Приложение N 6. Важнейшие инновационные научно-исследовательские разработки, рекомендуемые к реализации в период до 2020 года

Приложение N 6

к Стратегии

развития металлургической

промышленности России

на период до 2020 г.

ВАЖНЕЙШИЕ ИННОВАЦИОННЫЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ

РАЗРАБОТКИ, РЕКОМЕНДУЕМЫЕ К РЕАЛИЗАЦИИ В ПЕРИОД

ДО 2020 ГОДА

1. Для использования в строительстве, автомобильной промышленности, коммунальном хозяйстве и других отраслях:

- разработка технологии и освоение производства микро- и низколегированных хладостойких сталей с высокими показателями стойкости к процессам локальной коррозии в водных средах, для нефтепромысловых сетей, систем тепло- и водоснабжения, водоводов, тяжело нагруженных строительных конструкций и других назначений;

- разработка и освоение технологий производства автолистовых сталей с уникальным сочетанием показателей прочности и пластичности при использовании нетрадиционных схем достижения указанных характеристик;

- разработка технологии производства коррозионно-стойкого покрытия сплавом Zn, Al, Mg для строительной, автомобильной и других отраслей экономики;

- освоение производства новых высокопрочных сталей с цинковым покрытием для кузовных деталей автомобилей;

- разработка технологии токопроводящей грунтовки для цинкования автомобильного листа;

- создание нового класса огнестойких строительных сталей, отвечающих требованиям пожароустойчивой эксплуатации до 700 - 800 °C;

- разработка технологических основ получения наноструктурированных диффузионных промежуточных и поверхностных слоев металлических покрытий, обеспечивающих получение принципиально новых качественных показателей металлопродукции массового производства (жесть, оцинкованный лист и др.);

- разработка технологии получения наноструктурированных покрытий методом вакуумного нанесения на углеродистые стали;

- разработка технологии производства нового поколения коррозионно-стойких биметаллов для увеличения ресурса работы металлоконструкций в 1,5 - 2 раза.

2. Для использования в приборостроении, аэрокосмической, лазерной технике, водородной энергетике:

- разработка и освоение производства сплавов на основе железа с высоким комплексом трудно сочетаемых свойств для аэрокосмической, лазерной техники, приборостроения, водородной энергетики и других специальных назначений.

3. Для использования в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, автомобильной, машиностроительной, коммунальном хозяйстве и других отраслях промышленности:

- разработка и освоение прорывных технологий производства прогрессивных видов биметаллического проката и труб с предельно высокой прочностью (не менее 350 Н/кв. см) и сплошностью (0 - 1 класс по результатам УЗК) соединения слоев, плакированных коррозионно-стойкими и другими типами стали, титаном, цветными металлами;

- разработка нового поколения сталей и сплавов, устойчивых к разрушению в активных водород- и углеродсодержащих газовых средах для установок производства и переработки синтез-газа, каталитического синтеза, термообработки в восстановительных и контролируемых атмосферах, цементации, глубокой переработки нефти и каменного угля, нового технологического оборудования производства водорода в промышленных масштабах;

- создание нового поколения наноструктурированных нержавеющих сталей на основе комплексного метода криогенно-деформационной и термической обработок;

- создание нетрадиционно легированных суперэкономичных коррозионно-стойких сталей с 9 - 14% хрома, обладающих повышенной стойкостью в агрессивных средах, на уровне хромоникелевых сталей для систем трубопроводного транспорта газо- и нефтепродуктов.

4. Для изучения и освоения континентального шельфа Российской Федерации:

- разработка стратегических принципов и новых научных подходов к выбору технологий производства сталей, толстолистового проката и плит для морских платформ. Освоение производства металлопродукции, обеспечивающей наиболее высокий комплекс потребительских свойств и экологической безопасности платформ при эксплуатации в условиях континентального шельфа РФ на базе новейших достижений науки и металлургических технологий;

- разработка комплексных технологий производства качественно новых видов металлопродукции для оборудования нефтегазовой промышленности, эксплуатирующегося в условиях континентального шельфа РФ. Освоение производства сталей для насосно-компрессорных, обсадных, холоднокатаных труб, фонтанной арматуры, скважинного и устьевого оборудования с уникальным сочетанием коррозионной стойкости, износостойкости и других потребительских свойств;

- разработка концепции и внедрение на отечественных предприятиях нового поколения высокопрочных экономнолегированных конструкционных сталей для ТЭК, в том числе трубных сталей, с повышенными эксплуатационными характеристиками, производимых по инновационным комплексным металлургическим технологиям на основе получения ультрамелкодисперсных микроструктур, альтернативных вариантов термомеханической обработки стали и использования элементов наноструктурирования и обеспечивающих высоко технологичными отечественными материалами освоение континентального шельфа - строительство морских буровых платформ, подводных трубопроводов, емкостей для сжиженного природного газа.

5. Для использования при изготовлении газонефтепроводных магистральных труб:

- разработка состава высокопрочной стали типа Х120 для труб и сварных конструкций с улучшенной свариваемостью и эксплуатационными свойствами.

6. Для использования в оборонной промышленности:

- разработка высокоэффективных технологий плазменной поверхностной обработки, наплавки и нанесения покрытий, обеспечивающих в 3 - 4 раза повышение функциональных свойств металлоизделий из простых углеродистых сталей;

- создание супержаростойких и жаропрочных сплавов на основе интерметаллидов с использованием нанотехнологий для авиационных газотурбинных двигателей нового поколения;

- создание нового класса сплавов, обладающих уникальным сочетанием служебных высокотемпературных характеристик, для деталей ракетных двигателей нового поколения с рабочей температурой до 1300 - 1400 °C;

- разработка и освоение технологии производства металлопроката из новых конструкционных сталей с повышенными на 30 - 40% эксплуатационными параметрами для изделий оборонной отрасли;

- разработка и освоение производства новых видов металлопродукции из высокопрочных нержавеющих сталей, обеспечивающих увеличение эксплуатационного ресурса авиационной техники.

7. Для использования в машиностроении:

- разработка методов получения наноструктурного перлита в массивных изделиях, а также наноразмерных фаз в безникелевых высокопрочных, конструкционных сталях и создание на их основе технологий производства перспективных экономнолегированных материалов с высоким запасом прочности и вязкости;

- разработка научных основ и технологии поверхностной обработки промышленных сталей и сплавов с помощью высокоэнергетических воздействий и гомогенно-гетерогенных катализаторов для создания суперпрочных нанокристаллических слоев, стойких к истиранию;

- разработка технологии ультразвуковой обработки поверхности для создания упрочненных поверхностных слоев с нанокристаллической структурой в аустенитных и мартенситных сталях;

- разработка самоорганизующихся (адаптирующихся) наноструктурированных, в т.ч. многослойных наноламинатных, покрытий для экстремальных условий эксплуатации в различных областях машиностроения;

- создание опытно-промышленных установок для получения перспективных наноматериалов методами закалки из расплава и интенсивной пластической деформации;

- создание сверхвысокопрочных свариваемых сталей повышенной износостойкости с пределом текучести до 1600 Н/кв. мм взамен используемых сталей с пределом текучести не более 800 Н/кв. мм.

8. Для использования в электронике:

- разработка новых нанокристаллических сплавов с уникальными магнитно-мягкими и механическими свойствами путем сочетания закалки из расплава и интенсивной пластической деформации;

- структурные основы создания новых сплавов с особыми магнитными свойствами, содержащих кубические наноквазикристаллы.

9. Для использования в нефтегазовом комплексе, энергетике и других отраслях промышленности:

- разработка технологии производства крупных слитков (от 140 т до 650 т) из конструкционных высокопрочных сталей и сплавов;

- создание азотсодержащих низко- и высоколегированных сталей нового поколения и промышленных технологий их производства с увеличенными на 30 - 40% ресурсом и надежностью эксплуатации оборудования, работающего в экстремальных условиях и средах особо высокой агрессивности;

- разработка технологии производства трубных заготовок из теплоустойчивых сталей для труб теплоэнергетики с повышенными в 1,5 раза эксплуатационными характеристиками;

- создание нового класса сплавов, обладающих уникальным сочетанием служебных высокотемпературных характеристик, включающим высокую стойкость к абразивному износу, сопротивление окислению и жаропрочность для деталей установок переработки газового конденсата;

- создание модульной технологической линии и разработка карботермической технологии получения кремния сорта SoG-Si ("солнечного качества") для солнечных преобразователей.

10. Для использования в медицине:

- разработка стратегии создания новых металлических материалов для медицинских изделий и медицинской техники (для сердечно-сосудистой хирургии, хирургической имплантологии, стоматологии и др.) в соответствии с концепцией технического регламента биологической безопасности.

11. Для использования в пищевой промышленности:

- разработка новых видов пищевой жести с оловянным и хромовым покрытием, лакированных специальной полимерной пленкой.

12. Для железных дорог:

- разработка и запуск в серийное производство длинномерных рельс всех типов с востребованными качественными и ценовыми характеристиками;

- разработка рельсовых и шпальных креплений, позволяющих длительно держать колею в соответствующих параметрах;

- разработка и освоение производства высокопрочных железнодорожных колес, в том числе из легированных сталей, для грузовых вагонов нового поколения с нагрузкой на ось 30 тс.

13. Для использования в металлургической промышленности:

- создание модулей для производства тонколистовой стали и сортового проката;

- разработка технологии производства сортового проката повышенной прочности из простых углеродистых сталей методом винтовой прокатки, отвечающих требованиям низколегированных сталей;

- разработка отрасли высокопроизводительных энергосберегающих технологий и оборудования производства ферросплавов из некондиционного, в т.ч. комплексного, сырья российских месторождений (сплавы марганца, хрома, ниобия, бора, РЗМ, алюминия);

- разработка новых экономичных ферросплавов, лигатур и комплексных сплавов, выплавляемых из российского сырья, для обеспечения производства высококачественных низколегированных и легированных сталей, специальных сплавов с уникальным комплексом потребительских свойств (сплавы ванадия, хрома, марганца, ниобия, бора, молибдена, РЗМ), включая азотированные сплавы, поиск новых систем легирования;

- разработка технологических алгоритмов интеллектуального управления качеством литой заготовки;

- разработка комплексной технологии применения интенсивных ультразвуковых воздействий для рафинирования стали и управления кристаллической структурой металла при производстве специальных сталей и сталей широкого назначения;

- разработка и внедрение способов физического воздействия на макроструктуру и качество поверхности литой заготовки с использованием резонансных волновых эффектов в ультразвуковом диапазоне колебаний;

- разработка, создание установки и освоение технологий плазменного подогрева жидкой стали в промковше, обеспечивающей получение "бездефектной" непрерывно-литой заготовки;

- разработка методов получения нанопродуктов, включающих индивидуальные наноструктурные формы углерода (нанотрубки, нанопорошки и другие наноструктурные объекты);

- комплекс работ, направленных на увеличение сквозного извлечения железа из руд путем переработки текущих хвостов мокрой магнитной сепарации в гематитовый концентрат;

- организация крупномасштабного производства сплавов-водородонакопителей на основе редкоземельных металлов для источников тока нового поколения;

- внедрение "прорывных" технологий в производстве материалов на основе магния (бесслитковая деформация с регламентированной структурой зерна, сварка перемешиванием, лазерная сварка, технология нанесения экологически чистых защитных покрытий);

- разработка и внедрение энергосберегающей комбинированной технологии получения слитков тантала, ниобия и сплавов на их основе низкотемпературным спеканием металлотермических порошков;

- разработка и организация производства новых углеродистых материалов различного назначения (выше мирового уровня);

- разработка и внедрение технологии производства стали в электропечах в условиях России с использованием в металлошихте до 100% горячебрикетированного железа;

- разработка опытно-промышленной технологии получения железных и легированных порошков с наноструктурированной поверхностью;

- разработка процесса получения наноструктурированных железных и легированных порошков методами высокоэнергетической обработки;

- разработка технологии получения гомогенно-легированных порошков конструкционных и нержавеющих сталей методом распыления расплава водой высокого давления;

- разработка технологии и конструкции ячейки установки "Вертикаль" для горячих покрытий сплавами Zn и сплавами на основе Zn, Al, Mg;

- разработка технологии снятия Zn с оцинкованных отходов с получением высококачественного лома и чистого порошкового Zn;

- комплекс работ по уменьшению вредного влияния цинка и щелочей на плавильные процессы и улавливание цинка;

- разработка и внедрение технологии вдувания плазмы в доменные печи и газификация угля с помощью плазмотронов;

- разработка энергосберегающей технологии электролиза криолит-глиноземных расплавов на основе использования инертных анодов и смачиваемых катодов;

- разработка и внедрение технологии плавки окисленной никелевой руды в печи Ванюкова на никелевых предприятиях Уральского региона;

- комплекс работ, направленных на расширение производства и использования синтекома.

14. Комплекс работ по совершенствованию обогатительного передела черной и цветной металлургической промышленности включает:

- разработку и внедрение высокоэффективных технологий дробления и измельчения руд с использованием конусных дробилок новых конструкций;

- разработку и внедрение технологии сверхтонкого дробления с использованием конусных инерционных дробилок;

- совершенствование технологий флотации с использованием колонных флотомашин;

- разработку обогатительной отрасли в модульном исполнении для переработки и обогащения руд небольших месторождений и металлургических шлаков, содержащих дефицитные металлы;

- разработку и внедрение энергосберегающей технологии обогащения тонковкрапленных магнетитовых руд;

- комплексное исследование технологии обогащения хромовых руд месторождений Рай-Изского массива на Полярном Урале;

- разработку эффективной технологии обогащения марганцевых руд крупных месторождений Усинского в Кемеровской области и Порожинского в Красноярском крае.

15. Комплекс работ по совершенствованию добычи металлических руд:

- разработка и внедрение технологии подземного выщелачивания карбонатных марганцевых руд Уральского и Восточно-Сибирского регионов;

- разработка и внедрение технологии гидродобычи богатых (до 68% железа) руд КМА;

- создание и монтаж комплектов установок (не менее 150 единиц) для непрерывного автоматического контроля гранулометрического состава пульп и растворов (ПИК-074).

16. Комплекс работ, направленных на совершенствование производства кокса:

- разработка и внедрение способа очистки коксового газа круговым фосфатным способом и термическим разрушением аммиака;

- разработка технологии очистки сточных вод от аммонийного азота.

17. Комплекс работ, направленных на улучшение охраны окружающей среды в районах действия предприятий черной и цветной металлургической промышленности:

- разработка комплекта оборудования для автоматизированной системы экологического мониторинга;

- разработка способов утилизации и захоронения опасных отходов горнорудного производства;

- разработка и внедрение алюминиевых автоматизированных электролизеров на силу тока 400 и 500 кА с использованием энергосберегающей и экологически безопасной технологии;

- разработка программ по снижению эмиссий парниковых газов при добыче и производстве на предприятиях металлургической промышленности. Развитие системы отчетности по эмиссиям и передача этих данных в Российскую систему оценки антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом.

18. Разработка технологий переработки техногенного и вторичного сырья, содержащего цветные и редкие металлы:

- разработка технологии доизвлечения цветных и благородных металлов из лежалых хвостов и пирротинового концентрата на ОАО "ГМК "Норильский никель";

- разработка технологий переработки различных видов вторичных материалов (никель-кобальтовых; содержащих платину и др.);

- разработка и внедрение технологии извлечения тантала, вольфрама, рения и других металлов из ранее неперерабатываемых отходов.

19. Разработка и внедрение новых СНиПов и Правил проектирования новых метзаводов и их производственных агрегатов с использованием нетрадиционных высокопроизводительных технологических транспортных средств и средств перемещения предметов труда в процессе производства.

20. Разработка и внедрение модульных погрузочно-выгрузочных комплексов для механизированной выгрузки и погрузки вагонов нового поколения.

21. Разработка методики и оценка объемов металлофонда России, анализ регионального распределения.