покрытий, дисперсно-упрочненных наночастицами Физикохимия межфазных явлений, технологии высокотемпературных композиционных материалов на основе тугоплавких металлов, соединений и углерода, методы защиты этих материалов от воздействия агрессивных сред, разработка конструкционных и функциональных материалов на основе углерода общетехнического и специального назначения Разработка новых твердых сплавов и оксидной керамики, создание технологий производства изделий инструментального и конструкционного назначения Новые технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Направления научных работ Разработка технологий получения высокопористых порошковых материалов и изделий, в том числе из никеля, модифицированного добавками алюминия, пористого алюминия и др. Разработка функциональных наноструктурных тонких пленок и покрытий (сверхтвердых, биосовместимых, жаростойких, коррозионностойких, резистивных) методами магнетронного напыления, ионной имплантации, импульсного лазерного осаждения, импульсного электроискрового осаждения, термореакционного электроискрового упрочнения Новые технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Электроискровое нанесение покрытий Рост срока службы … … на 80% … на 50% … на 300% Новые технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Компрессорные лопатки газотурбинного двигателя (ГТД) Ti-, Ni- сплавы нс-покрытие Новые технологии порошковой металлургии и функциональных покрытий Титановые клапаны двигателя внутреннего сгорания для спортивных автомобилей «F-1» и мотоциклов торец Результаты испытаний клапанов Ti- сплав нс-покрытие Ti- сплав фаска без покрытия с нс-покрытием Порошковая металлургия и функциональные покрытия в машиностроении Опытно-экспериментальный участок ионно-плазменного осаждения функциональных наноструктурных покрытий Комплекс дуального импульсного магнетронного распыления "Unicoat 900" с 4-мя планарными магнетронами и ионным источником Комплекс магнетронного распыления UDP850/4 Teer, UK с 4мя планарными магнетронами Эффективная утилизация металлургических отходов Предлагаемые технологии переработка красных шламов технологии извлечения в товарную продукцию техногенного сырья цветных, редких и благородных металлов. переработка отработавших свой срок молибденсодержащих катализаторов гидроочистки бензина от сернистых соединений. утилизация шлаков меднолитейных производств. Технологии рафинирования меди и медных сплавов и утилизация медно-литейных шлаков Предлагаемые технологии Технология получения бескислородной меди с содержанием кислорода ≤ 0,0005 % Технология окислительного рафинирования меди и медных сплавов от примесей Al, Si, Fe, Cr и др. Технология интерметаллидного рафинирования латуней от примесей Pb, Bi, As и др. Технология дегазации медных расплавов продувкой высокоскоростной струей инертного газа Технология фильтрационного рафинирования меди и медных сплавов от неметаллических включений Технология утилизации медно-литейных шлаков методами пирометаллургической переработки Компьютерные литейные технологии при производстве высокоточных сложнофасонных деталей Разработка компьютерной модели отливки и моделирование процессов литья Литая деталь «Корпус опоры» для двигателя вертолета ВК 2500 Компьютерные литейные технологии при производстве высокоточных сложнофасонных деталей Проектирование и изготовление литейной формы методом трёхмерной печати и ХТС Проектирование и изготовление оснастки на станке с ЧПУ Компьютерные литейные технологии при производстве высокоточных сложнофасонных деталей Заливка формы металлом. Финишные операции. Контроль качества: геометрии, хим. состава, свойств, структуры Институт экотехнологий и инжиниринга Спасибо за внимание! Травянов А.Я. Директор института [email protected]