Но что делают из алюминия, ведь известно, что он применяется в разных отраслях промышленности? Сегодня речь пойдет о литейном производстве, мы расскажем, как и когда вместо технического алюминия на Саяногорском алюминиевом заводе стали выпускать алюминий для конечного потребителя, и для каких автомобилей колесные диски делают из нашего хакасского металла. Но если этот самый процесс делал ту же сталь намного прочнее, то сплав из алюминия крепче от такого закаливания не становился.
Драгоценный алюминий: преимущества, недостатки, сфера применения
| Цены на алюминий в 2024: как меняются, как влияют на «Русал» | Алюминиевую отрасль России по ошибке принято относить к добывающей, хотя по факту она выступает перерабатывающей, поскольку алюминий невозможно добыть из недр. |
| Большое будущее алюминия | Добывающая промышленность | Высокие электропроводность и теплопроводность алюминия позволяют использовать этот металл для производства электрических проводов и радиаторов систем отопления. |
| Как добывают алюминий или что скрывает Русал | Почти за семь лет существования Алюминиевая ассоциация многое сделала для расширения применения алюминия, актуализации нормативной базы. |
| Материаловедение: алюминий и алюминиевые сплавы | Сегодня речь пойдет о литейном производстве, мы расскажем, как и когда вместо технического алюминия на Саяногорском алюминиевом заводе стали выпускать алюминий для конечного потребителя, и для каких автомобилей колесные диски делают из нашего хакасского металла. |
Как добывают алюминий или что скрывает Русал
Боксит перерабатывается для получения оксида алюминия, который затем очищается для получения алюминия с использованием криолита в качестве растворителя. В электротехнической промышленности алюминий и его сплавы применяют для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. Это делает выпуск алюминия в Европе бессмысленным. Сегодня речь пойдет о литейном производстве, мы расскажем, как и когда вместо технического алюминия на Саяногорском алюминиевом заводе стали выпускать алюминий для конечного потребителя, и для каких автомобилей колесные диски делают из нашего хакасского металла.
«Зима близко»: алюминиевая отрасль России на пороге тяжелого кризиса
Опыты с фтористыми солями Ca, Mg, Na и K были неудачными: либо температура их плавления была слишком высока, либо они в принципе были не способны растворять оксид алюминия. Только через полгода нашлась соль плавиковой кислоты, которая и оксид алюминия растворяла и имела температуру плавления, соответствующую мощности его электролизной печи. Это был гексафтороалюминат натрия Na3[AlF6] — криолит. Тот самый криолит, который разорил одну из первых фабрик по производству алюминия по методу Девиля в Руане, и который Девиль потом заменил там на боксит. Но в случае электролиза выбор криолита экономически был оправданным, здесь он был не исходным сырьем для производства алюминия как вначале у Девиля , а «катализатором» электролитического извлечения алюминия из его оксида дешевого природной сырья — глинозема, например, того же боксита.
Внутри осколков криолита было несколько серебристых «самородков», которые оказались чистым алюминием. В тот же день он написал письмо своему брату Джорджу, в котором описал свои опыты и спросил совета, как теперь ему оформить патент и кто бы, по мнению Джорджа, мог вложиться в создании компании по промышленному производству алюминия его, Чарльза Холла, методом. На следующий день он снова написал брату о том же самом, а в начале июля они вдвоем поехали в Вашингтон подавать патентную заявку на «Способ восстановления алюминия из его фтористых солей электролизом». В октябре Холл получил от патентного эксперта заключение: некий Поль Л.
Эру уже получил патент на аналогичное изобретение 23 апреля 1886 года во Франции и подал заявку на патент США 22 мая 1886 года. Иными словами, Чарлз Холл опоздал со своей заявкой, его метод уже был изобретен. В отличие Холла Поль Эру, как говорится, университетов не кончал, хотя много занимался самообразованием, прочитав среди прочего упомянутую выше книжку Девиля «Об алюминии» и что называется загорелся идеей производить алюминий, причем новым электролизным методом, и разбогатеть. Но он был должен унаследовать кожевенный бизнес отца, и родитель отправил его набираться ума разума в престижную инженерную школу Ecole des Mines в Париже.
Оттуда Поль Эру писал матери: «Я вынужден посвящать все свое время работе над своей идеей из-за страха, что кто-то другой может раньше меня обнаружить процесс, который я пытаюсь довести до конца. У меня просто нет времени на учебу… Несколько раз я пытался заговорить на эту тему с папой, но всегда сдавался, опасаясь, что над мной будут смеяться… Сегодня стоимость алюминия для производителя составляет 60 франков за килограмм. Я мог бы продавать его за 8 франков, а при большой мощности производства стоимость составила бы 4 франка. Ты должна понимать, насколько важным может быть такой бизнес.
Пожалуйста, ответь мне. Твой сын». По всему выходит, что мать Поля не убедила мужа оставить ребенка в покое и дать ему возможность заняться тем, чем он хочет. Во всяком случае, Поль Эру, не проучившись в Горной школе и года, записался добровольцем в армию и прослужил там в артиллерийском полку два года.
Только когда его отец в 1885 году скоропостижно умер, он вернулся в отчий дом в парижском пригороде Жантийи, где удалился в сарайчик на территории отцовского завода, чтобы заняться электролизом алюминия. После нескольких неудачных попыток Поль Эру, как и Чарлз Холл, выбрал в качестве растворителя оксида алюминия криолит и в качестве реактора графитовый тигель. Разница была лишь в том, что Холл подавал ток в реактор из хром-цинковой батареи Бунзена-Поггендорфа, а Эру воспользовался мощной по тем временам динамо-машиной 400 А-30 В , которая обошлась ему в 50 тысяч франков целое состояние по тем временам! В апреле 1886 года Поль Эру дозрел до патентной заявки, в которой он писал: «Способ получения алюминия, который я намерен запатентовать, заключается в разложении оксида алюминия, растворенного в ванне с расплавленным криолитом, с одной стороны с помощью электрода, контактирующего с тиглем из спеченного древесного угля, содержащего криолит, и, с другой стороны, с помощью другого электрода из спеченного древесного угля, который погружается в ванну.
Чарльз Холл, воспользовавшись поддержкой друзей, организовал Питтсбургскую восстановительную компанию, которая запустила свой первый завод в Кенсингтоне неподалеку от Питтсбурга 18 сентября 1888 года. В первые месяцы он выпускал лишь около 20-25 кг алюминия в сутки, а в 1890 — уже по 240 кг ежедневно. Свои новые заводы компания расположила в штате Нью-Йорк вблизи новой Ниагарской гидроэлектростанции. Алюминиевые заводы и в наше время строятся в непосредственной близости от мощных, дешевых и экологичных источников энергии, таких как ГЭС. В 1907 году Питтсбургская восстановительная компания была реорганизована в Американскую алюминиевую компанию или сокращенно Alcoa. В 1889 году технологичный и дешевый метод производства глинозема — оксида алюминия, основного сырья для производства металла — изобрел австрийский химик Карл Иосиф Байер, работая в Санкт-Петербурге Россия на Тентелевском заводе. В одном из экспериментов ученый добавил в щелочной раствор боксит и нагрел в закрытом сосуде — боксит растворился, но не полностью. В нерастворившемся остатке Байер не обнаружил алюминия — оказалось, что при обработке щелочным раствором весь алюминий, содержащийся в боксите, переходит в раствор. На основе методов Байера и Холла-Эру основаны современные технологии получения алюминия.
Таким образом, за несколько десятилетий была создана алюминиевая промышленность, завершилась история о «серебре из глины» и алюминий стал новым промышленным металлом. Широкое применение На рубеже XIX и XX веков алюминий стал применяться в самых разных сферах и дал толчок для развития целых отраслей. В 1891 году по заказу Альфреда Нобеля в Швейцарии создается первый пассажирский катер Le Migron с алюминиевым корпусом. Этот катер назывался «Сокол», был сделан для военно-морского флота Российской империи и развивал рекордную для того времени скорость в 32 узла. Morgan , начала выпускать специальные легкие пассажирские вагоны, сидения которых были выполнены из алюминия. А всего через 5 лет на выставке в Берлине Карл Бенц представил первый спортивный автомобиль с алюминиевым корпусом. Но настоящую революцию алюминий совершил в авиации, за что навсегда заслужил свое второе имя — «крылатый металл». В этот период изобретатели и авиаторы во всем мире работали над созданием управляемых летательных аппаратов — самолетов. Для того чтобы заставить его полететь они попытались использовать автомобильный двигатель, однако он оказался слишком тяжелым.
Поэтому специально для «Флайера-1» разработали полностью новый двигатель, детали которого были изготовлены из алюминия. Легкий 13-сильный мотор поднял первый в мире самолет с Орвиллом Райтом за штурвалом в воздух на 12 секунд, за которые он пролетел 36,5 метров. Братья совершили еще два полета по 52 и 60 метров на высоте около 3 метров от уровня земли. В 1909 году был изобретен один из ключевых алюминиевых сплавов — дюралюминий. На его получение у немецкого ученого Альфреда Вильма ушло семь лет, но они того стоили. Сплав с добавлением меди, магния и марганца был таким же легким, как алюминий, но при этом значительно превосходил его по твердости, прочности и упругости. Дюралюминий быстро стал главным авиационным материалом. Из него был сделан фюзеляж первого цельнометаллического самолета в мире Junkers J1, разработанного в 1915 году одним из основателей мирового авиастроения, знаменитым немецким авиаконструктором Хуго Юнкерсом. Мир входил в этап войн, в которых авиация стала играть стратегическую, а иногда решающую роль.
Поэтому дюралюминий первое время являлся военной технологией и метод его получения держался в секрете. Тем временем, алюминий осваивал новые и новые сферы применения. Из него начали массово производить посуду, которая быстро и почти полностью вытеснила медную и чугунную утварь. Алюминиевые сковородки и кастрюли легкие, быстро нагреваются и остывают, а также не ржавеют. В 1907 году в Швейцарии Роберт Виктор Неер изобретает способ получения алюминиевой фольги методом непрерывной прокатки алюминия. В 1910 году он уже запускает первый в мире фольгопрокатный завод. А еще через год компания Tobler использует фольгу для упаковки шоколада.
Эти изменения, прежде всего, меняют п. Также изменена таблица 15. Кроме ПУЭ и СП, изменения внесены в ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ», по которому теперь выпускаются не только кабели с медной жилой, но и кабели с жилой из новых сплавов. Какова цена вопроса? Интересно, как изменится цена «нового» алюминия по сравнению со старым? Я составил такую сравнительную таблицу см. Таблица 2. Видно, что цена кабелей, которые пару лет назад вышли в легальное поле, отличается в 2,5-3 раза от кабелей со «старым» алюминием. Конкурентное преимущество! Тем не менее, цена у них значительно ниже, чем у медных с аналогичным допустимым длительным током. Сравнение цен «старых» кабелей из алюминия и новых, с жилой из алюминия 8ххх Далее цены почти не отличаются, поскольку сечения 6 и 10 мм2 в квартирной проводке практически не используется, а при необходимости большего сечения вполне успешно и законно справляются и старые марки кабелей. Важное уточнение для противников алюминия Понятно, что профессиональные электрики, которые каждый день видят сгоревшие скрутки меди и алюминия и оплавленные клеммы с алюминиевыми проводами, категорически против нововведения. Поэтому важно уточнить: Алюминий будет только в новостройках квартиры, дома , где вся проводка будет алюминиевая, подключения и переходы на медь будут делаться профессионалами, а качество работ подтверждаться экспертизой. По крайней мере, так должно быть. Кабели на основе «старого алюминия» под новые изменения не попадают и по-прежнему «вне закона». Никто не запрещает применение медных проводов — если клиент готов платить за медь, как и раньше, пожалуйста! По секрету от того же Полишинеля, большинством крупных застройщиков например, «Главстрой», ПИК недавно принято окончательное решение — на всех вновь строящихся объектах вместо медного использовать алюминиевый кабель. А как же розетки? Кабель не эксплуатируется сам по себе. Как правило, в квартирах он начинается от клемм автоматических выключателей и нулевых шин, а заканчивается на электроустановочных изделиях ЭУИ. Большинство производителей модельного оборудования еще до выхода изменений указывали на возможность присоединения к контактным зажимам и медных, и алюминиевых проводников. Но было и маленькое уточнение: раз в шесть месяцев нужно протягивать контакты. Производители ЭУИ после выхода изменений быстро сориентировались и начали выпускать розетки и выключатели со специальными клеммами. Важно и то, что в эти клеммы без проблем входит жила сечением 4 мм2. Кто любит глубоко копать — рекомендую ознакомиться. Выводы — осторожные Мне не совсем понятно, как увеличивается надежность и безопасность в электропроводке, о чем декларируется в приказах. Вряд ли новые сплавы превосходят по своим параметрам классическую ГОСТовскую медь. За счет чего увеличится надежность, не понятно. Поскольку при всех идентичных параметрах сечение жилы и диаметр кабеля будут увеличены, это усложнит жизнь электромонтажнику — ведь подключение и прокладка кабелей будут затруднены. Несомненно, что простые работяги, которым нужно будет осваивать новые технологии, первое время будут плеваться. Лично я не против развития бизнеса и технологий.
Корунд также встречается в природе в виде драгоценных камней: рубина красный цвет ему придает примесь оксидов хрома II и III и сапфира синего цвета за счет примеси оксидов титана и железа. Сырье для получения алюминия Бокситы — самое распространенное, но не единственное сырье для производства глинозема. Глинозем получают также из нефелина — алюмосиликата натрия и калия. В природе он встречается вместе с апатитом, минералом из группы солей кальция с фосфором, образуя апатито-нефелиновые породы. В качестве примесей могут также присутствовать оксиды кальция, галлия, железа и др. Физико-химические свойства По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Физические и химические свойства сплавов алюминия послужили поводом к широкому использованию их в качестве конструкционных материалов, снижающих общий вес конструкции без ухудшения прочностных качеств. Физические свойства. Алюминий не имеет каких-либо уникальных физических свойств, но их сочетание делает металл одним из самых широко востребованных. Твердость чистого алюминия по шкале Мооса равняется трем, что значительно ниже, чем у большинства металлов. Такие физические свойства алюминия, как высокая пластичность, низкая температура плавления, отличные литейные качества, позволяют использовать данный металл в чистом виде и в составе сплавов на его основе для производства изделий любой самой сложной конфигурации.
Инновационный алюминий из России отправили на тестирование в Китай
Так, коэффициент термического расширения разработки более чем в 1,5 раза ниже, чем у обычных алюминиевых сплавов, и практически соответствует показателям сталей и никелевых сплавов. Терморегулирующий корпус детектора гамма-излучения был разработан в Сколковском институте науки и технологий, а затем произведен в центре аддитивных технологий ИЛМиТе", — отметили в компании. Компания присутствует в 20 странах, в ней заняты около 64 тысяч человек.
Сначала глинозем складывают в штабели весом до 30 тысяч тонн — получается своеобразный слоеный пирог высотой до 10-12 метров. Потом пирог «нарезают» и грузят для отправки в железнодорожные вагоны — в среднем, в один вагон от 60 до 75 тонн зависит от вида самого вагона. Существует еще один, гораздо менее распространенный способ получения глинозема — метод спекания. Его суть заключается в получения твердых материалов из порошкообразных при повышенной температуре. Бокситы спекают с содой и известняком — они связывают кремнезем в нерастворимые в воде силикаты, которые легко отделить от глинозема. Этот способ требует больших затрат, чем способ Байера, но в то же время дает возможность перерабатывать бокситы с высоким содержанием вредных примесей кремнезема. Криолит Ивиттуут Одно из единичных месторождений природного криолита на Земле. Расположено в Гренландии и было обнаружено в 1799 году.
Добыча криолита прекратилась там в 1987 году, когда был изобретен способ искусственного получения этого редкого минерала. Глинозем выступает непосредственным источником металла в процессе производства алюминия. Но для создания среды, в которой этот процесс будет происходить, необходим еще один компонент — криолит. Это редкий минерал из группы природных фторидов состава Na3AlF6. Обычно он образует бесцветные, белые или дымчато-серые кристаллические скопления со стеклянным блеском, иногда — почти черные или красновато-коричневые. Криолит хрупкий и легко плавится. Природных месторождений этого минерала крайне мало, поэтому в промышленности используется искусственный криолит. В современной металлургии его получают взаимодействием плавиковой кислоты с гидроксидом алюминия и содой. Производство алюминия Итак, мы добыли боксит, получили из него глинозем, запаслись криолитом. Все готово для последней стадии — электролизу алюминия.
Электролизный цех является сердцем алюминиевого завода и не похож на цеха других металлургических предприятий, производящих, например, чугун или сталь. Он состоит из нескольких прямоугольных корпусов, протяженность которых зачастую превышает 1 км. Внутри рядами установлены сотни электролизных ванн, последовательно подключенных массивными проводами к электричеству. Постоянное напряжение на электродах каждой ванны находится в диапазоне всего 4-6 вольт, в то время как сила тока составляет 300 кА, 400 кА и более. Именно электрический ток является здесь главной производственной силой — людей в этом цехе крайне мало, все процессы механизированы. Ток для производства алюминия Для запуска двигателя автомобильный аккумулятор должен обеспечить электрический ток в 300-350 А в течение 30 секунд. То есть в 1000 раз меньше, чем нужно одному электролизеру для постоянной работы. В каждой ванне происходит процесс электролиза алюминия. Роль катода выполняет дно ванны, а анода — погружаемые в криолит угольные блоки длиной около 1,5 метров и шириной 0,5 метра, со стороны они выглядят как впечатляющих размеров молот. Каждые полчаса при помощи автоматической системы подачи глинозема в ванну загружается новая порция сырья.
Как уже сказано выше, источником тока для электролиза у Холла была сравнительно слабая батарея Бунзена-Поггендорфа, а у Поля Эру — довольно мощный генератор тока. Потому печи Холла для достижения температуры плавления криолита требовался еще и внешний подогрев бензиновой горелкой. А в печи Эру ток генератора обеспечивал внутренний разогрев в рабочей камере до нужной для плавления криолита температуры за счет резистивного нагрева, как говорят электротехники. В своих следующих патентах Холл избавился от внешнего подогрева, но это не избавило его от долгой судебной тяжбы вокруг выплавки алюминия его методом. Разумеется, Чарльз Холл и Поль Эру не были единственными, кто додумался до электролитического восстановления алюминия из его оксида глиноземов. И до них, и после них в разных странах изобретатели получали патенты на аналогичные методы. Историки алюминиевой металлургии уже насчитали с полдюжины очень похожих патентов и наверняка извлекут из архивов еще больше. Эти забытые ныне патенты отражали лишь отдельные фрагменты всего процесса Холла-Эру, на начальном этапе его коммерциализации они были очень ценным инструментом для юридических отделов компаний, ринувшихся на новый, сулящий большие прибыли рынок алюминия и старавшихся любой ценой вытолкнуть оттуда конкурентов.
Еще в начале 1886 года Чарльз Холл попросил своего брата Джорджа найти инвесторов, которые покрыли бы расходы на получение патентов и дали денег на промышленную проверку его идеи. Брат не нашел, зато дядя Чарльза Холла посоветовал ему связаться с Альфредом и Юджином Коулзами, двумя братьями, которые уже производили алюминиевые сплавы электротермическим способом. Летом 1887 года Холл подписал соглашение с их компанией о проведении экспериментов по производству чистого алюминия на их заводе в Нью-Йорке. Но испытания не удались, на заводе не было нужного оборудования, а Коулзы вопреки уговору задерживали деньги, необходимые Холлу для адаптации его изобретения к реальному производству. В итоге, год спустя Холл уже сам нашел инвесторов в Питтсбурге, которые учредили Pittsburgh Aluminium Company, которая потом была переименована в Pittsburgh Reduction Company. В 1893 году она подписала контракт с энергетической компанией Niagara Falls Power Company, два года спустя на Ниагарском водопаде был построен алюминиевый завод. Компания продолжала открывать новые заводы и со временем выросла в Aluminium Company of America Alcoa , флагмана американского алюминиевого рынка. В ней, как и в ее предшественниках, Холл имел долю.
Он стал вице-президентом Alcoa и очень богатым человеком. Наблюдая за стремительным ростом Pittsburgh Aluminium Company, куда от них ушел Холл, братья Коулзы вспомнили про патент некоего Чарльза Шенка Брэдли, который 23 февраля 1883 года подал патентную заявку на метод использования электрического тока для плавления руды путем нагрева электрическим сопротивлением с последующим ее электролизом. Алюминий и глинозем в его патенте не упоминались, речь шла о металлосодержащих рудах в целом. Он еще в 1885 году договорился с Брэдли и его адвокатом, что немедленно заплатят 5000 долларов в обмен на владение патентными правами на все изобретения Брэдли. В январе 1891 года Cowles Electric Smelting Co. И началась бесконечная череда судов, где в роли одного из судей выступил даже будущий 27-й президент США Уильям Тафт. Судебный спор был урегулирован только в начале ХХ века. В аналогичную ситуацию мог попасть и Поль Эру.
Из описания видно, что до печи Поля Эру тут было далеко, но конкурентам в самый раз, чтобы затаскать по судам Эру и Швейцарское металлургическое общество SMG , которое безуспешно пыталась использовать процесс Кляйнера-Фиртца на своем заводе в Нойхаузене на Рейнском водопаде и которому Поль Эру в 1887 году продал свои патенты и наладил ему производство алюминия.
Участвует отрасль и в формировании подрастающего экопоколения - занятия проводят в детсадах и школах. А на территории нацпарка "Красноярские Столбы" для студентов проводят эколого-промышленные экспедиции. При компании действует Центр социальных программ: десятки тысяч волонтеров помогают решать острые социальные проблемы. Реальное положение дел в отрасли С 2015 по 2022 год на территориях ответственности предприятий было реализовано более 700 соцпроектов. Но дальнейшее развитие инфраструктуры Сибири оказалось под вопросом, так как алюминиевая отрасль оказалась под беспрецедентным давлением. Так, за год импорт алюминия снизился вдвое. Некоторые из традиционных рынков сбыта для России были потеряны. По данным статистической службы Евросоюза, в августе 2023 года европейские страны импортировали из России 28,2 тысячи тонн необработанного алюминия.
В ближайшее время ожидается решение по 12 пакету санкций Евросоюза, в который предложено включить изделия из алюминия проволока, фольга, трубки и трубы. Дополнительный негативный фактор: алюминий является биржевым товаром, что исключает возможности управления ценами со стороны поставщика. С марта 2021 года биржевые цены на алюминий находятся на рекордно низком уровне. Неблагоприятная ситуация на внешних рынках вынуждает наращивать внутренний сбыт. Текущие производственные мощности алюминиевых заводов РУСАЛа, к примеру, в России превышают 4,3 млн тонн, а реализация на российском рынке - всего около 1 млн тонн.
Большое будущее алюминия
| Информационная статья про алюминий | Новости завода УЗЛК | Все про алюминий: свойства (от плотности до температуры плавления), особенности, история получения алюминия. |
| Важный элемент промышленного суверенитета: как будет развиваться алюминиевая отрасль | Чтобы получить сплав Grade 5, который используют в iPhone 15 Pro, смешивают титан, алюминий и ванадий в пропорциях 90-6-4. |
Современные алюминиевые провода сэкономят застройщикам миллиарды
новости, интервью и актуальные события в металлургии. Но если этот самый процесс делал ту же сталь намного прочнее, то сплав из алюминия крепче от такого закаливания не становился. Ввиду этой специфики стратегия российской алюминиевой компании РУСАЛ долгие годы строилась на том, чтобы увеличить сырьевую независимость за счет приобретения глиноземных заводов за рубежом. Малозатратная переплавка и возможность повторного использования металла делает жизненный цикл алюминия «вечным».
Алюминий против долгостроя
Новость о том, что ученые изобрели «прозрачный алюминий» (Transparent Aluminum Armor), не нова. Возможный запрет импорта алюминия из РФ со стороны Евросоюза обернется острой борьбой между европейскими и американскими потребителями. РИА Новости, 14.12.2023.