Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


РОЛЬ ВЫСШЕЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ШКОЛЫ В РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Проведен анализ деятельности высшей технической школы, осуществляющей подготовку инженерных кадров для металлургических предприятий. Приведены примеры, иллюстрирующие роль вуза, его научных школ в становлении нового поколения ученых.

Становление бывшего Советского Союза как крупнейшей металлургической державы мира было неразрывно связано с развитием высшей технической школы. Так как металлургия производит основную массу конструкционных материалов для народного хозяйства и в то же время является одной из самых энергоемких и материалоемких отраслей, в период индустриализации страны и в годы послевоенного строительства существенно расширялась деятельность существовавших технических вузов и создавались новые вузы и факультеты, осуществляющие подготовку инженерных кадров для металлургических предприятий и предприятий, связанных с металлургией других отраслей индустрии.

Увеличивая выпуск инженеров, ведущие металлургические вузы, обладающие мощным кадровым потенциалом, расширяли и научно исследовательскую деятельность. Однако в научном обеспечении технического прогресса металлургии, в деле создания новых и совершенствования существующих технологий в бывшем Советском Союзе сформировалась сложная многоканальная система, в которой высшая техническая школа, казалось бы, начала утрачивать свою некогда значительную роль. Весьма показательной в этом отношении является ситуация, сложившаяся в металлургии Украины.

В послевоенные годы ряд институтов Академии наук Украины — Институт электросварки им.Е.О.Патона, Институт материаловедения, Институт проблем литья, Институт геотехнической механики — превращаются в крупные научноисследовательские центры, работающие в значительной степени на горно металлургический комплекс Украины. Здесь разрабатываются уникальные технологии — такие, например, как электрошлаковый переплав, решаются кардинальные вопросы развития порошковой металлургии, создаются сверхтвердые материалы и специальные функциональные сплавы. В то же время параллельно развиваются крупные отраслевые научно исследовательские институты — Институт черной металлургии, Всесоюзный научно исследовательский трубный институт, УкрНИИ спецсталь и другие.

В этих условиях научноисследовательская деятельность вузов, связанных с металлургическим производством, почти полностью переходит на хоздоговорные начала. Выполнение исследований по договорам с предприятиями способствовало закреплению связей втузов с промышленностью, обогащало учебный процесс конкретной проблематикой, но в то же время имело и негативные стороны. Слабое госбюджетное финансирование затрудняло развитие в вузах фундаментальных исследований, поиск нового знания, крупицы которого лежат в основе технологических разработок.

Однако ряд особенностей, присущих высшей технической школе, позволил ей не только развивать свой научнотехнический потенциал, но и обеспечить весомый вклад в создание новых технологий, оборудования и материалов. Важнейшей из этих особенностей является наличие студенческой аудитории. Сотни любознательных молодых людей, среди которых постоянно выделяются пытливые, одаренные индивидуумы, стимулируют в полнокровно функционирующем вузе творческую деятельность профессорскопреподавательского состава, постоянное обновление исследовательских возможностей кафедр и лабораторий.

Постановке фундаментальных исследований способствует также широкий спектр научных коллективов вуза, включающий естественнонаучные, общетехнические и гуманитарные кафедры. Активное привлечение к исследовательской деятельности коллективов кафедр •математики, физики, химии, физической химии, теоретической механики, информатики, экологии и других позволяет создавать комплексные бригады, временные коллективы, на учноинженерные центры, которые способны вести глубокую теоретическую и экспериментальную проработку научных основ новых металлургических технологий, что зачастую недоступно узкопрофильным исследовательским учреждениям.

Наконец, крупные, давно развивающиеся вузы обладают научнопедагогической традицией, носителем которой являются широко известные научные школы, систематически пополняемые талантливой молодежью и постоянно обогащающиеся тесными связями с выпускниками. Перечисленные особенности позволяют создать в вузе особую атмосферу научного поиска, основанную на традициях школ и органически связанную с техническим прогрессом как через подготовку специалистов нового качества, так и благодаря напряженному исследовательскому труду.

Рассмотрим это на примере одного из старейших высших технических учебных заведений — Государственной металлургической академии Украины (ДМетАУ). Подготовка инженеров для бурно развивающейся южной металлургии была начата в 1899 г. на заводском отделении Екатеринославского высшего горного училища. В 1914 г. отделение было преобразовано в металлургический факультет горного института, на базе которого в 1930 г. был сформирован Днепропетровский металлургический институт (ДМетИ), получивший в 1993 г. статус Государственной металлургической академии Украины (ДМетАУ).

Уже в первой половине века закладывается фундамент ДМетИ как будущего центра металлургической науки. У истоков этого процесса — плеяда всемирно известных ученых: академики М.А.Павлов, Л.В.Писаржевский, А.И.Бродский, А.И.Динник, Н.Н.Доброхотов. В послевоенные годы широко разворачивается деятельность научных школ, руководимых А.П.Чекмаревым, К.Ф.Стародубовым, К.П.Буни ным, С.Н.Кожевниковым, А.Д.Готлибом, С.Т.Ростовцевым, Н.Ю.Тайцем. Важно подчеркнуть, что обширная эрудиция, научноорганизаторские способности, педагогическое мастерство этих крупных, ученых обеспечивали успешную постановку проблемных исследований не только на кафедрах и ь лабораториях вуза, но и в отраслевых и академических институтах Приднепровья, нацеленных на развитие горнометаллургического комплекса Украины. Питомцы научных школ, молодые талантливые инженеры и аспиранты, работая в науч ноисследовательских институтах, в центральных заводских лабораториях, продолжают разработку физикохимических основ новых металлургических технологий, теории и практики создания новых металлических сплавов и их обработки.

Хорошей иллюстрацией может служить плодотворная деятельность научной школы ферросплавщиков, созданной и много лет возглавлявшейся заслуженным деятелем науки и техники проф.С.И.Хитриком. Уникальное и 126 очень сложное в металлургическом переделе Никопольское месторождение марганцевых руд освоено в реальных технологических схемах на крупнейшем в Европе Никопольском заводе ферросплавов при творческом участии этой школы, которой сегодня руководит ученик С.И.Хитрика акад. АН Украины М.И.Гасик.

Естественное изменение сырьевой базы Никольского месторождения, выработка богатых руд постоянно создавали затруднения в достижении высоких техникоэкономических показателей марганцевых концентратов на Никопольском и Запорожском ферросплавных заводах. Интенсивная деятельность научной школы электрометаллургов позволяет преодолевать эти затруднения. Так, главный инженер Никопольского завода А.В.Коваль, начальник ЦЗЛ этого завода Г.Д.Ткач и ряд других специалистов после определенного периода работы на заводе защитили диссертации под научным руководством кафедры и директора завода, Героя Социалистического Труда Б.Ф.Величко. Разработанные новые технологии, обобщенные в диссертационных работах, позволили существенно увеличить коэффициент полезного использования марганца с 65 до 75 — 78%, повысить производительность печей при улучшении техникоэкономических и экологических показателей выплавки высокоуглеродистого ферромарганца и силикомарганца. Такой же путь прошел на кафедре электрометаллургии и директор Запорожского завода канд.техн.наук B. А.Г аврилов, посвятивший свою работу совершенствованию электрометаллургической де фосфорации марганцевых руд.

В проблемной лаборатории новых металлургических процессов под руководством проф. Ю.А.Нефедова и А.В.Рабиновича — учеников C. И.Хитрика, разработан оригинальный вариант кислородноконвертерного производства коррозионностойких сталей с использованием дуплекспроцесса электропечь — конвертер газокислородного рафинирования. Новая технология успешно внедрена на заводе "Днепро спецсталь". Будучи альтернативным вариантом всемирно признанного метода аргонокислородного рафинирования, метод ДМетИ наряду с высокой производительностью, благодаря возможности широкого регулирования состава газовой смеси в донном дутье, позволяет осуществлять как окислительное, так и восстановительное рафинирование и дегазацию стали. ГКРпроцесс получил высокую оценку ученых и инженеров США, ФРГ и других промышленно развитых стран.

Эффективность деятельности вузовских научных школ прежде всего обусловлена их тесной связью со студенческой молодежью, широкими возможностями отбора и воспитания при родно одаренных исследователей. Впечатляющим примером является созданная акад. АН Украины К.П.Буниным днепропетровская металловедческая школа. Высокоэрудированный металлограф и замечательный педагог, Константин Петрович Бунин сумел передать эстафету поиска нового знания многим своим питомцам, плодотворно работающим сейчас над продуцированием новых сплавов эвтектического типа и технологий их производства. Так, в лаборатории проф. В.И.Шаповалова развивается принципиально новое направление — материаловедение систем газ — металл. В числе фундаментальных результатов следует прежде всего упомянуть:

— обнаружение существования подвижных Нслоев при полиморфных переходах в металлах, признанное Госкомизобретений СССР открытием в области металловедения и физики металлов. На базе этого открытия разрабатываются уникальные технологии деформации металлов без внешнего механического воздействия с использованием закономерно регулируемого теплового поля;
обнаружение и анализ закономерностей образования упорядоченных газокристаллических эвтектик при затвердевании металлов, насыщенных водородом. С учетом этих закономерностей созданы новые высокопрочные пористые металлические материалы на основе магния, алюминия, меди, никеля, железа, вольфрама, молибдена, кобальта и их сплавов. Эти материалы, получившие название га заров (т.е. газоармированных), имеют широкую перспективу использования при производстве облегченных конструкций,

фильтров, самосмазывающихся подшипников, теплообменников, распылителей и носителей катализаторов. В настоящее время газары не имеют мировых аналогов по принципу получения, разнообразию структуры, прочности и функциональным свойствам.

В лаборатории проф.П.Ф.Нижниковской на основе изучения микроскопической картины, механизма и кинетики карбидных превращений в системах Fe — С — М, где М — карбидообразующий компонент, теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены схемы производства белых экономнолегированных деформированных чугунов. Создана технология получения сортового чугунного проката, включающая прокатку слитков белого чугуна на блюминге и сортовых станах. После всего цикла термодеформационной обработки чугунные изделия характеризуются твердостью 67 — 68 HRC при прочности сгв = 1550 МПа и ударной вязкости 250 кДж/м2. Варьируя режимы термической обработки, можно изменять комплекс свойств чугуна и получать уникальное сочетание прочностных и пластических характеристик.

В лаборатории проф. В.И.Мазура ведется разработка и внедрение нового класса конструкционных материалов — титановой металлокерамики с упрочнением эвтектическими фазами. Эти материалы, получившие название ТИКАД, имеют теплофизические и физикохимические свойства на уровне керамических материалов, разрабатываемых для двигателей внутреннего сгорания, но превосходят керамику по способности работать в условиях динамических нагрузок. Выделен ряд композиций ТИКАД, обладающих весьма высокими жаропрочными и жаростойкими свойствами, а также высоким значением вязкости разрушения в интервале температур 700 — 850 °С. Весь комплекс исследований (в том числе масштабные моторные испытания) показал, что ТИКАД является наиболее перспективным материалом для деталей цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания нового поколения и имеет реальные перспективы для использования в современном турбостроении.

Приведенные примеры иллюстрируют роль вуза, его научных школ в становлении нового поколения ученых. Но еще более важной представляется влияние научной атмосферы вуза на качество подготовки инженеров в современных условиях, при все ускоряющейся смене технологий и оборудования, диктуемой достижениями науки и потребностями технического прогресса. Уместно заметить, что на недавно проведенной в ФРГ конференции на тему "Инженеры будущего — техническая интеллигенция на стыке познания и профессионализма” в центре внимания находился тезис: “Не структура хозяйства определяет будущую потребность в инженерах, а, напротив, наличие квалифицированных инженеров определяет структуру хозяйства".

В связи с этим укажем еще на два примера из жизни нашего института. По инициативе созданной акад.А.П.Чекмаревым научной школы прокатчиков, ныне возглавляемой заслуженным деятелем науки Украины проф.А.П.Грудевым, в начале 80х г. был создан и освоен курс "Основы технического творчества". Курс знакомит с современными методами совершенствования изобретательской деятельности, стимулирует эту деятельность в период прохождения заводской практики и выполнения студентами курсовых научноисследовательских работ. В настоящее время при ДМетАУ создан республиканский центр творчества. Его задачей является дальнейшая разработка путей, методов и мотиваций становления будущего инженера как творческой личности при переходе на многоступенчатую систему высшего образования.

Следующий шаг в описываемом направлении связан с созданием интеллектуальных информационных систем (ИИС), необходимых в условиях ускоряющейся автоматизации и компьютеризации металлургического производства. ДМетАУ предусматривает введение курсов ИИС как для всех студентов, так и в большем объеме для наиболее одаренных, в рамках реализации программы комбинированной подготовки "Металлургическая кибернетика".

Наконец, еще об одной новации. В недавнем прошлом при кафедре автоматизации производственных процессов, возглавляемой проф.В.С.Егоровым, был создан учебный научнопроизводственный комплекс "Терминал". По программам предприятий были собраны в учебных корпусах полигоны вычислительной техники и средств управления по пусковым объектам и начата подготовка техники и специалистов по ее обслуживаниют.е. формирование конкретного кадрового сопровождения новых металлургических процессов.

В системе высшего металлургического образования накоплен значительный опыт научного обоснования новых и совершенствования существующих технологий производства и обработки металлических материалов, а также опыт подготовки высококвалифицированных инженеров, обладающих творческой инициативой и новым экономическим мышлением. В ходе реконструкции металлургии стран СНГ ведущие высшие учебные заведения металлургического профиля должны сыграть существенную роль в проведении исследований, направленных на модернизацию металлургического производства, и обеспечить высококвалифицированное инженерное сопровождение новых технологий.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м I, Москва 1994

Экспертиза

на главную