Preview

Вестник Сибирского государственного индустриального университета

Расширенный поиск
№ 3 (2024)
Скачать выпуск PDF

Раздел 1. Физика конденсированного состояния

10-21 40
Аннотация

Полученная система Ag –C, сформированная на медной подложке, характеризуется толщиной покрытия от 50 до 550 мкм. В покрытии углеграфитовое волокно присутствует в виде пластин. Покрытие представляет собой легированный атомами меди агрегат. Изменение концентрации атомов меди при изменении расстояния от поверхности покрытия в глубину имеет положительный градиент. Формирование твердых растворов внедрения на основе меди и серебра подтверждено данными рентгенофазового анализа. Исследования методом микрорентгеноспектрального анализа фольг для просвечивающей электронной микроскопии показали, что медь в покрытии располагается в виде тонких прослоек по границам зерен серебра или формирует включения (зерна) субмикрокристаллических размеров. Установлено, что графит присутствует в виде наноразмерных (10 –15 нм) частиц в объеме зерен серебра и зерен меди, а также располагается на границах зерен серебра. В системе Ag –C / Сu выявлено формирование переходного слоя толщиной 250 –300 нм. Размер субзерен в переходном слое изменяется в пределах 150 –250 нм. Модуль Юнга и микротвердость по Виккерсу уменьшаются с увеличением толщины покрытия. Износостойкость покрытия составляет 6·10–6мм3/(Н·м). Полученный набор свойств и характеристик структуры позволяет сделать вывод о пригодности сформированных покрытий для работы в электрических контактах мощных электрических сетей. Конкретный выбор определенной модели контактов требует дополнительных уточняющих исследований.

22-29 44
Аннотация

Изучено влияние диффузионного покрытия, состоящего из бора, хрома и редкоземельного элемента лантан, на стойкость стали марки 4Х5МФ1С к высокотемпературному окислению и износу. Толщина диффузионного слоя после добавления хрома и лантана в насыщающий состав увеличилась в 2,2 раза (с 28,2 до 61,5 мкм) по сравнению с однокомпонентным борированием. Это связано с тем, что введение лантана вызывает искажение атомной решетки железа, увеличивает плотность дефектов, тем самым способствуя образованию боридного слоя. В боридном слое без добавления хрома и лантана количество пор и микротрещин больше. После добавления хрома и лантана боридный слой обладает более высокой плотностью и однородностью. В эксперименте по окислению при температуре 800 ℃ и выдержке в течение 6 часов толщина оксидного слоя образцов с диффузионным покрытием бор – хром – лантан уменьшилась с 68 до 22 мкм относительно однокомпонентного боридного слоя. Анализ оксидного слоя показал, что образцы после комплексного насыщения бором, хромом и лантаном имеют плотный и гладкий оксидный слой, в то время как у борированных в однокомпонентной насыщающей среде образцов наблюдаются трещины и поры. Износ образцов с комплексным диффузионным слоем после насыщения бором, хромом и лантаном имеет меньшую шероховатость, следы износа неглубокие, склонность слоя к сколам значительно уменьшилась. Добавление хрома и лантана в процессе борирования позволяет значительно повысить стойкость стали марки 4Х5МФ1С к окислению при высоких температурах и износостойкость.

30-36 35
Аннотация

В настоящей работе приведены систематизированные данные о влиянии содержания углерода в стали на параметры диффузии и толщину боридного слоя для большинства используемых в промышленности углеродистых сталей, начиная с углеродистой стали 15 и заканчивая заэвтектическими инструментальными сталями вплоть до У10 включительно. Насыщение поверхности сталей бором проведено при температурах 850, 950 и 1050 °С ранее разработанной и запатентованной насыщающей средой. Повышение содержания углерода в стали приводит к повышению энергии активации диффузии бора, что, в свою очередь, влечет снижение толщины диффузионного слоя. При этом снижение энергии активации носит не монотонный характер и зависит как от содержания углерода в стали, так и от температуры процесса насыщения. Повышение температуры процесса насыщения приводит к понижению энергии активации диффузии бора в среднем на 5 кДж/моль на каждые 100 °С. Повышение содержания углерода приводит к снижению толщины боридного слоя, причем в наибольшей степени это заметно при промышленно применяемых температурных интервалах борирования – от 950 до 1050 °С. Наиболее значительное снижение толщины боридного слоя происходит при содержании углерода в интервале от 0,35 до 0,50 масс. %. В интервалах содержания углерода в стали от 0,15 до 0,35 и от 0,50 до 0,95 масс. % характер снижения толщины боридного слоя можно считать линейным.

Раздел 2. Металлургия и материаловедение

37-46 32
Аннотация

Кафедра теплоэнергетики и экологии празднует 90-летие своего существования. Она является одной из старейших базовых кафедр Сибирского государственного индустриального университета. Приведены сведения из истории становления и развития кафедры. Рассмотрены основные вехи развития кафедры, сведения об учебно-методической и научной работе, достижениях ее сотрудников, студентов и выпускников. Спектр направлений поисковых, фундаментальных и прикладных научных исследований, проводимых работниками кафедры, охватывает решение научно-практических задач. В 2023 ‒ 2024 уч. г. совместно с работодателями, представителями металлургических, горных и теплоэнергетических предприятий Кузбасса разработаны новые образовательные программы высшего образования по направлениям: «Экология и природопользование», профиль «Геоэкология и эффективное управление природными ресурсами» и «Техносферная безопасность», профиль «Инженерная защита окружающей среды и природоподобные технологии». Свой юбилей коллектив кафедры встречает полный сил, творческих идей и перспективных направлений развития.

47-52 40
Аннотация

Представлены результаты лабораторных исследований процессов обезуглероживания рельсовой стали марки Э90ХАФ при нагреве до температур 800 – 1250 °С. Глубину видимого обезуглероженного слоя стали определяли металлографическим методом. При проведении лабораторных экспериментов использовали образцы размером 10 ´ 10 ´ (2 ÷ 26) мм. Нагрев образцов проводили в электрической печи сопротивления СУОЛ-0,25.1/12,5-И1 с нагревателями из карбида кремния в атмосфере воздуха. Нагрев проводили до температур 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 и 1250 °С и выдерживали при постоянной температуре в течение 10, 30 и 50 мин. Установлены и научно обоснованы температурные интервалы, для которых характерна различная динамика формирования обезуглероженного слоя. В температурном интервале 800 – (1000 ÷ 1050) °С наблюдается увеличение глубины видимого обезуглероженного слоя от 0 до 0,15 ÷ 0,24 мм. При температурах (1000 ÷ 1050) – 1200 °С и времени выдержки 30 и 50 мин происходит формирование обезуглероженного слоя глубиной до 0,57 и 0,72 мм, увеличение температур более 1200 – 1250 °С сопровождается его снижением до 0,40 и 0,52 мм. Для времени выдержки 10 мин при температурах 1200 – 1250 °С глубина обезуглероженного слоя стабилизируется на уровне 0,27 мм. Полученные данные рекомендуются для разработки металлосберегающих температурных режимов нагрева непрерывнолитых заготовок в методических печах при производстве рельсовой продукции с регламентированной глубиной видимого обезуглероженного слоя.

53-65 20
Аннотация

Статья посвящена юбилею кафедры теплоэнергетики и экологии (90 лет). Приводятся научные результаты, полученные в области инновационных угольных технологий, в том числе при участии сотрудников кафедры. Основные исследования выполнены в экспериментальной лаборатории, созданной при реализации проекта «Разработка технологии и создание пилотного образца автоматизированного энергогенерирующего комплекса, работающего на отходах углеобогащения». Разработаны технико-экономические обоснования создания миниТЭЦ на отходах углеобогащения обогатительных фабрик    АО «УК «Кузбассразрезуголь» и других угольных компаний, перевода угольных котлов котельных на водоугольное топливо и бизнес-план по созданию технологического комплекса по частичной замене пылеугольного топлива водоугольным топливом, приготовленным из угольных шламов ОФ, на теплоэнергетических объектах ЕВРАЗ ЗСМК. Представлены основные технологические направления, развиваемые Центром инновационных угольных технологий (ЦИУТ) СибГИУ в области углеобогащения и переработки угля, которые связаны с экологически безопасными способами утилизации тонкодисперсных угольных шламов с использованием технологий водоугольного топлива и окускования (брикетирования), дообогащения методом масляной грануляции, а также принципиально новые – ожижение угля путем экстремальных механохимических и электрофизических воздействий на водоугольную суспензию. Описаны результаты по разработке и созданию локальных энергоисточников путем использования газификации бурых и низкометаморфизированных каменных углей. Показана возможность экологически чистой утилизации золошлаковых отходов и породных отвалов обогатительных фабрик. Представлены разработки уникального оборудования ЦИУТ (бикамерная вибромельница, реактор-смеситель, фильтры грубой и тонкой очистки, насос-активатор, адиабатическая вихревая камера сжигания и др.) для приготовления и эффективного сжигания водоугольного топлива на основе угля и тонкодисперсных угольных шламов.

66-76 32
Аннотация

Представлена информация об осадках сточных вод (ОСВ) городских очистных сооружений как о перспективном нетрадиционном ресурсе для питания растений и их применения в рекультивации техногенно-нарушенных земель. Приведен обзор использования осадков сточных вод в агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур и в качестве почвоулучшителя при проведении рекультивации в России и за рубежом, приведены агротехнические характеристики ОСВ. Осадки сточных вод являются твердыми коммунальными и промышленными отходами, которые накапливаются на иловых площадках очистных сооружений и в отвалах. В них содержатся в значительной массе элементы минерального питания (азот, калий, фосфор, кальций и другие), что делает их ценными удобрениями для выращивания сельскохозяйственных культур. Их использование может значительно сокращать или заменять введение в почву других удобрений. При использовании осадков сточных вод в качестве удобрений необходимо учитывать содержание тяжелых металлов, нормативы которых в разных странах отличаются. Наиболее жесткие требования разработаны в Норвегии, особенно к такому элементу, как кадмий. Описаны результаты полевых исследований по рекультивации отходов железорудного обогащения и железосодержащих шламов металлургического производства. Отмечено отсутствие самозарастания техногенных территорий, вызванное высокой фитотоксичностью отходов металлургического производства. В результате размещения ОСВ улучшены физические и агрохимические характеристики поверхностного слоя рекультивированных участков хвосто- и шламохранилищ, обеспечено появление на них травяного покрова, начиная с первого года размещения этого почвоулучшителя. За счет поглощения выщелачиваемых металлов в органоминеральные комплексы использование ОСВ позволяет снизить токсичность материала в железосодержащих отходах. Обоснована экологическая и экономическая целесообразность использования органических отходов городских очистных сооружений в сельскохозяйственной и рекультивационной практиках.

77-85 20
Аннотация

Проанализирована роль поверхностного рельефа зародышевых центров, полученных в процессе струйного напыления влажной шихтовой массы, в формировании пористости и структуры железорудных окатышей. Показаны возможности повышения реакционной способности окускованного металлурги-ческого продукта за счет формирования открытой пористости окатышей методом струйного напыления железорудной шихты на поверхность шихтового гарнисажа. Для анализа свойств зародышевой массы предложен фактор структурной корреляции, характеризующий связь между относительным объемом структурных углублений на поверхности напыленного слоя шихты, формирующего зародышевую массу, и пористостью зародышей. Установлены две области структурной корреляции между объемными изменениями на поверхности зародышей и пористостью в зависимости от фактора структурной корреляции. В первой, наиболее протяженной области (Ф = 1,0 – 2,4) установлена линейная структурная корреляция между рельефными объемными изменениями на поверхности напыленного слоя шихты и его пористостью. Коэффициент корреляции Пирсона, рассчитанный с помощью программы MS Excel, для этой зависимости составляет 0,99. Эта область структурной корреляции соответствует широкому интервалу параметров воздушно-шихтовой струи и показателей шихтовых материалов, применяемых для получения влажных окатышей по технологии принудительного зародышеобразования. Во второй области (Ф < 1,0) не зафиксирована структурная корреляция, характерная для первой области зависимости между объемными изменениями на поверхности напыленного слоя шихты и пористостью зародышей. Этот уровень структурной корреляции обусловлен преимущественным воздействием воздушно-шихтовой струи на глубинные зоны напыленного слоя, вызывающем вязкое течение массы и активное проявление масссобменных процессов в объеме зародышей при повышенных давлениях воздушно-шихтового потока, приводящего к формированию открытой пористости. Представлены примеры из производственной практики окомкования влажной железорудной шихты, которые коррелируются с полученными результатам исследований. На основе полученных данных сформулированы условия оптимизации структуры зародышей, уточнен механизм формирования структуры и пористости зародышевой массы в процессе струйного напыления влажной шихты при производстве железорудных окатышей.

86-96 38
Аннотация

На АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ ЗСМК») с 2017 г. разрабатывается и эксплуатируется математическая модель СММ «Прогноз», охватывающая все переделы (от добычи руды до конечной продукции). Она применятся для расчетов технических кейсов, планов, паритетных цен по железорудному сырью и углю. Ее использование принесло за 2020 г. более 200 млн руб. экономического эффекта. Использование универсальной математической модели позволило в 2023 г. начать разработку модуля посуточной оптимизации работы агломерационной фабрики и доменного производства. Рассмотрен опыт АО «ЕВРАЗ ЗСМК» по разработке и внедрению системы посуточного планирования на базе модели СММ «Прогноз», которая изначально была предназначена для сквозного сценарного расчета основных сырьевых переделов от руды и углей до готовой продукции в объемном месячном планировании. Система использует оптимизационные алгоритмы поиска глобальной целевой функции по максимизации маржинального дохода в заданных ограничениях. Математическая модель переделов использует нормы и технологию, заданные на предприятии нормативными документами. При этом модель является универсальной. Перевод алгоритмов с помесячного на посуточный режим был осуществлен с минимальными доработками. Рассмотрены возникшие трудности и методы решения этих проблем. Первой проблемой, с которой столкнулись разработчики, была низкая скорость оптимизации модели в посуточной динамике из-за сильного усложнения оптимизационной нагрузки. Время расчета существенно возросло, для решения проблемы потребовались оптимизация скорости решения уравнений, задание границ переменных, определение стартовых точек, в результате чего скорость расчета для 30 дней снизилась до 40 мин. Второй проблемой была необходимость разработки сложного алгоритма управления поставками сырья. Важным аспектом стало сохранение удобства использования системы на прежнем уровне для конечного пользователя. Результатом реализации предложенных решений является рабочий инструмент, приносящий дополнительный доход для предприятия.

97-106 44
Аннотация

Проведен сравнительный анализ процессов переработки цинксодержащих пылей и шламов доменных и сталеплавильных производств отечественных и зарубежных предприятий черной металлургии. Актуальность темы исследования определяется существенным увеличением в последнее десятилетие содержания цинка в мелкодисперсных возгонах сталеплавильного производства в связи с возросшим объемом переработки цинксодержащего лома и скрапа. Повышенное содержание цинка в металлургических возгонах не позволяет использовать их в качестве добавок к металлургической шихте из-за негативного влияния на ход плавки и плавильное оборудование. Как следствие, возникает необходимость вывоза и складирования большого количества ценного железо- и цинксодержащего техногенного сырья с существенными экономическими потерями и дополнительной экологической нагрузкой на окружающую среду. Выполнен анализ освоенных и перспективных технологических процессов извлечения цинка из мелкодисперсных отходов. Наибольшего внимания для совершенствования и тиражирования заслуживают процесс выделения технического оксида цинка при восстановительной плавке чугуна в электропечи (разработана сотрудниками НИТУ «МИСиС») и технология получения металлического цинка и железосодержащего концентрата, включающая предварительную высокотемпературную подготовку цинксодержащих шламов в трубчатой печи с последующим выщелачиванием клинкера и электролизом раствора (разработана негосударственным частным образовательным учреждением высшего образования «Технический университет УГМК» и опробована в условиях АО «Челябинский цинковый завод»). К существенным достоинствам последней технологической схемы следует отнести возможность реализации ее по модульному принципу и использование стандартного отечественного оборудования. Ориентировочные капитальные затраты на строительство модуля производительностью 100 000 т/год металлургических шламов составляют  993,5 млн рублей при сроке окупаемости около трех лет.

Раздел 4. Региональная и отраслевая экономика

107-120 34
Аннотация

Проведен сравнительный анализ состояния налоговой системы Республики Узбекистан до и после осуществления ряда реформ, а также достижения целевых параметров налоговой реформы. В качестве основных направлений исследования выбраны уровень налоговой нагрузки и сбалансированность налогового бремени при разных системах налогообложения хозяйствующих субъектов Узбекистана, унификация налогов и оптимизация налоговой отчетности, влияние налоговой реформы на динамику доходной и расходной частей Государственного бюджета. Исследовано развитие нормативно-правовых основ налогообложения, в том числе правовой защищенности экономических субъектов в ходе налогового администрирования; а также трансформация в ходе налоговой реформы механизмов и инструментов налогового контроля. Представлены результаты оценки влияния налоговых реформ на предпринимательский климат в стране, в том числе на различные типы субъектов хозяйствования (малый бизнес, фермерские хозяйства, семейный бизнес и другие). Выделены позитивные последствия происходящих процессов реформирования: повышение прозрачности правил налогообложения, улучшение административных процедур в области налогообложения, снижение налоговой нагрузки. Показано, что совершенствование системы взимания налогов, в частности налога на добавленную стоимость, способствовало выравниванию цепочки создания добавленной стоимости, гармонизации интересов участников этой цепочки, сокращению числа предприятий, использующих различные схемы «ухода от налогов». Акцентируется внимание на том, что реализованы определенные меры по совершенствованию взаимодействия государственных органов с субъектами налогообложения, претерпели изменения механизмы этого взаимодействия, а также методы налогового контроля и принципы решения налоговых споров. Отмечается, что процесс реформирования еще не завершен, требуются последовательные действия по трансформации налоговой системы с целью дальнейшего создания условий для экономического роста Республики Узбекистан.

121-129 51
Аннотация

Cоциально-экономическая стабильность государства в целом, и отдельных регионов в частности, является приоритетным направлением обеспечения безопасности страны. Определено, что устойчивость экономики характеризует прочность и надежность ее элементов, вертикальных, горизонтальных и других связей внутри системы, способность выдерживать внутренние и внешние «нагрузки». Социальная стабильность в России означает устойчивое развитие общества, обеспечивающее равные возможности для всех граждан, социальную защиту и поддержку уязвимых слоев населения, а также гармоничное взаимодействие между различными социальными группами. Выделены основные факторы, характеризующие социально-экономическую стабильность, и способы ее обеспечения. Проведен анализ текущей социально-экономической ситуации в Калининградской обл., определены основные проблемы и выявлен потенциал для дальнейшего развития региона. Проанализированы статистические показатели Калининградской обл. социально-экономической ситуации в регионе, представленные в виде объема инвестиций в основной капитал по г. Калининград, развития транспортной инфраструктуры, человеческого капитала, туристического потенциала региона, а также результаты реализации социальной подпрограммы «Создание условий для легкого старта и комфортного ведения бизнеса», направленной на увеличение численности занятых в сфере малого и среднего предпринимательства в Калининградской обл. Отражены основные приоритетные направления развития социально-экономической политики региона: развитие научно-инновационной сферы, обеспечение устойчивого экономического роста, повышение качества и уровня жизни, развитие человеческого капитала и социальной сферы. 

130-139 49
Аннотация

В статье проведен всесторонний анализ государственных мер поддержки, направленных на развитие малого и среднего предпринимательства (МСП) в Республике Казахстан. Исследуется текущее состояние субъектов МСП, а также выявляются основные препятствия, сдерживающие их рост и развитие. Особое внимание уделяется проблемам, связанным с кредитованием, налогообложением и доступом к информационным ресурсам. Авторы рассматривают эффективные стратегии казахстанского правительства, реализуемые через национальные программы и инициативы, и оценивают их результативность на основе доступных эмпирических данных. Также проведен анализ международного опыта для выявления наиболее эффективных механизмов стимулирования. В работе предлагаются конкретные рекомендации по улучшению институциональной среды и разработке комплексной системы поддержки приоритетных направлений развития МСП. Обсуждается важность создания благоприятных условий для инновационной деятельности и увеличения экспортного потенциала предприятий. Рассмотрены вопросы стратегического планированию на государственном уровне с целью достижения устойчивого социально-экономического развития.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2304 - 4497 (Print)
ISSN 2307-1710 (Online)