Кандидат технических наук, доцент кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии» Самарского политеха Ринат Биктимиров вместе с коллегами по вузу разработал уникальную технологию производства марочных сплавов с максимальным вовлечением металлических отходов. Поскольку наибольшую долю во вторичной цветной металлургии занимают такие дефицитные металлы, как алюминий и медь, то в своих исследованиях основной упор ученые сделали на технологии рециклирования ломов и отходов именно на основе указанных металлов.

«Рациональное использование материалов сегодня является общемировой тенденцией. Поэтому, идея, можно сказать, витала в воздухе. В 2014 году мой научный руководитель Владимир Иванович Никитин стал инициатором моих исследований по переработке металлов. Он объяснил мне, что это очень актуальная тема, и у нее большие перспективы. Металлические отходы так использовали и ранее, но мы сфокусировались именно на их максимальном вовлечении в переработку».

Металлические отходы сначала очищают от смазочно-охлаждающей жидкости, греют, чтобы убрать ее остатки, потом проводят магнитную сепарацию — очистку от железосодержащих примесей (например, от железной стружки). Затем стружка переплавляется по разработанной технологии и используется при синтезировании рабочих сплавов.
Металлические отходы перерабатывают, в основном, с помощью роторных печей. В них стружка перемешивается с флюсом и плавится.

Но преимущество технологии, разработанной в университете, состоит в том, чтобы синтезировать сплавы именно с максимальным вовлечением отходов.
Разработка активно применяется на практике. В центре литейных технологий вуза выполняют штучные и мелко серийные заказы для самарских и московских предприятий. Есть заказы и из других регионов. Из сплавов, полученных таким путем, изготавливают различные детали для самолетов, а также другие изделия под задачи заказчиков.

Разработка решает несколько важных задач. Во-первых, проблему утилизации отходов. От переработки металлов скапливается большое количество отходов. Их нужно куда-то девать, а не просто отправлять на захоронение. Во-вторых, технология значительно экономит электроэнергию — при повторном использовании металла экономится до 95% электроэнергии. Также снижается нагрузка на экологию.
Все это особенно ценно на фоне того, что рудные запасы цветных металлов истощаются, а стоимость первичных металлов для приготовления сплавов в металлургическом и литейном производствах очень высокая.

Сплавы на основе алюминия широко применяются практически во всех отраслях промышленности: электроэнергетике, строительстве, автомобиле- и машиностроении, производстве различного оборудования, упаковки и др.
А вот преимущества технологии в цифрах и доказательства ее экономического эффекта. Разница в энергозатратах при производстве продукции из первичных и рециклируемых металлов существенна: на производство первичного алюминия затрачивается энергия, равная 190 мегаджоулей на тонну, а на производство рециклируемого алюминия – всего 20 мегаджоулей на тонну.

Мегаджоуль (МДж) — единица измерения энергии, равная одному миллиону джоулей.

Мегаджоуль
(МДж) — единица измерения энергии, равная одному миллиону джоулей.

Мегаджоуль (МДж) — единица измерения энергии, равная одному миллиону джоулей.

Замена деталей из чугуна на детали из алюминиевых сплавов сможет снизить массу современного легкового автомобиля примерно в три раза. Отливка блока цилиндров из чугуна, в среднем, весит 72 кг, а она же из алюминиевого сплава – 23 кг. После механической обработки деталь из чугуна будет весить 44 кг, из алюминия – 14 кг. Таким образом, замена чугунных и стальных (в том числе и кузов) деталей на детали из легких сплавов позволит снизить массу автомобиля в среднем на 62-63%. В итоге, на 100 км пробега это позволит экономить 2-3 литра бензина. А это, в свою очередь, обусловит и сокращение выбросов в атмосферу.

Еще одно преимущество самарской разработки — выигрыш в стоимости изделий, произведенных из рециклируемых ломов и отходов, по сравнению с такими же изделиями из первичных материалов. Это уже прямая выгода для конечного потребителя.
И, конечно, главной задачей при разработке эффективных технологий рециклирования является обеспечение качества изделий не ниже, а даже выше по сравнению с изделиями из первичных материалов.

«В науку я попал случайно, и это, кстати, не редкость. Мой первый научный руководитель Никитин Владимир Иванович предложил мне устроиться на полставки инженера на кафедру «Литейные и высокоэффективные технологии». Там-то я и открыл для себя безграничный мир науки. Потом я по совместительству устроился на ставку ассистента, и теперь наука со мною навсегда».

«Наука – призвание для всех тех, кто хочет приносить природе и людям реальную пользу. Пользу, которую видно, которая действительно упрощает быт людей, улучшает качество их жизни, экономит их деньги, уменьшает загрязнение окружающей среды».

«Мой первый научный руководитель Владимир Иванович Никитин. Он всегда был полон идей, энергичен и смотрел далеко в будущее. Если бы не он, возможно, я бы и не начал заниматься литейными разработками».