Экономия в миллионы. В Омске разрабатывают уникальный прибор для металлургов
Общество  •  ИА «Омск Здесь» 23 июля 2020, 15:00  •  печать

Экономия в миллионы. В Омске разрабатывают уникальный прибор для металлургов

Научные разработки студентов Политеха рассчитаны на практическое применение в промышленности.

"Омск Здесь" запускает новый спецпроект - 20Х20. В нём мы расскажем о двадцати юношах и девушках - молодых, амбициозных и талантливых омичах, которые, на наш взгляд, олицетворяют будущее города, региона, страны. Да и настоящее они уже формируют.

Сегодня мы расскажем вам о двух студентах ОмГТУ, которые занимаются наукой и хотят внедрить результаты исследований на реальном производстве.

Яна Веприкова, студентка 2 курса факультета элитного образования и магистратуры по направлению "Электроника и наноэлектрика". Победитель программы финансовой поддержки молодых учёных "УМНИК-2018", финалист конкурса инновационных проектов в сфере технологий для машиностроения. У Яны более 15 публикаций в ведущих международных профильных журналах.

- Расскажите, над каким проектом вы работаете?

- Моя научная деятельность направлена на измерение температур расплавов в металлургии. Эта тема весьма актуальна. Измерение твёрдых тел уже давно освоено и не составляет особых проблем. А задача точного измерения температуры расплавов до сих пор не решена. Сейчас температуру расплавов измеряют двумя способами: при помощи термопары и на глаз. Минус первого способа в том, что датчик, помещённый в расплав, инерционен и может выдавать значения температуры в течение 10 секунд, а за это время может произойти всплеск температуры, и сырьё потеряет необходимые свойства. Второй вариант тоже ненадёжен. Определять температуру на глаз могут только опытные металлурги, делают они это по блеску плёнки, которая образуется на расплаве при нагревании. Правда, ошибиться может даже специалист с большим стажем, а молодые сотрудники и вовсе не смогут определять температуру таким способом.

При неточном измерении температуры расплавов возможен недогрев или перегрев. В некоторых моментах это ещё не так критично, там возможна переплавка. А если сплавы дорогостоящие, например, для авиаконструирования или стоматологической промышленности, где очень важно качество материалов и их свойства, то желательно точное измерение температур, чтобы уменьшить количество брака и улучшить качество будущих деталей, которые изготавливаются из расплава.

Но есть множество помех, которые пока не позволяют достоверно измерить их температуру обычным пирометром (прибор для бесконтактного измерения температуры наблюдаемых тел). Контактное измерение тоже не подходит, так как оно длится секунд 10. За это время может произойти скачок температуры, а перегрев привести к браку.

Мы с научным руководителем Владимиром Андреевичем Захаренко пришли к решению, чтобы на поверхности расплава формировать полость типа модели АЧТ (абсолютно чёрного тела) с помощью тигеля или стержня, который изготовлен из оптически прозрачного материала. Затем с помощью оптоволоконного пирометра фиксируем температуру сформированной в расплаве полости. Таким образом погрешность при измерении, которую я рассчитала, составляет всего 0,1% - это очень мало. При этом быстродействие устройства составляет 1 микросекунду - это 0,000001 доля секунды. У существующих измерительных приборов, как в России, так и за рубежом погрешность составляет от 5 до 10%.

- Вы оценивали экономические потери конкретных предприятий от измерений температуры расплавов на глаз?

- Да, процент потерь от отсутствия точных измерений составляет около 5%. Деталь, изготовленная из перегретого расплава, не соответствует стандартам качества. Если получился брак, то приходится всё делать заново. А это потеря времени, энергии и денег. Для изготовления расплава тратится большое количество электроэнергии, поэтому при переплавке потери неизбежны. Возьмём крупнейший Череповецкий металлургический завод. Один килограмм расплавленного цветного металла стоит 400-500 рублей, а тонна - 450-500 тысяч. Потери предприятий из-за отсутствия или недостоверного изменения температуры расплавов оцениваются в миллионы рублей в год.

- А во сколько им обойдётся ваше оборудование, если вы выйдете на производство?

- Основная конструкция вместе с измерительным блоком - пирометром - будет стоить около 150-170 тысяч рублей. Ещё понадобятся сменные насадки ценой в пару тысяч, их нужно будет менять после каждой плавки. Замечу, что и сейчас на предприятиях детали отливаются в одноразовые формы, и обходятся они в несколько тысяч рублей. В общем, для металлургических заводов наше устройство экономически выгодное. Все измерения в автоматическом режиме будут поступать на компьютер. Конструкция имеет поворотное устройство, с помощью которого можно изменять угол ввода в расплав формообразователя. Соответственно, прибор удобно хранить, при необходимости можно будет легко его перенести от одной печи к другой.

- И на какой стадии находится ваша разработка?

- На данный момент есть макет, который нам предоставил партнёр проекта - завод АО "НПП "Эталон". Проводились пробные измерения на кафедре литья в ОмГТУ, где плавят чёрные металлы: чугун, сталь. К сожалению, из-за пандемии сроки реализации проекта сдвигаются. Надеюсь, что через 2-3 года мы уже будем серийно производить и внедрять устройство на металлургическое производство по всей России. Но ещё нужны измерения и испытания. Мы сейчас ищем другой материал для изготовления формообразователя, чтобы он выдерживал большую температуру - в районе 2000 градусов. По кварцевому стеклу, которое использовалось нами до сих пор, предел составляет 1700 градусов.

- Работы над проектом будет продолжаться на базе вуза?

- Да, планирую поступить в аспирантуру в ОмГТУ, затем хочу преподавать, делиться опытом. Студентам будет интересно со мной, и мне будет чем с ними поделиться. Хочу пожелать всем, кто учится, не тратить своё время на неинтересные вам направления. Не переступайте через себя. Занимайтесь тем, что вам по-настоящему интересно. Я параллельно буду заниматься разработкой, чтобы довести её до финала.

- Наука отнимает немало времени и сил. Что помогает вам разгрузиться, набраться сил?

- Конечно, нужна отдушина, для меня, в первую очередь, это спорт. Нравится бегать: иногда преодолеешь 10 км и чувствуешь себя лучше. Порой в голове столько информации, всё кипит, тогда и необходимо разгрузиться. Ещё люблю волейбол. Раньше занималась танцевальной аэробикой, пела в хоре.

Вячеслав Ганин, студент 4 курса энергетического института по направлению "Электроэнергетика и электротехника". Публиковался в научных журналах Австрии и Чехии. Вместе с учёными и преподавателями ОмГТУ получил патент на разработку полезной модели стабилизированного электропривода.

- Расскажите о сфере ваших научных интересов.

- Что касается патента на электропривод, то он может быть использован в системах передачи и воспроизведения информации, в обзорно-поисковых и сканирующих системах, в робототехнике. В общем, для производственных целей на различных предприятиях.

Также я готовил для публикации на английском языке в зарубежных научных журналах, например, по исследованию электрического насоса. Определял его параметры, характеристики, позволяющие оценить удобство его использования работниками на предприятии. Чтобы можно было изучить документацию на оборудование и произвести необходимые расчёты. Ещё производил расчёт параметров трансформаторной подстанции предприятия теплоэнергетики. Публикация научных статей - это не так сложно, как кажется. Главное иметь цель и желание работать, тогда всё получится. Наш вуз даёт очень хорошие возможности для студентов. К тому же за научную деятельность вуз предлагает государственную академическую стипендию в десять тысяч рублей и правительственную около шести тысяч. Можно подать документы одновременно на обе. Я получал их несколько лет. Это очень хорошее подспорье для студентов. Ну и научные работы в сообществе инженеров, а значит, у работодателей очень ценятся. Студент, заинтересованный своей будущей своей профессией, всегда будет узнавать что-то новое, проводить исследования.

- Каков ваш уровень знаний английского языка?

- Advanced - то есть уровень профессионального владения. Я неплохо знаю английский с детства. Но для публикаций в научных журналах недостаточно владеть языком на бытовом уровне говорения, нужно уметь пользоваться различными техническими словарями. Поэтому в университете мы изучаем специальные словари. Нам преподают терминологию на английском, что очень хорошо помогает. Ещё при практических исследованиях часто нужны компьютерные модели, оборудование, лаборатории, всё это есть в нашем вузе.

- Какие дальнейшие планы?

- Хочу продолжать обучаться и вести научную деятельность, в планах поступление в магистратуру. Ну и работать по своей специальности электроэнергетика. Я учился по целевому направлению на бакалавриате от омского "Трансмаша". Там же проходил учебные, производственные и преддипломную практики. На предприятии есть отдел главного энергетика, который занимается обслуживанием, обеспечением всех установок и электрооборудования. На заводе своя электрическая подстанция, которая снабжает станки и двигатели.

- Насколько я знаю, многие крупные предприятия предлагают абитуриентам поступить на целевое направление, чтобы по окончании вуза получить подготовленные кадры.

- Да, по тем по направлениям, в которых нуждаются. Я со школьной скамьи знал, чего хочу. У меня не было метаний. Когда пришёл в вуз на день открытых дверей, здесь были представители различных предприятий, я определился и заключил договор. Не пожалел, выбрав профессию инженера, окончил учёбу с красным дипломом.

- Особенно ценно, что вас ждут на предприятии сейчас, когда в условиях пандемии многим выпускникам сложнее устроиться на работу.

Да, многие студенты не знают, где они будут работать по окончании учёбы. А я и другие целевики уже знакомы с коллективом. И на предприятии, где ты уже проходил практики, чувствуешь себя в своей тарелке.

Читайте также

Комментарии
Добавить свой