Катедра „Физична металургия и топлинни агрегати”

Исторически погледнато, преподавателите и научните звена на катедрата са наследници на катедри Леярство и обща металургия и Металургия на черните метали (1960), в резултат от настъпилите структурни промени в създадения през 1953 година Факултет по Металургия.

Въз основа на нарастващия интерес към специалностите във Факултета по Металургия, увеличаването на преподавателския състав, развитието и разширяването на научните интереси и направления, през 1983 година отново настъпват структурни промени. Създават се две нови катедри – Обработване на металите чрез пластична деформация и Металургично оборудване, преименувани през 1991 година на Пластична деформация и термично обработване на металите и Металургични пещи и агрегати. През 2000 година, тези две катедри се обединяват и дават началото на катедра Физична металургия и топлинни агрегати.

В сегашния си вид катедра ФМТА естествено обединява трите направления, съответстващи на съставящите я звена, а именно:

Обработване на металите чрез пластична деформация, Металознание и термично обработване на металите и Енергийна и екологична ефективност в металургията.

За ръководител на катедрата е избран доц. д-р инж. Борис Стефанов, който ръководи катедрата до 2003 година. От 2003 до 2012 година, ръководител на катедрата е проф. дтн Донка Ангелова, а в края на 2012 година за ръководител на катедрата е избран доц. д-р инж. Димитър Кръстев.

Направление „Обработване на металите чрез пластична деформация”

Основател на направлението е изтъкнатият наш учен, професор, дтн Йосиф Кючуков, изпълнявал административните длъжности – декан на Факултета по металургия, ръководител катедра, работил в UNESCO в областта на науката и образованието, първият директор на завод Стомана в Перник, ръководител на множество проекти в металургичните предприятия в страната. Създал е научните направления по Методи за обработване на метали, Разрушаване на метали, Изпитване на метали с многобройни дипломанти, докторанти и научни сътрудници.

От създаването на катедрата академичният състав на направлението е динамичен. Сега в него работят проф. дтн Д. Ангелова, доц. д-р инж. Т. Койнов, доц. д-р инж. Р. Йорданова и гл. ас. д-р инж. С. Янкова и десет докторанта. Преподавателите са автори на 18 учебници, монографии, ръководства, справочници и учебни помагала, с които е обезпечен учебния процес и се постига високо качество на обучението.

В направлението се обучават бакалаври, магистри и доктори по научните направления Металургия и Материали и материалознание. Студентите развиват знания и умения за различните конвенционални и нетрадиционни методи за обработване на металите чрез пластична деформация; за избор и оптималното използване на металите в конкретни експлоатационни условия; в областта на разработването, изследването, производството, качеството и приложението на различните видове метали и сплави и на готови изделия от тях.

Направлението поддържа връзки с университети в Германия, Франция, Гърция, Великобритания, Сърбия, Македония, Русия и Япония. Дипломантите и докторантите изработват част от дипломните си работи и дисертации по международни образователни програми ERASMUS в университети в Германия (Clausthal University of Technology), Франция (Paul Verlaine University-Metz; Lille University of Science and Technology; University du Maine-LeМans) и Гърция (Democritus University of Thrace-Xanthi).

От 2000 година, дипломираните в направлението студенти са се реализирали като високо квалифицирани инженерни и управленски кадри в различни сфери на частния и държавния сектор на промишлеността; лабораториите за изпитване и контрол на металите; като експерти и консултанти в областта на пластичната деформация и технологии; в научно-изследователската сфера за усъвършенстване на технологични процеси, изследване на нови материали, моделиране и конструктуиране; както и в търговскоменижърските и консултантските фирми.

В направлението се обучават 12 докторанти, 2 от които са защитили образователната и научната степен „доктор”. Докторантурите са в областта на разрушаването, умората и изпитването на черни и цветни метали, както и свързани с усъвършенстване на технологиите за пластична деформация. Пет от темите са свързани с решаването на конкретни производствени проблеми. Консултанти по разработването на тези теми са водещи специалисти от София мед АД, Стомана индъстри АД– Перник, Радомир метали ЕООД.

Преподавателите от направлението са участвали в национални договори, финансирани от ФНИ към МОMН, ХТМУ и БАН, както и в два чуждестранни проекта – с General Motors of Canada, Oshawa, Ontario, Canada и Aleris Aluminum Duffel B.V.B.A., Duffel, Belgium.

Научната дейност на колектива е в направленията: механизми на пластичната деформация – моделиране на процеси; методи за обработване на метали; усъвършенстване на технологии за пластична деформация, продукти и качество; механични и технологични изпитвания на метали; чувствителност на метали към образуване на пукнатини; разрушаване и умора на метали – оценка на опасността от нарушаване на структурния интегритет, моделиране.

В направлението функционират лабораториите по „Пластична деформация”, „Физика на металите” и „Механични изпитвания на металите, оборудвани с машина за изпитване на умора във въздух и в корозионна среда при схема на натоварване „огъване при въртене”, лабораторен валцов стан, универсална машина за изпитване при опън, натиск и огъване, хидравлична изпитвателна машина за механични изпитвания, хидравлична преса, уред за изпитване на твърдост по Brinell и Rockwell, нагревателни пещи, микроскопи Neophot, Carl Zeiss Jena, използвани за микроструктурен анализ, проследяване на пукнатини, фрактографски анализ и др.

Направлението поддържа тесни контакти с водещи фирми от металургичната промишленост – София мед АД, Стомана Индъстри АД-Перник, Радомир Метали АД, Алкомет АД-Шумен, Стилмет АД. Взаимодействието се осъществява под формата на експертна, консултантска, изследователска (решаване на производствени проблеми) и преподавателска (обучение на производствения персонал в областта на технологиите) дейност, разработване на съвместни дипломни работи и дисертации, провеждане на производствени стажове и практически занятия, участие на специалисти от фирмите в държавни изпитни комисии и други.

В направлението са осъществявани дейности и са разработвани проекти, свързани с прилагането на научните изследвания в областта на висшето образование: международна програма «EU Programme on Human Capital and Mobility: Establishing a Materials Science Education Network”; международен проект за организиране на традиционни летни училища “Механика на разрушаването, умора и структурен интегритет на инженерни материали и наноматериали” (IFMASS) за млади учени, експерти, инженери и докторанти от страните от Югоизточна Европа; международна мрежа с изследователско и образователно предназначение “Online Materials Databases and Materials Project-Documents Network”; научно-образователни проекти с Sheffield University и Manchester University под егидата на Програмата “Академични връзки” на Британския съвет, както и с Kyushu University, Fukuoka, Япония.

Въз основа на международните контакти, създадени в направлението, ХТМУ подписва договори за изследване и обучение с University du Maine, Le mans, France за създаване на Академичен форум в областта на материалознанието и енергийната и екологичната ефективност; с Faculty of Technology & Metallurgy, University of Belgrade, Сърбия, както и с Московския държавен открит университет, Русия в областта на металургията и технологиите.

Направление ”Металознание и термично обработване на металите”

Направление Металознание и термично обработване на металите (МТОМ) е едновременно фундаментално и специализиращо в областта на металургията и материалознанието. Преподавателите четат лекции и водят упражнения по дисциплини в специалности и от трите факултета на ХТМУ.

Основател на направлението е проф. дтн инж. Никола Рашков. През годините на съществуване академичният състав на направлението се е променял. В направлението са работили 1 професор, доктор на техническите науки, 4 доценти, доктори и 6 главни асистента. Сега академичният състав на направление МТОМ се състои от доц. д-р инж. Д. Кръстев, доц. д-р инж. Б. Йорданова, гл. ас. д-р инж. Р. Гаврилова, гл. ас. инж. К. Клявков, инж. В. Лазарова и 3 докторанти. От 2000 г. в направлението са обучени над 950 студенти, дипломирали са се 22 бакалаври и 43 магистри. Преподаватели от направлението са автори на 9 монографии и 15 учебника.

През последните години членове на колектива на направлението са участвали в четири национални проекта, финансирани от ФНИ при МОМН в областта на нанотехнологиите и в над 10 договора с наши предприятия в областта на металургията и машиностроенето. Разработени са два оригинални за световната практика метода в областта на електроискровата обработка на металите и сплавите, така наречените „Електротермичен въртящ се слой” и „Електроискрова повърхностна обработка на метали и сплави в електролит”.

В направлението работят лабораториите: „Рентгеноструктурен анализ и сканираща електронна микроскопия”, „Светлинна металография” и „Термично обработване на металите”.

Направлението разполага с оборудване за провеждане на изследвания в областта на металографията и термичното обработване на металите – дигитална камера модел DCM-500; девет металографски микро-скопи – Neophot, Ephityp, Reichert и MMR; рентгенов дифрактометър TUR, модифициран през 2006 година; сканиращ електронен микроскоп „SS-40”; апарат за диференциален термичен анализ; пещ тип „Солна вана”; камерни пещи; твърдомери; полираща машина „LECO”; машини „Metasinex” и пробо-подготвителна машина „Metasecar”.

Колективът на направлението осъществява експертна, преподавателска и изследователска дейност в Аурубис АД, София Мед АД, Промет АД и ЕПИК ЕА ЕООД.

Преподавателите от направление МТОМ работят по ERASMUS проект с Institut für Werkstoffund Fügetechnik, Otto-von-Guericke-Universität-Magdeburg, Германия. Направлението поддържа връзки с университети в Германия, Румъния и Македония.

Направление „Еенергийна и екологична ефективност в металургията”

При създаването на катедра ФМТА, структурно звено на катедрата е направлението „Металургични пещи и агрегати”, което през 2009 година е преименувано в „Енергийна и екологична ефективност в металургията”.

През последните години, членове на направлението в различни периоди от време са заемали ръководните длъжности на ХТМУ – Ректор, четирима Зам. Ректори, трима Декани на Факултета по металургия и материалознание, двама Директори на структурни звена на университета. Сега в направлението работят доц. д-р инж. В. Петков, доц. д-р инж. Б. Стефанов, доц. д-р инж. Е. Михайлов, доц. д-р инж. Р. Станев, гл. ас. д-р инж. Д. Чошнова и 6 докторанта. Преподавателите участват в 11 договора по програма ERASMUS с университети в Австрия, Германия, Гърция, Италия, Португалия, Румъния и Франция, както и поддържат партньорство с университети във Великобритания, Македония, Русия и Полша. Автори са на 17 учебника и учебни помагала по дисциплините, преподавани в направлението.

Дипломираните инженери работят като мениджъри и служители на фирми за добив и търговия със суровини, метали и енергоносители, в стопанските и управленческите отдели на държавни учреждения, като топлотехници, технолози на цехове и други.

В направлението са разработени над 150 научно-изследователски проекта, част от които са с реализиран икономически ефект. В областта на енергийната ефективност са проведени курсове за обучение, разработени са методики и са осъществени обследвания за оценка на сгради и промишлени съоръжения на ниво агрегати, технологични линии, и производства. В областта на екологичната ефективност са проведени изследвания на преноса на емисиите във въздуха към концентрациите на вредни вещества в приземния слой на атмосферата. Направени са оценки за въздействие върху околната среда и съпоставки с най-добрите налични техники на инвестиционни намерения и реално действащи производства.

Изследователската дейност на колектива се развива в следните научни направления: металургична топлотехника – изследвания, оптимизиране, физично и математично моделиране на преносните процеси в металургичните пещи и агрегати, усъвършенстване на принципите при проектирането им, изследване на характеристиките на материалите за изграждане на тези съоръжения и на обработвани-те в тях продукти; енергийна и екологична ефективност – ефективното управление на енергоресурсите изисква съчетаване на различни подходи и технически решения, насочени към разкриването и оползотворяването на енергийния потенциал на системите, екологичното им осигуряване, усвояването и реализацията на енергоикономични и екологосъобразни технологични и конструктивни решения; разработени са методики и софтуерни продукти за оценка и оптимизиране на режимните параметри на агрегатите и съоръженията; диагностика и предсказващо поддържане на производствени инсталации – разработена е методика за комплексен подход при диагностициране и оценка на състоянието на високотемпературно оборудване, използвайки резултати от термографски измервания в комбинация с такива от математически модели и експертни знания; приложение на възобновяемите енергийни източници в металургията – изследват се възможностите за допълнително предварително нагряване чрез слънчева топлина на въздуха, подаван към горивните системи на пещите; създаване на ефективни схеми за синергия на различни вторични енергийни източници чрез комбиниране на предимствата им; газифициране на биомаса за енергетични нужди; разработени са математични модели за определяне на продуктите на газификация и енергетичния им потенциал, позволяващи оценка на ефективността на работа на инсталацията в зависимост от суровините и режимните параметри на процеса на газификация.

В направлението са създадени лабораториите „Металургична топлотехника” и „Интелигентна диагностика”, оборудвани със съвременни прибори за топлотехнически измервания и провеждане на изследвания – водородна клетка; инфрачервена (термографска) камера; инфрачервен комбиниран термометър за безконтактно и контактно измерване на температурата; калориметричен прибор; контактни термодвойки; прибори за измерване на налягане, скорост, температура и влажност на газове.

Осигурен е специализиран, стандартен и in-house софтуер за провеждане на числени анализи и диагностика на топлинни обекти и вибрационен анализ на механични съоръжения. Разработени са мултифункционални и интердисциплинарни стендове за обучение и научни изследвания в областта на топлотехническите и хидродинамичните измервания; инфрачервената термография; диагностиката на високотемпературни обекти; безразрушителния контрол; вибрационнния анализ; диагностиката на механични съоръжения; изследване на параметрите на газовя факел, охлаждащите водни и водо-въздушни струи; работата на топлообменни апарати.

Направлението поддържа контакти с фирмите: Аурубис България АД, Джи Еф Еф АД, Енерсис АД, КЦМ АД, Радомир Метал Индъстрийз АД, Рефран ООД, Руа България ЕООД, СОФЕНА, София Мед АД, Стомана Индъстри АД, Хелиос-металург ООД и други. Сътрудничеството се осъществява под формата на обучение на производствения персонал в областта на технологиите, консултантски услуги, разработване на съвместни дипломни работи и дисертации, провеждане на производствени стажове, решаване на производствени проблеми, кандидатстванепо структурни и международни проекти, осъществяване на съвместни публикации, изнасяне на лекции от водещи специалисти от фирмите и участието им в държавни изпитни комисии.