Получение и применение сплавов на основе Ni - Zr

С 1998 г. Институт металлургии возглавляет  академик Л.И.Леонтьев. При сохранении и развитии сложившейся к этому времени тематики, возникли новые научные задачи, в связи с которыми был проведен ряд изменений в структуре Института. В 2001 году организован Южно-Уральский филиал ИМЕТ, включающий учёных Челябинска и Магнитогорска и направленный на решение комплекса проблем по освоению поликомпонентных железорудных месторождений Южного Урала.

Проводится  укрепление материально-технической  базы Института – оснащение лабораторий  современным оборудованием в  связи с усилением материаловедческого направления ряда работ. Самое пристальное внимание обращено на инновационную составляющую деятельности Института.

В 1998 году по инициативе Института металлургии  был учреждён Инновационно-технологический центр (ИТЦ) «Академический», научным руководителем которого является директор Института академик Л.И.Леонтьев. Главной целью деятельности ИТЦ является практическая реализация научных разработок институтов УрО РАН путём привлечения к этой работе малых предприятий, работающих в научно производственной сфере. Институтом, совместно с ИТЦ «Академический», с привлечением средств инвесторов (научно-производственных фирм) завершено строительство и сдана в 2004 г. Государственной комиссии первая очередь специального конструкторского бюро технологий химико-металлургического профиля. Для дальнейшего развития и расширения инновационной деятельности в 2003 году при участии ИМЕТ и ИТЦ «Академический» создан «Уральский центр трансфера технологий», призванный осуществлять коммерциализацию результатов научных исследований и разработок.

Сегодня в 8 научных подразделениях Института работают 250 человек, из них 125 научных работников, в том числе 2 академика, 2 член-корреспондента РАН, 26 докторов и 60 кандидатов наук. Свыше 150 изобретений Института использованы в народном хозяйстве. Высокая квалификация сотрудников и имеющееся приборно-аналитическое оборудование позволяют выполнять исследования на современном научном уровне, активно участвовать в выполнении проектов Государственных и академических научно-технических программ, разрабатывать важнейшие теоретические и технологические аспекты современной металлургии. 

Лаборатория статики и кинетики процессов

Зав. лабораторией – д.физ.-мат.н. Фишман А.Я.

Организована  в 1930 г. чл.-корр. АН СССР Чуфаровым Г.И.

Основные  направления исследований:

• Создание новых перспективных оксидных материалов (ферриты, манганиты, алюминаты, титанаты, ванадаты, хромиты, высокотемпературные сверхпроводники) со структурами шпинели, граната и перовскита и изучение их физико-химических свойств;
• Разработка гипотезы физико-химических аспектов локального и кооперативного эффектов Яна-Теллера в оксидных системах, содерхащихян-теллеровские катионы;
• Теоретические исследования кинетических, термодинамических, магнитных, структурных и диэлектрических свойств оксидных, металлических и других систем в условиях перестройки фазовых состояний: структурного, магнитного, зарядового;
• Комплексная переработка полиметаллического (в том числе нетрадиционного) сырья.

 

Группа  советника РАН, академика  Н.А.Ватолина

Научный руководитель – академик РАН Ватолин Н.А.

Организована в 2003 г.

Основные  направления исследований:

• Развитие квантово-статистических методов и и моделей расчёта концентрационной зависимости термодинамических свойств сплавов в кристаллическом, жидком и аморфном состояниях;
• Изучение физико-химических свойств и строения металлических, оксидных и солевых расплавов с использованием моделей жидкого состояния;
• Количественный компьютерный неизотермический физико-химический анализ процессов кристаллизации многокомпонентных расплавов железа, содержащих C,O,S,N,Hи др. легирующие добавки, с учётом взаимодействия жидких и твёрдых фаз, химических реакций между компонентами, давления и формирования структуры слитка в изложнице при непрерывной разливке;
• Термодинамическое моделирование и прогнозирование взаимодействий в многокомпонентных гетерофазных неорганических системах и формирование банка данных;
• Развитие методов компьютерного моделирования для описания процессов формирования в экстремальных условиях затвердевания расплавов и конденсации паров поликомпонентных металлических систем при активирующем воздействии водорода.

 

Лаборатория физической химии  металлургических расплавов

Зав. лабораторией – чл.-корр. РАН пастухов Э.А. Организована в 1960 г. д.т.н. Лепинских Б.М.

Основные  направления исследований:

• Изучение и применение электрофизических и электрохимических методов для интенсификации металлургических процессов и улучшения качества металлов;
• Экспериментальное определение термодинамических функций смешения жидких металлов;
• Исследование влияния обработки металлических расплавов низкочастотными акустическими колебаниями в режиме кавитации на структуру и свойства литого металла.

 

Лаборатория металлургии черных металлов

Зав. лабораторией – д.т.н. Шешуков О.Ю. Организована в 2008 г. в результате объединения лабораторий пирометаллургии восстановительных процессов и металлургии стали и ферросплавов 

Основные направления  исследований:

• Разработка теоретических основ и схем безотходной комплексной переработки полиметаллического железорудного сырья Урала (бурохромистые и окисленные никелевые руды Серовского месторождения, карбонатные руды Бакальского месторождения, титаномагнетиты Качканарского, Копанского и Медведевского месторождений);
• Создание, совершенствование и использование математических моделей для анализа и оптимизации разрабатываемых и используемых в промышленности пирометаллургических схем переработки железорудного сырья.
• Изучение физико-химических свойств и взаимодействия металлических и оксидных систем сталеплавильного производства; разработка технологий раскисления, рафинирования и легирования стали;
• Создание новых комплексных ферросплавов для микролегирования и модифицирования стали и чугуна (определение физико-химических характеристик ферросплавов, выбор рационального состава, разработка технологий производства);
• Металлургическая оценка марганцевых, хромовых и никельсодежаших руд уральских и российских месторождений.

 

Лаборатория электротермии восстановительных  процессов 

Зав. лабораторией – д.т.н. Кожевников Г.Н. Организована в 1958 г. д.т.н. Микулинским А.С.

Основные направления  исследований:

• Изучение взаимосвязи между элекрическими и физико-химическими параметрами процессов получения металлов и сплавов электотермическим методом;
• Развитие основ алгоритмического и программного обеспечения принципиально новой системы автоматизированного контроля и управления (по текущему состоянию) процессами выплавки ферросплавов, кремния, карбидов кальция и кремния и др.);
• Исследование роли промежуточных фаз и соединений в процессах восстановления металлов и сплавов;
• Разработка методов инфракрасной спектроскопии расплавов при температурах до 1000
• Изучение кинетики и термодинамики высокотемпературных процессов восстановления, окисления и сульфидирования соединений рассеянных редких элементов (германия, галлия и др.) в гетерогенных системах, содержащих металлические, оксидные, сульфидные соединения и расплавы чёрных и цветных металлов;
• Разработка технологических схем комплексной переработки минерального техногенного сырьяс попутным извлечением рассеянных редких металлов.

 

Лаборатория пирометаллургии  цветных металлов

Зав. лабораторией – д.т.н. Селиванов Е.Н. Организована в 1937 г. д.т.н. Диевым Н.П.

Основные направления  исследований:

• Создание научных основ комплексного использования полиметаллического сырья, содержащего цветные и редкие металлы (изучение термодинамики и кинетики реакций, лежащих в основе химии и технологии получения этих металлов, параметров разделения оксидно-сульфидных и металлических систем);
• Разработка нетрадиционных технологий селекции элементов для комплексной переработки сырья цветных и редких тугоплавких металлов.

 
 

Лаборатория аналитической химии

Зав. лабораторией – д.х.н. Шуняев К.Ю. Организована в 1938 г. Сырокомским В.С.

Основные направления  исследований:

• Химико-аналитическое обеспечение научно-исследовательских работ Института, проведение анализа оксидных и металлических материалов.

Используемые  методы анализа:

• Гравиметрический;
• Титриметрический;
• Фотометрический;
• Электролитический;
• Ионометрический;
• Абсорбционный (анализаторы фирм «LECO» и «Strohlein»);
• Атомно-абсорбционный (спектрометр Z-8000 фирмы «Hitachi»);
• Атомно-эмиссионная спектроскопия (спектрометр «Spectroflame» с индуктивно связанной плазмой, одновременное определение до 40 элементов).

 

  Лаборатория порошковых, композиционных и наноматериалов 

    В 2008 году в результате объединения  трех лабораторий - порошковой, газофазной и математического моделирования металлических, оксидных и солевых систем была организована лаборатория порошковых, композиционных и наноматериалов, которую возглавил д.физ.-мат.н  Гельчинский Борис Рафаилович.

    Основные  направления исследований лаборатории: развитие физико-химических основ и  разработка технологий получения металлических  порошков, композиционных материалов и покрытий на их основе с использованием поликомпонентных природных систем, продуктов металлургического передела и техногенных отходов.

    В настоящее время в лаборатории  ведутся следующие разработки: 

• получение порошка железо-фосфор для периклазоуглеродистых огнеупоров - технология производства порошка железо-фосфор включает операции дробления и измельчения феррофосфора с выделением продукта заданной фракции (до 3 мм).

 

• изготовление  порошков с магнитно-мягкими свойствами - технология получения порошка с  магнитно-мягкими свойствами включает следующие операции: выщелачивание  железа из металлизированного сырья, кристаллизацию солей железа, перекристаллизацию раствора с отделением примесей в нерастворимый  остаток, сушку соли железа и восстановление железа из его хлорида.

 

• порошок для  цинконаполненных покрытий и технология его получения - предложен состав порошка для цинконаполненных покрытий и технология его получения. Состав предполагает частичную замену цинка на порошок железо - фосфор. Технология включает совместное измельчение порошков цинка и железо-фосфор с получением композиционных частиц с размером до 10 мкм.

 

• установка для получения металлических  порошков и  дроби - установка применяется  для производства порошков и дроби. Дробь стальная и чугунная используется при обработке поверхности под  покрытия и очистке литья от заусенцев, а также при суспензионной  разливке металла и раскислении в качестве балластного наполнителя. Гранулы из  ферросплавов применяют для легирования расплавов при производстве сталей. Порошки на основе железа используются для получения изделий, нанесения покрытий, при сварке и наплавке. Новизна установки заключается в оригинальном способе получения порошков и дроби. В отличие от отечественных и зарубежных, предлагаемая установка позволяет регулировать средний размер частиц, их морфологию, микроструктуру и физико-технологические свойства. Главные преимущества: установка снабжена форсуночным узлом, позволяющим получать частицы от 50 до 3000 мкм. Классификатор частиц по размерам выполнен в прямоточном варианте, что существенно сокращает время рассева и энергоемкость оборудования. Установка получения порошков и дроби компактна, легко перенастраивается с одного вида продукции на другой, позволяет получать порошки и гранулы черных и цветных металлов и их сплавов с минимальными энерго- и трудозатратами.

 

• установка для получения металлических  порошков и гранул в инертной атмосфере - установка   применяется для  производства порошков и гранул цветных  металлов и легированных сталей методом  распыления расплавов в инертной атмосфере.  Порошки используются для изготовления изделий, нанесения  покрытий, при сварке и наплавке, для изготовления фильтрующих элементов. Новизна заключается в унификации установки при получения порошков и гранул в инертной атмосфере.