Промежуточная роль алюминия для активизации выработки первичных энергоносителей или непосредственно тепловой и электрической энергии проявляет себя в сравнительно новой отрасли – алюмоэнергетике.
Переработка алюминия – что это за материал и чем он так полезен?
читайте последние и свежие новости на сайте РЕН ТВ: Европе предрекли битву с США за алюминий из-за антироссийского запрета США изучают возможность введения пошлины на российский алюминий. К примеру, дружба алюминия с литием позволила сделать детали самолётов и ракет значительно легче, не снижая прочности, а сплавы с титаном и никелем обладают свойством "криогенного упрочнения". Они занимались исследованиями свойств токопроводящих жил кабелей из алюминиевых сплавов и сделали вывод, что такое оборудование не менее безопасно и надежно, чем электропроводки с медными жилами.
Почему алюминиевая отрасль оказалась под беспрецедентным давлением
Оксид алюминия, выделяемый в процессе электролиза растворяется в расправленном криолите для снижения температуры состава. Разновидности соединений алюминия Существует более 30 видов соединений алюминия, зависящих от назначения и рабочих условий. Например, алюминиевую пудру, гидрид, боранат, триметилалюминий используют в качестве компонентов самолетного и ракетного топлива за счет способности воспламенения от взаимодействия со свободным кислородом. С применением фторидов и фосфатов алюминия изготавливают стекло. Алюмокалиевые и алюмонатриевые квасцы, алюмокарбиды, а также силикаты, гибриды и хлораты алюминия подходят для промышленного производства. Такие соединения, как: нитраты, хлориды, ацетаты и сульфаты представляют собой ядовитые вещества, накапливаемые в воде и пище, вызывая отравление, патологии почек, поражение центральной нервной и мочеполовой системы в случае повышения предельно допустимой нормы.
Области применения Алюминий остается важным элементом российской экономики и промышленности. Благодаря свойствам сплавы на основе Al. Транспортная промышленность При конструировании самолетов необходимы прочные, устойчивые к перепадам температуры и деформации сплавы Al с большим количеством цинка, меди. Для гидросамолетов в состав металла добавляется магний. Космические шаттлы, спутники производят из алюминиевого сплава 2219, выдерживающего криогенное состояние, контактирование с жидким гелием, кислородом, условия открытого космоса.
Вместо стали применяют алюминиевые сплавы не только для изготовления корпусов морских и речных судов, но и гидролокационного оборудования, систем коммуникаций, надпалубных конструкций, поскольку из-за легкости алюминия уменьшается вес судов. В железнодорожных подвижных составах из алюминия изготавливают цистерны для перевозки технических и пищевых масел, продуктов нефтепереработки, топлива, сырой нефти. Такие цистерны не окисляются, не ржавеют в условиях агрессивной среды. Из алюминиевых сплавов изготавливают кузовные детали, запчасти, элементы электроники для автомобилей. Металлургическая промышленность В металлургии используется восстановительная способность алюминия для получения хрома и кальция, для удаления из стали и других сплавов железа кислорода, снижающего прочность алюминия.
Алюминиевый прокат выпускается в виде листов, круга, шестигранников, швеллеров, уголок, труб и прочих форм. Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность Алюминиевые сплавы используют для производства насосов, компрессоров, бурильных установок, а также емкостей и резервуаров для хранения химикатов, нефтепродуктов, технических жидкостей. Электротехническая промышленность При производстве проводников, кабелей, проводов и других электротехнических изделий используется Al благодаря высокой электропроводности, не уступающей меди, а цены дешевле. Изготовление товаров для быта Из сплавов алюминия выпускается посуда, столовые приборы, крышки и тара для консервов, пищевая фольга, упаковочные материалы, бытовая электротехника. Фармацевтика Соединения Al добавляют в лекарственные препараты для лечения желудочно-кишечного тракта, в вакцины для усиления их действия.
Строительная промышленность Алюминиевый металлопрокат широко используется для строительства жилых комплексов, офисных центров, торговых центров, выставочных павильонов, административных и общественных зданий, спортивных сооружений, аквапарков, бассейнов и так далее. Для возведения каркаса высотных зданий используют легкий алюминиевый прокат, а для облицовки - ударопрочное стекло, чтобы конструкция получилась прочной и устойчивой.
Легирование железом и никелем повышает жаропрочность сплавов второй серии. Нагартовка этих сплавов после закалки ускоряет искусственное старение, а также повышает прочность и сопротивление коррозии под напряжением. Сплавы этой системы ценятся за очень высокую прочность и хорошую технологичность. Представитель системы — сплав 7075 является самым прочным из всех алюминиевых сплавов.
Однако существенным недостатком этих сплавов является крайне низкая коррозионная стойкость под напряжением. Повысить сопротивление коррозии сплавов под напряжением можно легированием медью. Нельзя не отметить открытой в 1960-е годы закономерности: присутствие лития в сплавах замедляет естественное и ускоряет искусственное старение. Помимо этого, присутствие лития уменьшает удельный вес сплава и существенно повышает его модуль упругости. Алюминиево- кремниевые сплавы силумины лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов.
Комплексные сплавы на основе алюминия: авиаль. Алюминий как добавка в другие сплавы[ править править код ] Алюминий является важным компонентом многих сплавов. Например, в алюминиевых бронзах основные компоненты — медь и алюминий.
Кроме того, эти сплавы отличаются высокой вибростойкостью.
Рост содержания Mg в сплаве существенно увеличивает его прочность. Каждый процент магния повышает предел прочности сплава на 30 МПа, а предел текучести — на 20 МПа. С ростом концентрации магния в нагартованном состоянии структура сплава становится нестабильной. Для улучшения прочностных характеристик сплавы системы Al-Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнием или ванадием.
Попадания в сплавы этой системы меди и железа стараются избегать, поскольку они снижают их коррозионную стойкость и свариваемость. Сплавы этой системы обладают хорошей прочностью, пластичностью и технологичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью. Основными примесями в сплавах системы Al-Mn являются железо и кремний. Оба этих элемента уменьшают растворимость марганца в алюминии.
Для получения мелкозернистой структуры сплавы этой системы легируют титаном. Присутствие достаточного количества марганца обеспечивает стабильность структуры нагартованного металла при комнатной и повышенной температурах. Механические свойства сплавов этой системы в термоупрочнённом состоянии достигают, а иногда и превышают, механические свойства низкоуглеродистых сталей. Эти сплавы высокотехнологичны.
Благодаря этим свойствам, он становится ключевым материалом для различных промышленных областей, начиная от авиации и автомобилестроения и заканчивая судостроением и производством спортивного оборудования. Его низкая плотность делает его идеальным для создания легких, но надежных конструкций, что способствует снижению веса и энергопотребления. Энергоэффективность и Экологическая Устойчивость. Использование алюминия в производстве автомобилей, зданий и упаковки помогает снизить потребление энергии и вредные выбросы. Алюминий требует меньше энергии для переработки, чем многие другие металлы, что делает его экологически более устойчивым вариантом. Это подчеркивает важность алюминия для более устойчивого будущего планеты. Инновации и Технологический Прогресс.
Другие статьи из раздела «Материаловедение»
- Для чего нужен алюминий?
- Драгоценный алюминий: преимущества, недостатки, сфера применения
- Стратегически важный алюминий
- Алюминий - последние новости на сегодня - РБК Инвестиции
- Regulation on the processing and protection of personal data
Алюминиевые витражи
- Что делают из саянского алюминия? | Медиагруппа "Юг Сибири"
- RUAL . Какие перспективы у Алюминия?
- Чем важен алюминий для экономики
- Стратегически важный алюминий
От чеканок до трамваев: что в Красноярске сделано из алюминия?
| Что это такое алюминий: для чего нужен и чем хорош | В электротехнической промышленности алюминий и его сплавы применяют для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. |
| Как производится алюминий | Промежуточная роль алюминия для активизации выработки первичных энергоносителей или непосредственно тепловой и электрической энергии проявляет себя в сравнительно новой отрасли – алюмоэнергетике. |
Производство алюминия в России
| Как алюминий стал одним из главных металлов наших дней / Хабр | Уже к началу XX века из алюминия стали делать товары массового потребления, тару и упаковки. |
| АЛЮМИНИЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ - Студенческий научный форум | Высокой волатильности цен на алюминий способствовало введение запрета на поставку российского алюминия в Великобританию и США, в рамках очередного пакета санкций. |
| Старый новый алюминий | Чашки измерительного прибора были сделаны из алюминия, что по тем временам считалось чуть ли непозволительной роскошью. |
| Алюминий: тематические новости металлургии. | Рассказываем, как устроено производство алюминия в России. |
Большое будущее алюминия
Алюминиевые банки легкие, их можно делать разного объема, потому что металл легко поддается штамповке. Прежнего директора местного предприятия Артема Фоминых, напротив, взяли директором Иркутского алюминиевого завода. Боксит перерабатывается для получения оксида алюминия, который затем очищается для получения алюминия с использованием криолита в качестве растворителя. пищевой алюминий.
Алюминий – металл, который был дороже золота
В те времена алюминий применялся в декоре фасадов зданий. В городе еще можно встретить панно и вывески, сделанные из серебристого металла. А его производили и производят в Красноярске, на КрАЗе. В самом центре города — на здании Мира, 94 — расположилось декоративное панно, посвященное 350-летию Красноярска. Оно было изготовлено в 1978 году, автором стал Виталий Заев. Оно выполнено чеканкой по тонированному алюминию. Концепция произведения заключает в себе путь от стрельца к ученому, от бердыша к искусственному спутнику. На панно изображены Краеведческий музей, центральный Стадион на острове Отдыха, гостиница Красноярск и другие известные места города. Источник: anthrax-urbex.
Сейчас в нем полным ходом идет реконструкция, но уже установлена входная группа. Каркас входного портала-арки выполнен на Красноярском металлургическом заводе из алюминия КрАЗа.
Технология заключается в использовании нерасходуемых материалов — сплавов металла или керамики. Таким образом компания способствует значительному снижению уровня выброса в атмосферу парниковых газов. По замыслу «Русала», новый алюминий можно будет применять в производстве фольги с дальнейшим ее использованием в электротехнике — тех же аккумуляторных батарей для электрокаров.
Вот такой замкнутый цикл. Для процесса электролиза алюминия требуется огромное количество электроэнергии, поэтому важно использовать возобновляемые и не загрязняющие окружающую среду источники этой энергии. Чаще всего для этого используются гидроэлектростанции — они обладают достаточной мощностью и не имеют выбросов в атмосферу. В результате для производства 1 тонны алюминия с использованием гидрогенерации в атмосферу выделяется чуть более 4 тонн углекислого газа, а при использовании угольной генерации — в пять раз больше — 21,6 тонны. Углекислый газ Для сравнения - за один солнечный день 1 гектар леса поглощает из воздуха 120-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода. Литейное производство Расплавленный алюминий в ковшах доставляется в литейный цех алюминиевого завода.
На этой стадии металл все еще содержит небольшое количество примесей железа, кремния, меди и других элементов. Полученный чистый алюминий разливают в специальные формы, в которых металл приобретает свою твердую форму. Самые маленькие слитки алюминия называются чушками, они имеют вес 6 до 22,5 кг. Получив алюминий в чушках, потребители вновь расплавляют его и придают тот состав и форму, которые требуются для их целей. Самые большие слитки — 30-тонные параллелепипеды длиной 11,5 метров. Их изготавливают в специальных формах, уходящих в землю на примерно 13 метров.
Горячий алюминий заливается в нее в течение двух часов — слиток «растет» в форме как сосулька, только в обратном направлении. Одновременно его охлаждают водой и к моменту завершения выливки он уже готов к дальнейшей транспортировке. Прямоугольные слитки называются слябами от англ. Алюминий в форме цилиндрических слитков достигает в длину 7 метров — их используют для экструзии, то есть выдавливание через отверстие необходимой формы. Именно так производится большая часть алюминиевых изделий. В литейном цехе алюминию придают не только разные формы, но и состав.
Дело в том, что в чистом виде этот металл используется гораздо реже, чем в виде сплавов. Сплавы производятся путем введения в алюминий различных металлов так называемых легирующих добавок — одни повышает его твердость, другие плотность, третьи приводят к изменению его теплопроводности и т. В качестве добавок используются бор, железо, кремний, магний, марганец, медь, никель, свинец, титан, хром, цинк, цирконий, литий, скандий, серебро и др. Кроме этих элементов, в алюминиевых сплавах могут присутствовать еще около десятка легирующих добавок, таких как стронций, фосфор и другие, что значительно увеличивает возможное число сплавов. На сегодняшний день в промышленности используется свыше 100 марок алюминиевых сплавов. Новые технологии Производители алюминия постоянно совершенствуют свои технологии, дабы научиться производить металл наилучшего качества с наименьшими затратами и минимальным воздействием на экологию.
Уже сконструированы и работают электролизеры, мощность силы тока у который по 400 и 500кА, модернизируются электролизеры прошлых поколений. Одна из передовых мировых разработок — производство металла с использованием инертного анода. Эта уникальная революционная технология позволит алюминщикам отказаться от использования угольных анодов. Инертный анод, упрощенно говоря, вечен, но что самое важное — при его использовании в атмосферу выделяется не углекислый газ, а чистейший кислород.
Из них делают велосипедные рамы, корпуса мобильных телефонов, лопасти вертолетов и средненагруженные детали. Средненагруженные — потому, что в прочности авиационный алюминий уступает дюралям. Как, впрочем, и в и приспособленности к температурным колебаниям. Высокопрочные сплавы Это, в частности, марки В95 и В96. В основе их системы лежит соединение алюминия с цинком, магнием и медью. Как ясно из названия, эти сплавы крайне устойчивы к разрывам, удельная прочность у них даже выше, чем у среднелегированных сталей. В горячем состоянии высокопрочные алюминиевые сплавы пластичны — хорошее подспорье при изготовлении нагруженных деталей, в том числе элементов крыла самолета и шпангоутов судна. Из минусов В95 и В96: чувствительность к низким температурам и к коррозии под напряжением. Самый прочный из ковочных алюминиев — АК8, из него штампуют нагруженные узлы вроде лопастей вертолета и подрамника мотора. Правда, он же наименее технологичный из-за повышенной доли меди в составе. Для фигурных или высокоточных деталей средней прочности вроде крепежа или фитинга используют АК5. К слову, сплав алюминия АК5 — а заодно дюрали типа Д20 и Д21 — относят к жаропрочным. Из него производят головки цилиндров, детали турбореактивных двигателей, а также обшивку сверхзвуковой авиатехники. В случае с резкой потери особенно велики: стружкой становится больше половины металла. По физическим свойствам силумин напоминает нержавеющую сталь, но втрое легче ее. Если сравнивать с дюралем, силумин даже вполовину не так прочен, зато куда устойчивей к коррозии, в том числе в проблемных средах — морской, щелочной и слабокислой. Что же до недостатков, среди таковых можно назвать пористость, зернистость и хрупкость от одной отливки к другой. Причем упрочнить силумин термообработкой невозможно из-за нерастворимости кремния в алюминии. В том числе поэтому марки типа АК12 используют для литья слабонагруженных деталей: корпусов помп, теплообменников, трубопроводной арматуры, мясорубок, бытовых изделий и т. Что особенного в этих сплавах?
Производство алюминия в России
Недаром алюминий называют металлом 20 века. Он хорошо поддается обработке: ковке, штамповке, прокату, волочению, прессованию. Чистый алюминий - довольно мягкий металл; из него делают электрические провода, детали конструкций, фольгу для пищевых продуктов, кухонную утварь и «серебряную» краску. Этот красивый и легкий металл широко используют в строительстве и авиационной технике. Алюминий очень хорошо отражает свет. Поэтому его используют для изготовления зеркал - методом напыления металла в вакууме.
До сих пор лигатуру завозили из Испании, Голландии и Китая. Больше не надо. Это хороший пример того, как отечественный бизнес быстро занял освободившуюся в результате санкций нишу. Тему продолжает Ольга Огородникова, руководитель сектора "Строительство" Алюминиевой ассоциации: "Сегодня мы не зависим от импортных поставщиков проката для строительства в целом и для изготовления декоративных экранов фасадов, фасадных кассет и других элементов фасадов с финишными покрытиями PE, PVDF и способны выполнить окраску алюминиевого рулона толщиной до 4 мм на современных покрасочных линиях". Сдерживает применение алюминия в строительстве отсталость нормативно-правовой базы. Ольга Огородникова называет некоторые требования "неоправданно завышенными и необоснованными, ведь за это время изменилась и технология строительства, и многие строительные материалы". Как можно развиваться, когда некоторые требования к материалам, конструкциям не менялись с 70-х годов прошлого века? Почти за семь лет существования Алюминиевая ассоциация многое сделала для расширения применения алюминия, актуализации нормативной базы. Однако с учётом того, что в 2022 году российская алюминиевая отрасль отмечает целых 90 лет, ещё не меньше предстоит сделать. Курс на импортозамещение За последнее время наша промышленность смогла наладить выпуск очень многих категорий изделий, которые до недавнего времени мы импортировали. Линия прокатки в цехе алюминиевого завода. Они красивы и наполнены естественным светом, не требуют тяжёлого и дорогого опорного каркаса из стали.
Санкций нет, но риски есть При этом страны ЕС и другие недружественные государства не вводили прямых санкций в отношении поставок российского алюминия и непосредственно против UC Rusal. Он поясняет, что некоторые потребители отказываются от закупок из России «по имиджевым причинам». По словам эксперта, усугубляет ситуацию введение США заградительной пошлины на ввоз российского алюминия и продукции из третьих стран, изготовленной с его использованием. В отчете UC Rusal отмечается, что на Европу в январе — июне 2023 г. За январь — июнь 2023 г. При этом в середине октября «Интерфакс» со ссылкой на источник сообщил, что UC Rusal якобы рассматривает сценарии закрытия ряда убыточных заводов на фоне низких цен на алюминий и финансовых потерь от введения экспортной пошлины на алюминий с привязкой к курсу рубля. Рост поставок российского алюминия в Китай объясняется вынужденной переориентацией экспорта с рынков недружественных стран, говорят опрошенные «Ведомостями» эксперты. По мнению Данилова, недружественные страны «рано или поздно» инициируют санкции против продукции UC Rusal. Этот вопрос обсуждается в ходе подготовки 12-го санкционного пакета ЕС, напоминает он.
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. Под воздействием электрического тока связь между алюминием и кислородом разрывается — алюминий осаждается на дне ванны, образуя слой в 10-15 см, а кислород соединяется с углеродом, входящим в состав анодных блоков, и образует углекислый газ. Примерно раз в 2-4 суток алюминий извлекают из ванны при помощи вакуумных ковшей.
Материаловедение: алюминий и алюминиевые сплавы
| Материаловедение: алюминий и алюминиевые сплавы | Использование алюминия для корпуса делает судно легче, повышает скорость и снижает расход топлива. |
| Что делают из саянского алюминия? | Включение алюминия в список важнейших сырьевых материалов Европы является важной победой для алюминиевого сектора региона. |
| Алюминий: тематические новости металлургии. - Новости металлургии - Металлоснабжение и сбыт | Волгоградский алюминиевый завод компании РУСАЛ приступил к выпуску цилиндрических слитков из сплавов на основе алюминия диаметром 127 мм, что позволит предприятию выйти на новые рынки сбыта — сообщает ВолгаПромЭксперт. |
| Что делают из саянского алюминия? | Для выпуска алюминия компания использует электроэнергию из возобновляемых источников, внедряет инновационные и энергосберегающие технологии, снижающие выбросы парниковых газов на всех производственных этапах. |
Производство алюминия
Кроме того, как сообщила Financial Times, биржевые цены на алюминий упали более чем на 40% по сравнению с максимумами прошлых лет. Разбираемся, нужен ли нам алюминий и стоит ли использовать на кухне алюминиевую посуду. Newslab присмотрелся к красноярским домам и дорогам и увидел, как много всего в краевой столице сделано из алюминия. Как делают алюминий, какие изделия из него отливают и что ждет специализированный завод Таджикистана после планируемой модернизации? Отражательная способность алюминия – 92 %. Поэтому все зеркала сделаны с применением этого металла.