Аннотация: Представлены результаты исследования психосоциальных рисков, характерных для предприятий горно-металлургической отрасли. Вопросами оценки психосоциальных рисков занимаются исследователи разных стран. Чаще всего в основу оценки риска положены результаты опроса, клинико-эпидемиологических и других исследований. Отмечено, что для работников горно-металлургических предприятий клинико-эпидемиологические методы трудно реализуемы в силу специфики отрасли, кроме того, они являются затратными и требуют привлечения специалистов-медиков. Приведены наиболее характерные психосоциальные факторы для работников угольной и газовой отраслей промышленности, для работников горно-металлургических предприятий такие исследования не найдены. В ходе исследования в контексте психосоциальных факторов выявлены аспекты, вызывающие усталость, стресс и тревогу у работников горно-металлургического комплекса. Сформулированы наиболее характерные для металлургических и горных предприятий психосоциальные факторы и проведено их разделение по группам «контекст труда» и «содержание труда». Для количественной оценки выявленных психосоциальных факторов проведено анкетирование работников предприятий горно-металлургического комплекса. Результаты опроса показали, что к психосоциальным факторам, вызывающим наибольшее беспокойство у работников, относятся отсутствие перспективы карьерного роста и баланс труда и личной жизни. В рамках исследования показано, что эффективно управлять психическим здоровьем работников можно непосредственным влиянием на сотрудников и на среду, в которой осуществляется производственная деятельность. Приведены примеры таких мероприятий профилактического и коррекционного характера. Важной и непростой задачей для горно-металлургических предприятий является интеграция оценки психосоциальных факторов в существующую оценку риска на производстве. Это, несомненно, приведет к усложнению как самой процедуры оценки рисками, так и процедуры управления ими, но при этом будет способствовать повышению эффективности управления профессиональными рисками за счет более точной идентификации и анализа психосоциальных факторов, что позволит разрабатывать и внедрять меры по снижению воздействия человеческого фактора и в конечном итоге позволит снизить уровень травматизма на предприятиях горно-металлургического комплекса.

Аннотация: Комплексное применение методов количественной металлографии и математического моделирования позволяет изучить закономерности структурообразования при варьировании технологических параметров производства проката. На примере микролегированной ниобием стали показано применение результатов количественной металлографии в математическом моделировании формирования микросегрегаций при затвердевании и охлаждении слябов в линии непрерывной разливки. На основе фактических и расчетных данных показано влияние микросегрегаций на формирование микроструктуры проката в объединенном процессе разливки и горячей прокатки, особенностью которого является отсутствие этапов охлаждения и нагрева слябов. Установлено, что при превращении δ→γ в низкоуглеродистой микролегированной стали формируется микрохимическая неоднородность ниобия в литой структуре. Определено, что одним из факторов, влияющих на образование неоднородного исходного аустенитного зерна в раскатах являются микросегрегации. Расчетами и экспериментами подтверждено, что повышение температуры непрерывнолитого сляба позволяет снизить долю выделившихся в слябе карбонитридов ниобия. Результаты исследования, внедренные в технологию, обеспечили в прокате толщиной 7–8 мм из низкоуглеродистой микролегированной ниобием стали показатели ударной вязкости более 250 Дж/см2 до температуры испытания –60 °C на продольных образцах. Доля вязкой составляющей в изломе также находится на стабильном и предельно высоком уровне 100 %.

Аннотация: Представлен результат оценки геоэкологического риска на конкретном металлургическом предприятии. Металлургическая промышленность имеет особое значение в мировой экономике, однако ее функционирование может представлять значительные экологические риски для окружающей среды и человека. Оценка экологических рисков является основным этапом управления экологической безопасностью на металлургических предприятиях. Рассмотрен вопрос оценки геоэкологических рисков как одного из элементов оценки экологических рисков, ранее мало изученных именно в металлургической отрасли. Эффективное управление геоэкологическими рисками имеет большое значение в минимизации негативного воздействия на окружающую среду. На данном этапе управления необходимо использовать комплексный подход к оценке, который учитывал бы негативное влияние на геосистемы в результате выбросов в атмосферу, сбросов в природные водоемы, обращения с отходами и других факторов технологических процессов металлургии. В настоящее время не существует общепринятой методики оценки геоэкологических рисков для предприятий металлургической отрасли. Основная ценность работы состоит в предложенной методике расчета интегрального показателя с учетом выявленных факторов, влияющих на оценку геоэкологического риска на металлургическом предприятии. Приведены результаты оценки геоэкологического риска на конкретном металлургическом предприятии. Применяя эффективные методы оценки рисков, организации могут повышать свой уровень экологической безопасности и обеспечивать устойчивое развитие региона.

Аннотация: Рассмотрены основные риски, связанные с автоматизацией технологического процесса на металлургических предприятиях. В настоящее время крупные российские металлургические компании разрабатывают и внедряют цифровые технологии, влияющие на уровень безопасности всего предприятия. Приведены факторы, тормозящие цифровую трансформацию в металлургической отрасли. В металлургии автоматизацию технологических процессов широко применяют для оперативного контроля и управления. Повышая эффективность и безопасность производственных процессов, минимизируя потери и оптимизируя использование ресурсов, уменьшая время на принятие решений и снижая затраты на обслуживание, автоматизация вносит новые элементы риска, начиная от технических сбоев и заканчивая психологическим воздействием на персонал. В связи с этим необходимо применение соответствующих методов управления, основанных на анализе вероятных сценариев аварий, выявлении возможных негативных последствий и опыте прошлых инцидентов. Представлены основные риски, связанные с автоматизацией технологического процесса и действия, которые важно предусмотреть для их минимизации. Приведен пример учета таких рисков на участке выплавки стали электросталеплавильного цеха в общей системе оценки риска предприятия. Показаны перспективные направления исследований в сфере автоматизации технологических процессов, позволяющие более точно прогнозировать состояние промышленной безопасности, оптимизировать использование ресурсов и снижать затраты на обеспечение безопасности. Важным аспектом является разработка и регулярное обновление нормативных правовых актов, регламентирующих безопасную эксплуатацию автоматизированных систем. Металлургическим предприятиям следует рассматривать развитие и внедрение автоматизированных систем как новый уровень возможностей, позволяющий добиться успеха в повышении производительности и экономической эффективности, сохранении безопасности. Это требует от руководства предприятия грамотного подхода к управлению рисками, проведения комплексных исследований, стратегического планирования и адаптации персонала.

Аннотация: Рассмотрен вопрос цифровизации охраны труда как в государственном секторе, так и на ведущих российских металлургических предприятиях. Приведены цифровые подходы и решения по управлению охраной труда в некоторых российских компаниях и текущие процессы цифровизации управления данным направлением на государственном уровне. Современный подход к управлению безопасностью на производстве заключается в использовании цифровых инструментов. Применение цифровых технологий в области охраны труда снижает риск травматизма и профессиональных заболеваний сотрудников. Профилактика нарушений, перевод государственных услуг в области охраны труда в электронный вид, повышение результативности специальной оценки условий труда, цифровизация проверки знаний по охране труда, методическая помощь являются основными направлениями работы, которые призваны максимально ускорить цифровую трансформацию охраны труда. В настоящее время наблюдается тенденция к использованию в системе управления охраной труда отечественных металлургических предприятий лучших мировых практик данной отрасли. На металлургических предприятиях лежит колоссальная ответственность, которая требует постоянного развития компетенций, гибкости и мгновенной реакции на происходящие изменения. Российские компании металлургической отрасли реализуют свои инновационные и цифровые программы, например мобильные приложения. Цифровизация способствует обучению сотрудников с помощью данных сервисов сокращению времени на подготовку документов за счет электронного документооборота, проведению удаленных медосмотров при помощи телемедицинского оборудования, проведению онлайн аудитов удаленных и труднодоступных объектов, сокращению сроков проведения проверок и в итоге — снижению травматизма и обеспечению более безопасного труда.

Аннотация: Приведены результаты оценки эффективности применения метода пульсирующей вентиляции при пылеосаждении орошением на этапах разгрузки железорудного концентрата. Указанный метод пылеосаждения необходим для обеспечения безопасности в местах возможных потерь материала и оптимизации перегрузки горно-металлургической промышленности (ГМП). Рассмотрены особенности применения этого метода и его воздействие на пыль ГМП. Приведены параметры пульсирующей вентиляции и системы орошения, а также графические зависимости изменения концентрации пылевых частиц в воздухе от частоты воздушного пульсатора, длительности работы пульсатора и диаметра форсунки, с помощью которой осуществляли орошение. Отмечены перспективность и эффективность метода в снижении воздействия пыли на воздух рабочей зоны и в местах разгрузки.

Аннотация: Металлостеклянные материалы представляют собой износостойкие композиционные материалы, обладающие повышенными эксплуатационными свойствами. Рассмотрена методика изготовления композиционных антифрикционных материалов методами порошковой металлургии. Изучены процессы, протекающие при формировании структуры в ходе спекания. Исследованы металлостеклянные материалы из металлической матрицы (порошок карбонильного железа) и армирующего компонента (порошок боя тарного стекла). Стадии изготовления включали размол в планетарной мельнице, формование в пресс-форме и спекание в защитной атмосфере. Исследование построено на проведении полного факторного эксперимента. Рассмотрены получение стеклянного порошка путем размола, смешивание с порошком железа и последующее прессование полученного порошка при помощи гидравлического пресса и спекания в защитной атмосфере. Варьировали объемное содержание стеклянного армирующего компонента и температуру спекания. Исследовали микротвердость и пористость, которые оказывают непосредственное влияние на износостойкость полученного материала. При помощи программного комплекса STATSOFT выполнено компьютерное моделирование и получена адекватная модель. Проведен микроструктурный анализ полученных образцов при помощи РЭМ Vega Tescan. Сформулированы основные выводы о причинах полученных зависимостей. Практическая значимость состоит в получении новых материалов с повышенными антифрикционными свойствами. Выявлено повышение износостойкости композиционных материалов с повышением температуры спекания и содержания стеклянного наполнителя на 4–5 %, что подтверждается результатами экспериментов и промышленных испытаний. Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость между факторами получения композиционных материалов, такими как температура и состав металлостеклянных материалов, микротвердость, износостойкость.

Аннотация: Важным направлением в области газотермических технологий является разработка теплозащитных керамических покрытий для термонагруженных деталей энергетического и авиационного машиностроения (камер сгорания, рабочих и направляющих лопаток, защитных пластин, тепловых экранов газовых турбин). Однако коэффициент термического расширения и значение твердости металлокерамических покрытий значительно отличаются от металлической основы обрабатываемых деталей. Поэтому с целью создания плавного перехода от подложки к рабочему керамическому слою формируют сначала переходный слой (подслой) из многокомпонентных порошковых материалов системы Ni – Cr – Co – Al – Y. Наиболее востребованными на отечественном рынке черной металлургии являются порошковые материалы марки ПНХ20К20Ю13 разных производителей. Изучены свойства данного интерметаллидного порошкового материала отечественного производства с дисперсностью частиц от 40 до 80 мкм и выполнено его апробирование в качестве исходного материала для плазменного напыления жаростойкого покрытия. Методами рентгенофазового и микроструктурного анализа установлено, что порошок имеет интерметаллидный фазовый состав на основе β-Ni(Me)Al-фазы. При высокотемпературном воздействии плазменного потока в напыляемом материале происходит фазовое превращение β → γ’. Методом дериватографических исследований установлено, что фазовый переход происходит в интервале температур 660–839 °C. В результате формируется покрытие системы Ni – Cr – Co – Al – Y с двухфазным интерметаллидным составом (β-Ni(Me)Al + γ′-(Ni, Me)3Al), слоистой микроструктурой зерен и дендритной структурой сфероидальных зерен. Покрытие характеризуется низкой общей пористостью (~5 %), твердостью по Виккерсу HV = 5,5 ГПа, шероховатостью Ra = 6,5 мкм. Исследованное покрытие рекомендовано к использованию как в качестве подслоя в составе двухслойных теплозащитных покрытий, так и в виде самостоятельного жаростойкого покрытия для защиты ответственных деталей энергетического и авиационного машиностроения.

Аннотация: Вопросы обеспечения стабильности структурного состояния и механических свойств являются актуальными для производства при обработке изделий, оценке качества и продлении ресурса. Приведены исследования влияния изменения структуры, получаемой в результате применения различных режимов термической обработки на примере жаропрочной, коррозионностойкой стали 14Х17Н2 (ЭИ268), которая относится к сталям мартенситно-ферритного класса, содержащим в своей структуре, кроме мартенсита, не менее 10 % феррита. Наибольшей коррозионной стойкостью она обладает после закалки с высоким отпуском. Сталь 14Х17Н2 является весьма сложной в технологическом отношении. Наличие в структуре данной стали большого количества δ-феррита оказывает вредное влияние на ход технологических процессов: ухудшает деформированность стали и резко снижает свойства пластичности (особенно ударной вязкости) при испытании образцов в тангенциальном или поперечном направлении, повышает анизотропность механических свойств. Установлена взаимосвязь между количеством δ-феррита и карбидной фазы, выделившейся на его границах, и механическими свойствами стали. Показано, что с повышением температуры закалки количество δ-феррита изменяется незначительно, а карбидной фазы уменьшается. Коррозионные испытания образцов в среде водного раствора калия роданида (KSCN) и серной кислоты (H2SO4) после различных режимов термической обработки показали, что с уменьшением количества карбидов хрома, выделившихся на границах δ-фазы, происходит уменьшение соотношения количества электричества (Sk:Sa), а глубинный показатель коррозии не зависит от количества δ-феррита и карбидов хрома. На поверхности всех образцов на участках границы δ-фазы и троостита отпуска видны следы коррозионного разрушения различной глубины.

Аннотация: В настоящее время уделяют все большее внимание аддитивным технологиям со стороны реального производства. Это обусловлено уникальными возможностями по созданию сложных, крупногабаритных заготовок с функционально-градиентными свойствами, особенно изделий из слоистых композиционных биметаллических материалов. К наиболее востребованным системам материалов относят биметаллы типа «низколегированная углеродистая сталь — коррозионностойкая хромоникелевая сталь», получившие широкое распространение в энергетической, военной и аэрокосмической отраслях промышленности. Одним из способов получения таких изделий является технология электродугового выращивания (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM). Однако, несмотря на большой научный задел, состав, структура и свойства биметаллических композитов, произведенных методом WAAM, изучены недостаточно. В связи с этим выполнено исследование влияния технологических параметров технологии WAAM на состав и структуру слоистого биметаллического композита Св-08Г2С – Св-07X25Н13. Экспериментальные образцы для исследований изготавливали методом WAAM при различных стратегиях и удельных энергиях печати. Изучена микроструктура шлифов, выполнен химический анализ различных зон композита. Показано, что режимы WAAM и стратегия наплавки во многом определяют структуру и фазовый состав основных слоев и переходных зон биметаллического композита. Структура стали Св-08Г2С в композите представлена ферритом и ферритно-цементитной смесью (перлит), а стали Св-07Х25Н13 — различными соотношениями аустенита, δ-феррита, карбидов и интерметалллидных фаз. Установлено, что распределение химических элементов на различных участках входящей в биметаллический композит стали Св-08Г2С стабильно и не зависит от параметров наплавки методом WAAM для стали Св-07Х25Н13. Для стали Св-07Х25Н13 распределение химических элементов существенно зависит от режима наплавки методом WAAM.

Аннотация: На примере технологии изготовления пружинной проволоки из стали 65Г, включающей в себя чередование операций холодной пластической деформации (волочения) и термической обработки, рассмотрены происходящие в материале структурные превращения, приводящие к формированию различных характеристик зерна аустенита и влияющие как на свойства полуфабриката, так и на готовую продукцию в целом. Исследовано влияние деформационного старения, протекающего при холодной пластической деформации, на процессы формирования действительного зерна аустенита при нагреве пружинной проволоки под закалку. Получены зависимости характеристик зерна аустенита (размера зерна, степени его разнозернистости, степени негомогенности и плотности дислокаций) от температуры нагрева при различных исходных состояниях ферритно-цементитной матрицы стали 65Г. Различия в исходных состояниях определяются в зависимости от типа дислокационной субструктуры, формирующейся после предварительной холодной пластической деформации и полноты протекания процессов, происходящих на первом этапе нагрева под закалку (деформационного старения, полигонизации, рекристаллизации в феррите, сфероидизации цементита). Установлено, что при исключении влияния случайности факторов, сопутствующих динамическому деформационному старению, характеристики зерна аустенита значительно улучшаются: получаемое зерно аустенита более мелкое, однородное, устойчивое к росту при сохранении достаточной плотности дислокаций. Путем расчета обобщенного показателя выявлено, что наилучший комплекс параметров зерна аустенита, приводящий к улучшению структурной однородности стали 65Г, достигнут после проведения низкотемпературного искусственного старения перед окончательной термообработкой.