Упор на керамику

14.09.2023
Как разные государственные программы помогли создать конкурентоспособное керамическое производство

ООО «Научно-технический центр "Бакор"», производящее инновационную техническую керамику, в том числе огнеупорную и фильтровальную,— пример успешного импортозамещения, начавшегося еще в СССР.

Что нам известно о керамике? Посуду из нее делают, вазочки, статуэтки. Но это лишь малая, бытовая часть керамических изделий. Главная сфера применения керамики — промышленность. «Огнеупорная керамика используется, в частности, для футеровки металлургических, стекловаренных и других печей,— рассказывает Михаил Королев, заместитель генерального директора по инновационно-техническому развитию НТЦ "Бакор".— Футеровка — это облицовка внутренней поверхности печи огнеупорными материалами. Там, где температура выше тысячи градусов, обязательно применяется керамика. Другие материалы не выдерживают такой температуры. Существует также фильтровальная керамика с пористой структурой, необходимая для фильтрования различных растворов. Керамические фильтры применяются, в частности, при обогащении природных ископаемых».

Немного истории

Советские предприятия выпускали техническую керамику, но ее свойства, качество и объемы сильно отставали от потребностей производства, которое развивалось и требовало все новых ее видов. «С появлением новых технологий, в том числе ядерных, промышленности потребовались керамические материалы с улучшенными характеристиками,— объясняет Михаил Королев,— поскольку температура этих технологических процессов перевалила за отметку 1850 градусов. К огнеупорным материалам повысились требования по стойкости к агрессивным расплавам. Расплавы стекла, например, очень агрессивные, они разъедают стекловаренные печи, если печи футеровать простыми огнеупорами. Тогда же, в конце прошлого века, появились сверхчистые металлы, которые содержат очень мало примесей. Они используются во многих отраслях, включая электронику, медицину, авиацию, атомную, электронную и радиотехническую промышленность. Для выплавки таких металлов необходимы керамические покрытия из материалов, которые не передавали бы в металл посторонних включений».

Промышленность СССР к таким вызовам оказалась не готова. Особенно отставало производство огнеупорной керамики. Керамические материалы на основе оксида хрома вообще не выпускались, а между тем именно они требовались на производстве, поскольку оксидная керамика отличается высокой стойкостью в окислительных средах и повышенной огнеупорностью. Пришлось закупать керамику западных компаний Vesuvius Glass Group (Германия) и Saint Gobain (Франция). Такая же история была с тиглями для плавки жаропрочных сплавов, необходимых для изготовления турбинных лопаток авиационных двигателей. Их закупали у британской компании Viland, диктовавшей монопольные цены. А фильтрующие элементы из пористой проницаемой керамики для дисковых вакуумных фильтровальных установок, так необходимые для обогащения полезных ископаемых, поставляла финская Outocumpu, тоже не имевшая конкурентов и оттого задиравшая цену.

Ситуация усугублялась нараставшим социально-экономическим кризисом. Властям пришлось реагировать, и в 1987 году «с целью ликвидации отставания в разработке и применении эффективных коррозионностойких огнеупорных изделий и теплоизоляционных материалов» решением Совмина СССР была создана Центральная проблемная лаборатория фосфатных материалов. Организована она был в городе Щербинке Московской области. Лаборатория взялась решать амбициозную и почти непосильную задачу — создание конкурентоспособных образцов отечественной керамики во всех этих областях.

В свободном плавании

В 1991 году, когда СССР прекратил существование и страна стала постепенно переходить к рыночной экономике, на базе лаборатории фосфатных материалов был организован НТЦ «Бакор». Кредиты стоили дорого, но производство работало и расширялось. Финансами помогли Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и Российский фонд технологического развития. Решив задачу с огнеупорами на основе оксида хрома и завоевав добрую половину российского рынка, «Бакор» перешел к разработке фильтрующих элементов из пористой проницаемой керамики для горнодобывающей промышленности. «В конце 1990-х годов к нам обратился "Норильский никель", чтобы мы разработали аналог финских фильтрующих элементов,— рассказывает Михаил Королев.— Они поставили у себя финское оборудование для фильтрации концентрата, но цена на фильтрующие элементы была заоблачной, что ставило предприятие на грань рентабельности, и они предложили нам сделать аналог».

Первый блин получился комом. «Когда мы поставили им первую партию, все наши фильтры лопнули»,— вспоминает Михаил Королев. В «Норильском никеле» к ситуации подошли с пониманием, согласившись ждать новую партию. У «Норильского никеля» были чертежи финских образцов, и «Бакору» предлагали их изучить, но бессменный гендиректор компании Борис Красный наотрез отказался, сказал: «Мы сделаем лучше».

Буквально за полгода «Бакор» разработал уникальную технологию, которую впоследствии запатентовал. Фильтры по многим параметрам превосходили финские и были приемлемыми по цене, а в качестве бонуса «Норникель» получил сервисную и технологическую поддержку. Сегодня среди клиентов компании «Росатом», «Северсталь», НЛМК, УК «Металлоинвест», «Норильский никель», «Фосагро». «Мы экспортируем огнеупорную и фильтровальную керамику в 16 стран мира,— подчеркивает Королев.— В том числе в Казахстан, Белоруссию, Киргизию, Узбекистан, Индию, Чили, Мексику, Перу».

В духе времени

У «Бакора» четыре научно-исследовательских центра (специальной керамики, фильтрации и обогащения, экологии, автоматизации и цифровизации) и две производственные площадки — завод по производству керамики в Москве и машиностроительный в Вологде. В чем выгода соединения научных подразделений с производством? «Мы оказываем нашим клиентам полный спектр услуг и имеем с ними прямую обратную связь,— отвечает Королев.— К нам приходят с проблемой, мы придумываем, как ее решить, а потом воплощаем это решение в материалы и оборудование, монтируем его, проводим пусконаладочные работы и осуществляем сервисное обслуживание. Мы стараемся быть как можно ближе к нашим партнерам и своевременно реагировать на их потребности».

С этой целью в компании создан ситуационный центр для работы с большими данными, который получает и анализирует данные о работе оборудования на различных комбинатах. «Фиксация малейших отклонений от нормы позволяет нам своевременно реагировать, предотвращая аварийные ситуации, проводя превентивный, а не аварийный ремонт. Кроме того, собранный массив данных ляжет в основу нашего смарт-оборудования — разрабатываемого нами программно-аппаратного комплекса, который позволит выбирать оптимальные параметры работы оборудования для обеспечения нужного заказчику результата»,— говорит Королев.

Экологическое направление связано с применением керамических фильтров собственного производства, на основе которых создается система пылегазоочистки, в том числе высокотемпературной. «Если из печи выходит газ при температуре, допустим, 1200 градусов, его нельзя сразу отправить на очистку, а сначала надо охладить, то есть разбавить холодным воздухом,— объясняет заместитель гендиректора по инновационно-техническому развитию.— Это значит, что возрастает объем газа, который отправляется на очистку. Приходится строить огромные газоочистные сооружения. Но эта проблема легко решается в случае установки керамических фильтров. Керамика может служить при температуре более тысячи градусов, следовательно, сокращаются объемы фильтруемого газа и число фильтров, которые необходимо поставить. При этом на выходе газы сохраняют высокую температуру, их можно использовать для генерации тепла или электроэнергии. Таким образом, пылегазоочистка с применением керамических фильтров превращается из затратной как минимум в самоокупаемую. Эта технология входит в справочник наилучших доступных технологий. Сейчас мы проводим испытания нашей газоочистной системы на Магнитогорском металлургическом комбинате, "Технониколе", Ярославском нефтеперерабатывающем заводе».

Инновации с поддержкой

Одна из последних инновационных разработок «Бакора» — технология 3D-печати крупноформатных керамических изделий, с которой компания в августе этого года вышла в финал конкурса «Новатор Москвы», проводимого под эгидой московского мэра. Метод защищен пятью патентами. Его уникальность — в возможности создавать крупногабаритные элементы, ведь привычные нам рамные 3D-принтеры печатают изделия относительно небольших размеров.

«Наше оборудование выглядит как рука,— рассказывает Михаил Королев.— Вы наверняка видели роботизированные руки, которые что-то прикручивают? А у нас рука с форсункой, которая может печатать керамические изделия. В отличие от рамных принтеров она не имеет ограничений по размерам. Мы же не будем строить принтер высотой с девятиэтажный дом, чтобы напечатать печь, правильно? А с помощью руки это можно делать». Для печати используются пористые гранулы и специальная суспензия. Когда изделие формируется, влага уходит в пористые гранулы, что дает надежное сцепление слоев, равномерность и прочность структуры. Метод позволяет значительно снизить затраты на производство, ведь теперь не надо хранить готовые изделия на складах, тратить деньги на транспортировку и монтаж, объясняет заместитель гендиректора. Привезли заказчику оборудование для 3D-печати, порошок и суспензию — и у него на глазах рождается нужная деталь. «У нас есть лабораторный образец, который мы испытали у себя в лаборатории. Сейчас мы находимся на этапе создания промышленного образца, который пока будет печатать достаточно простые изделия»,— комментирует Королев.

Благодаря своим инновационным подходам НТЦ «Бакор» стал в 2021 году резидентом Московского инновационного кластера, который оказывает большую поддержку предприятию. «Мы стараемся пользоваться всеми мерами поддержки, которые предлагает Московский инновационный кластер,— говорит в заключение Михаил Королев.— Это гранты на компенсацию лизинговых платежей и затрат на покупку оборудования, получение патентов, а также участие в технологических конкурсах. Правительство Москвы, присвоившее нам в 2019 году статус промышленного комплекса Москвы, тоже помогает: предоставляет льготы по налогам на землю, прибыль, имущество. От Московского фонда поддержки промышленности и предпринимательства мы получаем льготные займы на развитие производственной базы. Одно дело отвлекать деньги из оборота и на них развиваться, и совсем другое — взять их под небольшой процент. Рост нашего предприятия показывает эффективность всех этих мер».

Источник: