Stopy aluminium i ich zastosowanie. Zastosowanie aluminium

Wstęp

1. Aluminium

2. Stopy aluminium

Wniosek

Wstęp

Aluminium - pierwiastek chemiczny trzecia grupa układ okresowy elementy D.I. Mendelejew. Jego numer seryjny to 13, masa atomowa 26,98.

Aluminium to metal, którego sfery konsumpcji stale się poszerzają. W wielu branżach z powodzeniem zastępuje tradycyjnie stosowane metale i stopy. Szybki rozwój zużycia aluminium wynika z jego niezwykłych właściwości, wśród których wymienić należy przede wszystkim wysoką wytrzymałość połączoną z niską gęstością, zadowalającą odporność na korozję, dobrą zdolność formowania przez odlewanie, ciśnieniowe i skrawanie; możliwość łączenia części aluminiowych w różnych konstrukcjach poprzez spawanie, lutowanie, klejenie i innymi metodami; umiejętność nakładania powłok ochronnych i dekoracyjnych.

Wszystko to w połączeniu z dużymi zapasami aluminium w skorupa Ziemska sprawia, że ​​perspektywy rozwoju produkcji i zużycia aluminium są bardzo szerokie.

W dzisiejszych czasach trudno znaleźć branżę, w której stosuje się aluminium lub jego stopy – od mikroelektroniki po metalurgię ciężką. Wynika to z dobrych właściwości mechanicznych, lekkości, niskiej temperatury topnienia ułatwiającej obróbkę, wysokich walorów zewnętrznych, zwłaszcza po specjalnej obróbce. Biorąc pod uwagę powyższe i wiele innych fizycznych i Właściwości chemiczne aluminium, jego niewyczerpana ilość w skorupie ziemskiej, można powiedzieć, że aluminium jest jednym z najbardziej obiecujących materiałów przyszłości.

pierwiastek chemiczny ze stopu aluminium;

1. Aluminium

Aluminium to stosunkowo młody metal. Jej nazwa pochodzi od łacińskiego słowa ALUMEN – a więc 500 lat pne. zwany ałunem aluminiowym, który był używany do trawienia podczas barwienia tkanin i garbowania skóry.

Aluminium jako pierwiastek odkryto w 1825 r., kiedy to uzyskano pierwsze małe grudki tego metalu. Początek jej rozwoju przemysłowego datuje się na koniec XIX wieku - po odkryciu technologii jej wytwarzania metodą elektrolizy tlenku glinu rozpuszczonego w stopionym kriolicie. Ta zasada leży u podstaw nowoczesnej ekstrakcji przemysłowej aluminium z tlenku glinu we wszystkich krajach świata.

W Rosji znany chemik N.N. Beketov, z którego prac korzystali Niemcy, którzy zbudowali pierwszą fabrykę aluminium w Gmelinginie. Pierwsza fabryka aluminium w naszym kraju została uruchomiona w 1932 roku. Na podstawie elektrowni wodnej Wołchow. Budowa Dnieprogów umożliwiła wodowanie w 1933 roku. druga fabryka aluminium. Rozwój kompleksu elektroenergetycznego w latach 60-70. pozwolono budować duża liczba potężne huty aluminium i biorą wiodące miejsce na światowym rynku aluminium.

Aluminium to srebrzysto-biały plastyczny metal. W powietrzu szybko pokrywa się warstwą tlenku, która chroni ją przed korozją. Aluminium jest odporne chemicznie na kwasy azotowe i organiczne, ale jest niszczone przez zasady, kwasy solny i siarkowy. Najważniejszą właściwością aluminium jest jego niska gęstość, jest trzykrotnie lżejsze od żelaza. Właściwości mechaniczne aluminium są niskie: wytrzymałość na rozciąganie - 5-9 kgf / mm ², wydłużenie względne - 25-45%. Wysoka ciągliwość (uzyskiwana przez wyżarzanie w temperaturach 350-410°C) tego metalu pozwala na zwijanie go w bardzo cienkie arkusze np. folia może mieć grubość do 0,005 mm. Aluminium dobrze się spawa, ale jest trudne do obróbki. Krzem, mangan, miedź i inne składniki są dodawane do aluminium w celu zwiększenia wytrzymałości. Znaczne zasoby naturalne aluminium, jego niska gęstość, wysokie właściwości antykorozyjne, dobra przewodność elektryczna przyczyniły się do szerokiego zastosowania tego metalu w różnych gałęziach techniki. Aluminium i jego stopy są wykorzystywane w inżynierii lotniczej i mechanicznej, w budowie budynków i linii energetycznych, w wielu gałęziach przemysłu. Produkowane są z niej różne pojemniki i okucia dla przemysłu chemicznego, folia opakowaniowa z aluminium i jego stopów znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym (do pakowania wyrobów cukierniczych i mlecznych). Naczynia aluminiowe zyskały szerokie uznanie. Aluminium jest dobrze narażone na różne cienkie powłoki i kolory, dlatego jest również wykorzystywane jako materiał dekoracyjny.

2. Stopy aluminium

Wszystkie gatunki aluminium zawierają ponad 99% czystego aluminium. W zależności od skład chemiczny dzieli się na aluminium o specjalnej, wysokiej i technicznej częstotliwości, oznaczone literą A oraz liczbą dziesiątą i setną procenta po 99%, np. A85 - zawiera 99,85% aluminium.

Duraluminium to stop aluminium z miedzią (2,2-5,2%), magnezem (2-2,7%) i manganem (0,2-1,0%). Poddawany jest hartowaniu w wodzie po podgrzaniu do temperatury ok. 500°C i starzeniu hartowniczym. Pod względem właściwości mechanicznych zbliża się do stali średniowęglowych. Stosowany jest głównie w postaci różnych wyrobów walcowanych - blach, kątowników, rur itp. jako materiał konstrukcyjny wykorzystywany jest w inżynierii transportowej i lotniczej.

Silumin jest stopem aluminium i krzemu, ma dobre właściwości odlewnicze, jest miękki i jest używany do produkcji części niekrytycznych metodą odlewania i ciśnieniową. Oprócz aluminium i krzemu (10-13%), stop ten zawiera: żelazo (0,2-0,7%), mangan (0,05-0,5%), wapń (0,07-0,2%), tytan (0,05-0,2%), miedź (0,03%) i cynk (0,08%). Można stosować stopy aluminium z cynkiem, magnezem.

Większość elementów metalowych jest stopowana z aluminium, ale tylko nieliczne z nich pełnią rolę głównych składników stopowych w przemysłowych stopach aluminium. Jednak znaczna liczba pierwiastków jest wykorzystywana jako dodatki poprawiające właściwości stopów. Najbardziej powszechnie stosowany:

Beryl jest dodawany w celu zmniejszenia utleniania w podwyższonych temperaturach. Niewielkie dodatki berylu (0,01 - 0,05%) są stosowane w aluminiowych stopach odlewniczych w celu poprawy płynności w produkcji części silnikowych. wewnętrzne spalanie(tłoki i głowice cylindrów).

Bor jest wprowadzany w celu zwiększenia przewodności elektrycznej oraz jako dodatek uszlachetniający. Bor jest wprowadzany do stopy aluminium stosowane w energetyce jądrowej (z wyjątkiem części reaktorów), ponieważ pochłania neutrony, zapobiegając rozprzestrzenianiu się promieniowania. Bor wprowadza się średnio w ilości 0,095 - 0,1%.

Bizmut. Metale o niskiej temperaturze topnienia, takie jak bizmut, ołów, cyna, kadm, są dodawane do stopów aluminium w celu poprawy skrawalności. Elementy te tworzą miękkie topliwe fazy, które przyczyniają się do łamania wiórów i smarowania frezu. Gal jest dodawany w ilości 0,01 - 0,1% do stopów, z których dalej wykonuje się anody protektorowe.

Żelazo. W niewielkich ilościach (0,04%), wprowadzany jest podczas produkcji drutów w celu zwiększenia wytrzymałości i poprawy charakterystyki pełzania. Żelazo zmniejsza również przywieranie do ścianek form podczas wlewania do zimnej formy.

Ind. Dodatek 0,05 - 0,2% wzmacnia stopy aluminium podczas starzenia, zwłaszcza przy niskiej zawartości miedzi. Dodatki indowe są stosowane w stopach łożyskowych aluminiowo-kadmowych.

W celu zwiększenia wytrzymałości i poprawy właściwości korozyjnych stopów dodaje się około 0,3% kadmu. Wapń nadaje plastyczności. Przy zawartości wapnia 5% stop ma efekt superplastyczności.

Krzem jest najczęściej stosowanym dodatkiem w stopach odlewniczych. W ilości 0,5 - 4% zmniejsza skłonność do pękania. Połączenie krzemu i magnezu umożliwia zgrzewanie stopu.

Magnez. Dodatek magnezu znacznie zwiększa wytrzymałość bez zmniejszania ciągliwości, poprawia spawalność oraz zwiększa odporność stopu na korozję.

Miedź wzmacnia stopy, maksymalne utwardzenie osiąga się przy zawartości miedzi 4 - 6%. Stopy z miedzią wykorzystywane są do produkcji tłoków do silników spalinowych, wysokiej jakości części odlewanych samolot. Cyna poprawia obróbkę.

Tytan. Głównym zadaniem tytanu w stopach jest rozdrobnienie ziarna w odlewach i wlewkach, co znacznie zwiększa wytrzymałość i jednorodność właściwości w całej objętości.

Chociaż aluminium jest uważane za jeden z najmniej szlachetnych metali przemysłowych, jest dość stabilne w wielu środowiskach utleniających. Powodem tego zachowania jest obecność ciągłej warstwy tlenku na powierzchni aluminium, która natychmiast ponownie tworzy się na czyszczonych obszarach pod wpływem tlenu, wody i innych środków utleniających.

W większości przypadków topienie odbywa się na powietrzu. Jeżeli oddziaływanie z powietrzem ogranicza się do tworzenia na powierzchni związków nierozpuszczalnych w stopie, a powstały film tych związków znacznie spowalnia dalsze oddziaływanie, to zwykle nie podejmuje się żadnych działań w celu stłumienia takiego oddziaływania. Topienie w tym przypadku odbywa się przy bezpośrednim kontakcie stopu z atmosferą. Odbywa się to podczas przygotowywania większości stopów aluminium, cynku, cyny i ołowiu.

Przestrzeń, w której odbywa się proces topienia stopu, jest ograniczona wyłożeniem ogniotrwałym wytrzymującym temperatury 1500 - 1800C. We wszystkich procesach topienia bierze udział faza gazowa, która powstaje podczas spalania paliwa, oddziałując z środowisko i wyłożenie zespołu topiącego.

3. Zastosowanie aluminium i jego stopów

Obecnie aluminium i jego stopy są wykorzystywane niemal we wszystkich dziedzinach. nowoczesna technologia. Najważniejszymi odbiorcami aluminium i jego stopów są przemysł lotniczy i motoryzacyjny, transport kolejowy i wodny, inżynieria mechaniczna, przemysł elektrotechniczny i oprzyrządowania, inżynieria przemysłowa i lądowa, przemysł chemiczny oraz produkcja dóbr konsumpcyjnych.

Większość stopów aluminium ma wysoką odporność na korozję w atmosferze naturalnej, wodzie morskiej, roztworach wielu soli i chemikaliów, a w większości produkty żywieniowe. Konstrukcje ze stopów aluminium są często używane w wodzie morskiej. Boje morskie, szalupy ratunkowe, statki, barki budowane są ze stopów aluminium od 1930 r. Obecnie długość kadłubów statków ze stopów aluminium sięga 61 m. Istnieje doświadczenie w aluminiowych rurociągach podziemnych, stopy aluminium są bardzo odporne na korozję gleby. W 1951 r. na Alasce zbudowano rurociąg o długości 2,9 km. Po 30 latach eksploatacji nie stwierdzono wycieków ani poważnych uszkodzeń spowodowanych korozją.

Aluminium jest stosowane w dużych ilościach w budownictwie w postaci paneli elewacyjnych, drzwi, ram okiennych, kabli elektrycznych. Stopy aluminium przez długi czas nie podlegają silnej korozji w kontakcie z betonem, zaprawą, tynkiem, zwłaszcza jeśli konstrukcje nie są często mokre. Przy częstym zwilżaniu, jeśli powierzchnia wyrobów aluminiowych nie została dodatkowo obrobiona, może ciemnieć, aż do czernienia w miastach przemysłowych z dużą zawartością utleniaczy w powietrzu. Aby tego uniknąć, produkowane są specjalne stopy w celu uzyskania błyszczących powierzchni poprzez genialne anodowanie - nałożenie warstwy tlenku na powierzchnię metalu. W takim przypadku powierzchni można nadać różne kolory i odcienie. Na przykład stopy aluminium z krzemem pozwalają uzyskać szereg odcieni, od szarości po czerń. Stopy aluminium z chromem mają złoty kolor.

Ze względu na wysoką odporność aluminium na utlenianie proszek stosowany jest jako pigment w powłokach do malowania urządzeń, dachów, papieru w druku, błyszczących powierzchni paneli samochodowych. Ponadto produkty stalowe i żeliwne są powlekane warstwą aluminium, aby zapobiec ich korozji.

Pod względem zastosowania aluminium i jego stopy ustępują jedynie żelazu (Fe) i jego stopom. Powszechne stosowanie aluminium w różne obszary technologia i życie codzienne wiąże się z połączeniem jego właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych: niskiej gęstości, odporności na korozję w powietrze atmosferyczne, wysoka przewodność cieplna i elektryczna, ciągliwość i stosunkowo wysoka wytrzymałość. Aluminium jest łatwe w obróbce różne sposoby- kucie, tłoczenie, walcowanie itp. czyste aluminium używany do produkcji drutu (przewodność elektryczna aluminium wynosi 65,5% przewodności elektrycznej miedzi, ale aluminium jest ponad trzy razy lżejsze od miedzi, więc aluminium często zastępuje miedź w elektrotechnice) oraz folii stosowanej jako materiał opakowaniowy. Główną część wytopionego aluminium przeznacza się na pozyskiwanie różnych stopów. Powłoki ochronne i dekoracyjne są łatwo nakładane na powierzchnię stopów aluminium.

Różnorodność właściwości stopów aluminium wynika z wprowadzenia do aluminium różnych dodatków, które tworzą z nim roztwory stałe lub związki międzymetaliczne. Większość aluminium jest wykorzystywana do produkcji stopów lekkich - duraluminium (94% - aluminium, 4% miedzi (Cu), 0,5% każdy magnez (Mg), mangan (Mn), żelazo (Fe) i krzem (Si)), silumin (85-90% - aluminium, 10-14% krzemu (Si), 0,1% sodu (Na)) i inne.W metalurgii aluminium jest wykorzystywane nie tylko jako baza do stopów, ale także jako jeden z szeroko stosowanych stopów dodatki w stopach na bazie miedzi (Cu), magnezu (Mg), żelaza (Fe), >niklu (Ni) itp.

Stopy aluminium znajdują szerokie zastosowanie w życiu codziennym, w budownictwie i architekturze, w motoryzacji, przemyśle stoczniowym, lotnictwie i technice kosmicznej. W szczególności pierwszy sztuczny satelita Ziemi został wykonany ze stopu aluminium. Stop aluminium i cyrkonu (Zr) jest szeroko stosowany w budowie reaktorów jądrowych. Do produkcji materiałów wybuchowych wykorzystuje się aluminium. Obchodząc się z aluminium w życiu codziennym, należy pamiętać, że tylko neutralne (pod względem kwasowości) ciecze (na przykład przegotowana woda) mogą być podgrzewane i przechowywane w naczyniach aluminiowych. Jeśli, na przykład, kapuśniak gotuje się w naczyniu aluminiowym, to aluminium przechodzi do żywności i nabiera nieprzyjemnego „metalicznego” smaku. Ponieważ warstewkę tlenkową bardzo łatwo uszkodzić w życiu codziennym, stosowanie naczyń aluminiowych jest nadal niepożądane.

Zastosowanie aluminium i jego stopów we wszystkich rodzajach transportu, a przede wszystkim w powietrzu, pozwoliło rozwiązać problem zmniejszenia ciężaru własnego pojazdów i radykalnie zwiększyć efektywność ich użytkowania. Konstrukcje lotnicze, silniki, bloki, głowice cylindrów, skrzynie korbowe, skrzynie biegów wykonane są z aluminium i jego stopów. Aluminium i jego stopy wykorzystywane są do wykańczania wagonów kolejowych, kadłubów statków i kominów, łodzi ratowniczych, masztów radarowych, drabin. Aluminium i jego stopy są szeroko stosowane w przemyśle elektrycznym do produkcji kabli, szyn zbiorczych, kondensatorów i prostowników prądu przemiennego. W oprzyrządowaniu aluminium i jego stopy są wykorzystywane do produkcji sprzętu filmowego i fotograficznego, sprzętu radiotelefonicznego i różnego oprzyrządowania. Dzięki wysokiemu odporność na korozję i nietoksyczności, aluminium jest szeroko stosowane w produkcji urządzeń do produkcji i przechowywania mocnego kwasu azotowego, nadtlenku wodoru, materia organiczna i produkty spożywcze. Folia aluminiowa, mocniejsza i tańsza od folii cynowej, całkowicie zastąpiła ją jako materiał do pakowania żywności. Aluminium jest coraz częściej wykorzystywane w produkcji pojemników do puszkowania i przechowywania produktów. Rolnictwo, do budowy spichlerzy i innych konstrukcji prefabrykowanych. Jako jeden z najważniejszych metali strategicznych, aluminium, podobnie jak jego stopy, znajduje szerokie zastosowanie w budowie samolotów, czołgów, instalacji artyleryjskich, rakiet, materiałów zapalających oraz do innych celów w sprzęcie wojskowym.

Aluminium wysoka czystość znajduje szerokie zastosowanie w nowych obszarach techniki - energetyce jądrowej, elektronice półprzewodnikowej, radarze, a także do ochrony powierzchni metalowych przed działaniem różnych substancje chemiczne i korozja atmosferyczna. Wysoki współczynnik odbicia takiego aluminium jest wykorzystywany do wytwarzania reflektorów grzewczych i oświetleniowych oraz luster z jego powierzchni odbijających. W przemyśle metalurgicznym aluminium wykorzystywane jest jako czynnik redukujący przy produkcji wielu metali (np. chromu, wapnia, manganu) metodami aluminotermicznymi do odtleniania stali oraz spawania elementów stalowych.

Aluminium i jego stopy są szeroko stosowane w inżynierii przemysłowej i lądowej do produkcji ram budowlanych, kratownic, ram okiennych, schodów itp. Na przykład w Kanadzie zużycie aluminium do tych celów wynosi około 30% całkowitego zużycia w USA - więcej niż 20%. Pod względem skali produkcji i znaczenia w gospodarce aluminium zdecydowanie zajmuje pierwsze miejsce wśród innych metali nieżelaznych.

Wniosek

Produkcja aluminium będzie rosła w krajach, w których jest dostęp do tanich źródeł energii elektrycznej, boksytu i rozwiniętej infrastruktury. Rosja jest jednym z najatrakcyjniejszych krajów dla przemysłów energochłonnych (wg CRU), a także pod względem kosztów produkcji. Zakłada się, że wdrożenie Rosyjskie projekty zwiększy produkcję aluminium do 2015 roku do 5,39-5,743 mln ton, czyli 1,3-1,4 razy.

Już teraz trudno znaleźć branżę, w której nie stosuje się aluminium ani jego stopów – od mikroelektroniki po metalurgię ciężką. Wynika to z dobrych właściwości mechanicznych, lekkości, niskiej temperatury topnienia ułatwiającej obróbkę, wysokich walorów zewnętrznych, zwłaszcza po specjalnej obróbce. Biorąc pod uwagę wymienione i wiele innych właściwości fizycznych i chemicznych aluminium, jego niewyczerpaną ilość w skorupie ziemskiej, możemy powiedzieć, że aluminium jest jednym z najbardziej obiecujących materiałów przyszłości.

Po zbadaniu zakresu aluminium i jego stopów możemy wyciągnąć następujące wnioski:

Połączenie właściwości (niska gęstość (2,7 g/cm3), stosunkowo wysokie właściwości wytrzymałościowe, dobra przewodność cieplna i elektryczna, technologiczność, wysoka odporność na korozję) aluminium oraz jego duże zasoby naturalne pozwalają zaklasyfikować aluminium jako jeden z najważniejszych materiały techniczne.

Już teraz trudno znaleźć branżę, w której nie stosuje się aluminium ani jego stopów – od mikroelektroniki po metalurgię ciężką.

Lista wykorzystanej literatury

1.Bagrov, N.M. Podstawy technologii przemysłowych [Tekst] instruktaż/ N.M. Bagrov, - Petersburg: Wydawnictwo Państwowego Uniwersytetu Ekonomicznego w Petersburgu, 2006, - 251p.

2.Gorynin, I.V. stopy aluminium. Zastosowanie stopów aluminium [Tekst] przewodnik referencyjny / I.V. Gorynin, M.: 1978, s.145.

.3. Klyuchnikov, N.G. Przewodnik po aluminium [Tekst] / N.G. Klyuchnikov, A.F. Kołodcew, M.: 2001, s.67.

4.4.

Obecnie aluminium i jego stopy znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu i technologii. Przede wszystkim aluminium i jego stopy wykorzystywane są w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Aluminium jest również szeroko stosowane w innych gałęziach przemysłu: w inżynierii mechanicznej, przemyśle elektrycznym i przyrządowym, budownictwie przemysłowym i cywilnym, przemyśle chemicznym i produkcji dóbr konsumpcyjnych.

Zastosowania aluminium

Lotnictwo

Na obecny etap rozwój lotnictwa poddźwiękowego i naddźwiękowego, stopy aluminium są głównymi materiałami konstrukcyjnymi w budowie samolotów.

W lotnictwie amerykańskim szeroko stosowane są stopy serii 2xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx i 7xxx. Seria 2xxx jest zalecana do wysokich temperatur pracy i wysokiej odporności na pękanie. Stopy serii 7xxx - do pracy w niższych temperaturach mocno obciążonych części oraz części o dużej odporności na korozję naprężeniową. W przypadku jednostek lekko obciążonych stosuje się stopy serii Zxxx, 5xxx i 6xxx. Stosowane są również w układach wodnych, olejowych i paliwowych.

W Rosji do produkcji sprzętu lotniczego z powodzeniem stosuje się stopy aluminium o wysokiej wytrzymałości Al-Zn-Mg-Cu oraz stopy o średniej i wysokiej wytrzymałości Al-Mg-Cu, utwardzane obróbką cieplną. Stanowią materiał konstrukcyjny poszycia i wewnętrznego zespołu stopowego elementów płatowca samolotu (kadłub, skrzydło, stępka itp.). Stop 1420 należący do systemu Al-Zn-Mg jest używany do projektowania spawanego kadłuba samolot pasażerski. W produkcji wodnosamolotów przewiduje się stosowanie spawalnych, odpornych na korozję stopów magnolii (AMg5, AMg6) oraz stopów Al-Zn-Mg (1915, B92, 1420).

Rysunek 1 - Samoloty cywilne

Spawalne stopy aluminium mają niepodważalną zaletę przy tworzeniu obiektów technologia kosmiczna. Wysokie wartości specyficzna wytrzymałość, specyficzna sztywność materiału umożliwiły wykonanie zbiorników, części międzyczołowych i dziobowych rakiety o dużej stabilności wzdłużnej. Do zalet stopów aluminium (2219 itd.) należy ich zachowanie w temperaturach kriogenicznych w kontakcie z ciekłym tlenem, wodorem i helem. Stopy te poddawane są tzw. hartowaniu kriogenicznemu, tj. wraz ze spadkiem temperatury wzrasta wytrzymałość i ciągliwość.

Alloy 1460 należy do systemu Al-Cu-Li i jest bardziej obiecujący w projektowaniu i produkcji konstrukcji zbiorników w stosunku do kriogenicznego typu paliwa - sprężonego tlenu, wodoru lub gazu ziemnego.

Okrętownictwo

Aluminium i stopy na nim oparte są coraz częściej wykorzystywane w przemyśle stoczniowym. Kadłuby, nadbudówki pokładowe, łączność i różnego rodzaju wyposażenie statków wykonane są ze stopów aluminium.

Główną zaletą wprowadzenia aluminium i jego stopów w porównaniu ze stalą jest zmniejszenie masy statków, która może osiągnąć 50 - 60%. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie nośności statku lub poprawienie jego cech taktyczno-technicznych (manewrowość, prędkość itp.).

Najszerzej stosowanymi stopami aluminium do produkcji konstrukcji rzecznych i morskich są stopy magnalium AMgZ, AMg5, AMg61, a także stopy AMts i D16. Kadłub jednostki o dużej pojemności jest wykonany ze stali, natomiast nadbudówki i inne urządzenia pomocnicze ze stopów aluminium. Produkuje się łodzie wędkarskie ze stopu AMg5 (skórowanie).

Stopy spawalnicze serii 5xxx i 6xxx są szeroko stosowane w przemyśle stoczniowym w USA. Tam, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość (500 MPa), stosuje się półprodukty ze stopów serii 2xxx i 7xxx.

Transport kolejowy

Ciężkie warunki pracy taboru kolejowego kolej żelazna(długa żywotność i odporność na obciążenia udarowe) stawiają specjalne wymagania dla materiałów budowlanych.


Rysunek 2 - Pociąg towarowy

Głównymi cechami aluminium i jego stopów, które świadczą o możliwości ich zastosowania w transporcie kolejowym, są wysoka wytrzymałość właściwa, niska bezwładność oraz odporność na korozję. Wprowadzenie stopów aluminium do produkcji pojemników spawanych zwiększa ich trwałość podczas transportu szeregu produktów przemysłu chemicznego i petrochemicznego.

Do produkcji karoserii i ramy wykorzystuje się aluminium i jego stopy. Do samochodu zaleca się spawalne stopy o średnich klasach wytrzymałości AMg3, AMr5, Amg6 i 1915. Stopy aluminium są obiecującymi stopami do samochodów chłodni. W zależności od produktów przemysłu chemicznego dobierana jest marka materiału spawanego na kotły zbiornikowe.

W USA tabor wytwarzany jest ze stopów spawalnych serii 6xxx, serii 5xxx oraz stopu 7005 o optymalnych właściwościach wytrzymałościowych i wysokiej odporności na korozję elementów spawanych.

Transport samochodowy

Jedno z głównych wymagań dotyczących materiałów stosowanych w transport drogowy, to wskaźniki o małej masie i wystarczająco wysokiej wytrzymałości. Uwzględnia się również odporność na korozję i dobrą dekoracyjną powierzchnię materiału.


Rysunek 3 - Samochód

Wysoka wytrzymałość właściwa stopów aluminium zwiększa nośność i obniża koszty eksploatacji pojazdów mobilnych. Wysoka odporność materiału na korozję wydłuża żywotność, poszerza zakres transportowanych towarów, w tym cieczy i gazów o wysokich stężeniach agresywnych.

W produkcji elementów ramowych, poszycia naczepy do samochodu dostawczego, chłodni, ciężarówki do przewozu bydła itp. obiecującymi materiałami są stopy aluminium AD31, 1915 (profile wyciskane) oraz stopy AMg2, AMg5 (blachy).

Stopy aluminium AMts, AMgZ i 1915 wykorzystywane są do produkcji poszczególnych elementów samochodu osobowego (części nośne, zderzaki, chłodnice, nagrzewnice).

W amerykańskim przemyśle motoryzacyjnym szeroko stosowane są spawalne stopy aluminium serii 3xxx, 5xxx i 6xxx.

Belki i ramy samochodów ciężarowych wykonane są z prasowanych półfabrykatów ze stopów 2014 i 6061. Do produkcji kabiny dostarczane są panele i poszczególne elementy ze stopu 5052. Blacha Alloy 5052, 6061, 2024, 3003 i 5154 jest stosowana jako materiał poszycia nadwozia ciężarówki.Słupki nadwozia są wykonane z prasowanych półfabrykatów stopów 6061 i 6063. Stopy Magnalium serii 5xxx (5052, 5086, 5154 i 5454 ) są głównym materiałem do produkcji cystern samochodowych .

Budowa

Perspektywy zastosowania stopów aluminium w konstrukcjach budowlanych potwierdzają obliczenia techniczno-ekonomiczne oraz wieloletnia światowa praktyka w budowie różnych projektów budowlanych.

Wprowadzenie stopów aluminium w budownictwie zmniejsza zużycie metalu, zwiększa trwałość i niezawodność konstrukcji, gdy są one użytkowane w ekstremalnych warunkach (niska temperatura, trzęsienie ziemi itp.). W zależności od przeznaczenia konstrukcji aluminiowych zalecane są różne gatunki stopów: AD1, AMts, AMg2, AD31, 1915 itd.


Rysunek 4 - Budynek z przezroczystymi konstrukcjami aluminiowymi

Doświadczenie zdobyte w USA potwierdza możliwość zastosowania stopów aluminium w konstrukcjach budowlanych. Wydają więcej aluminium niż w jakiejkolwiek innej branży. Jednocześnie preferowane jest wprowadzanie stopów spawalnych serii Zxxx, 5xxx i 6xxx.

Przemysł naftowy i chemiczny

Rozwój nowych złóż, zwiększanie głębokości odwiertów stawiał pewne wymagania dla materiałów wykorzystywanych do produkcji części i zespołów sprzętu naftowego i gazowego oraz sprzętu do przetwarzania produktów naftowych.

Rysunek 5 - Platforma wiertnicza

Wysoka wytrzymałość właściwa stopów aluminium pozwala na zmniejszenie ciężaru sprzętu wiertniczego, ułatwia jego transport i zapewnia przejście głębokich studni.

Odporne na korozję stopy aluminium pozwalają zwiększyć niezawodność eksploatacyjną wierceń, rurociągów oraz rurociągów naftowych i gazowych. Podwyższona odporność na pękanie korozyjne pozwala na zastosowanie stopów aluminium do produkcji pojemników do przechowywania oleju i jego produktów.

Głównym materiałem konstrukcyjnym do produkcji rur wiertniczych ze stopów aluminium jest stop klasy D16.

Stopy aluminium AMg2, AMr3, AMg5 i AMg6 wykazywały wysoką odporność na ropę naftową i niektóre benzyny. Spośród wymienionych stopów magnalium najbardziej zaawansowanym technologicznie stopem do produkcji aparatów jest stop AMg2, zwłaszcza do produkcji skraplaczy i lodówek w rafineriach ropy naftowej.

W USA urządzenia dla przemysłu naftowego wykonane są ze stopów aluminium serii 3xxx, 5xxx i 6xxx. Do budowy urządzeń wiertniczych stosowane są rury ze stopu 6063. Platformy morskie montowane są z rur 6061, 6063, a także z wysokowytrzymałych stopów gatunków 2014 i 7075. Zbiorniki, kolumny, skraplacze itp. wykonane są z aluminium ADOO, ADO i AD1. do produkcji kwasu octowego, sulfonowania alkoholi tłuszczowych, chloranu potasu, azotanu sodu i amonu, kwasu cyjanowodorowego itp.

Zbiorniki, kolumny, skraplacze itp. wykonujemy z aluminium ADOO, ADO i AD1. do produkcji kwasu octowego, sulfonowania alkoholi tłuszczowych, chloranu potasu, azotanu sodu i amonu, kwasu cyjanowodorowego itp.

W USA w zależności od warunków pracy urządzeń przemysłu chemicznego stosowane są stopy serii 1xxx, 3xxx, 5xxx. W indywidualne przypadki W celu zapewnienia największej wytrzymałości stosuje się stopy termoutwardzalne 2xxx i 7xxx o obniżonej odporności na korozję.

Zbiorniki do przechowywania produktów chemicznych wykonane są ze stopów o wysokiej odporności na korozję - 1100 lub 3003; zbiorniki ciśnieniowe - ze stopów 5052 lub 6063; pojemniki, zbiorniki i innego rodzaju urządzenia do przechowywania kwasu octowego, kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej, alkoholi i innych produktów - ze stopów 3003, 6061, 6063, 5052; zbiorniki na zawierające ozon roztwory nawozów ze stopów 3004; 5052 i 5454; zbiorniki magazynowe na roztwory saletry amonowej ze stopów 1100, 3003, 3004, 5050, 5454, 6061 i 6062.

Elektryk

Aluminium i wiele stopów na jego bazie są stosowane w elektrotechnice ze względu na dobrą przewodność elektryczną, odporność na korozję, niski ciężar właściwy i, co ważne, niższy koszt w porównaniu z miedzią i jej stopami przewodzącymi.

W zależności od wartości rezystywności elektrycznej stopy aluminium dzieli się na przewodzące i stopy o podwyższonej oporności elektrycznej.

Właściwa przewodność elektryczna elektrycznych gatunków aluminium A7E i A5E wynosi około 60% przewodności miedzi wyżarzonej zgodnie z międzynarodowym standardem. Aluminium techniczne AD0 i elektrotechniczne A5E wykorzystywane są do produkcji drutów, kabli i opon. Niskostopowe stopy aluminium systemu Al-Mg-Si AD31, AD31E znalazły zastosowanie w przemyśle elektrycznym.

Stopy aluminium zwiększające jego wytrzymałość i poprawiające inne właściwości uzyskuje się poprzez wprowadzenie do niego dodatków stopowych, takich jak miedź, krzem, magnez, cynk, mangan.

Duraluminium

Duraluminium(duraluminium, duraluminium, od nazwy niemieckiego miasta, w którym produkcja przemysłowa stop) - stop aluminium (baza) z miedzią (Cu: 2,2 - 5,2%), magnez (Mg: 0,2 - 2,7%) mangan (Mn: 0,2 - 1%). Poddawany jest hartowaniu i starzeniu, często pokryty aluminium. Jest materiałem konstrukcyjnym dla lotnictwa i inżynierii transportowej.

Zdjęcie 6 - Arkusz duraluminium

- lekkie odlewane stopy aluminium (baza) z krzemem (Si: 4 - 13%), czasami do 23% oraz kilkoma innymi pierwiastkami: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Wykonuje się z niego części o złożonej konfiguracji, głównie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym.

- stopy aluminium (baza) z magnezem (Mg: 1 - 13%) oraz inne pierwiastki o wysokiej odporności na korozję, dobrej spawalności, wysokiej ciągliwości. Służą do wykonywania odlewów kształtowych (magnals odlewniczych), blach, drutu, nitów itp. (magnals odkształcalnych).

Pod względem zakresu zastosowania stopy aluminium ustępują jedynie stali i żeliwu.

Zastosowanie w życiu codziennym

Badając wpływ aluminium na różne produkty spożywcze, naukowcy odkryli, że witaminy nie ulegają zniszczeniu, gdy żywność wchodzi w kontakt z aluminium. Odkrycie to doprowadziło do szerokiego zastosowania aluminium w przemyśle spożywczym, w postaci naczyń aluminiowych, a także w kosmetykach i chemii gospodarczej. Z aluminium wykonane są różnorodne urządzenia przeznaczone do przetwórstwa spożywczego w przemyśle cukrowniczym, cukierniczym, olejarskim i innych.

Zdjęcie 9 - Aluminiowe naczynia kuchenne

Obfitość wyrobów aluminiowych, jak w kuchni dużego przedsiębiorstwa Żywnościowy, a w domowej kuchni: maszynki do mięsa, widelce, łyżki, kubki, miski, naczynia aluminiowe itp. Folia aluminiowa to doskonały materiał opakowaniowy, który dobrze konserwuje różne produkty. w opakowaniu od folia aluminiowa Olej spożywczy, margaryna, lody, słodycze i wiele innych są pakowane, dlatego nazywa się je również aluminium spożywczym. Tradycyjnie pakowane w aluminiowe tuby pasta do zębów. Dla wygody użytkowania niektóre produkty, np. sery topione, pakowane są w tuby z zakrętką. W takich tubach astronauci zabierają ze sobą jedzenie w kosmos. Coraz częściej w produkcji puszek zamiast cyny używa się cienkiej blachy aluminiowej do żywności, a producenci wytwarzają również coraz więcej naczyń z aluminium.

farmaceutyki

Mówiąc o wszechstronności aluminium, nie można pominąć ważny fakt: metal, z którego wykonane są naczynia i samoloty, jest szeroko stosowany w leczeniu i zapobieganiu poważnym chorobom i jest zatwierdzony do tego celu przez Światową Organizację Zdrowia. Oczywiście nie mówimy o aluminium w czysta forma, ale o jego związkach.

W 1926 r. odkryto, że toksoid błoniczy wytrącony glinem (zneutralizowana toksyna bakteryjna) stymuluje wytwarzanie przeciwciał znacznie lepiej niż czysty toksoid błoniczy. Od tego czasu sole glinu są najczęściej używane w celu wzmocnienia działania szczepionek, ponieważ są uważane za nieszkodliwe dla ludzi.

To właśnie na bazie aluminium powstają najskuteczniejsze środki zobojętniające kwas. Wodorotlenek glinu, który dobrze neutralizuje kwasy, jest potrzebny do leczenia wrzodów trawiennych, niestrawności i podrażnienia żołądka. Do tego samego celu nadaje się fosforan glinu.

Ale nawet dla tych, którzy mają doskonałe zdrowie, przyda się produkt zawierający aluminium, który jest sprzedawany w każdej aptece i nie tylko. To dezodorant antyperspirant. Nawet starożytni Grecy i Rzymianie używali ałunu do tłumienia wydzieliny. Nasze babcie również używały zwykłego ałunu. Chlorek glinu został dodany do pierwszych fabrycznych produktów o zapachu potu i głównego środka nowoczesne środki to chlorowodorek glinu. Swoją drogą, na czym opiera się efekt ich działania, nadal nie jest dokładnie znane.

Ile kosztuje napisanie pracy?

Wybierz rodzaj pracy Praca dyplomowa(licencjat/specjalista) Część pracy Dyplom magisterski Zajęcia z praktyką Teoria zajęć Streszczenie Esej Test Cele Praca atestacyjna (VAR/VKR) Biznesplan Pytania do egzaminu Dyplom MBA Praca dyplomowa (uczelnia/szkoła techniczna) Inne Studia przypadków Praca laboratoryjna, RGR Pomoc online Raport z praktyki Wyszukiwanie informacji Prezentacja w programie PowerPoint Streszczenie do studiów podyplomowych Materiały towarzyszące do dyplomu Artykuł Rysunki testowe więcej »

Dziękuję, wysłano do Ciebie e-mail. Sprawdź pocztę.

Czy chcesz otrzymać kod promocyjny z 15% rabatem?

Odbieraj SMS-y
z kodem promocyjnym

Z powodzeniem!

?Podaj kod promocyjny podczas rozmowy z menedżerem.
Kod promocyjny można wykorzystać tylko raz przy pierwszym zamówieniu.
Rodzaj kodu promocyjnego - " Praca dyplomowa".

Aluminium i jego stopy

Test

na kursie: „SYSTEMY TECHNOLOGICZNE”

na temat: „ALUMINIUM I JEGO STOPY”



Wstęp

Aluminium i jego stopy

Proces technologiczny produkcji aluminium

Wykorzystanie „opłat” w produkcji aluminium

Stan przemysłu aluminiowego

Światowy rynek aluminium na przełomie 2007 i 2008 roku

Zastosowanie aluminium i jego stopów

Wniosek

Bibliografia

DODATEK


Wstęp


Pierwiastek glinowo-chemiczny trzeciej grupy układu okresowego pierwiastków D. I. Mendelejewa. Jego numer seryjny to 13, masa atomowa to 26,98.

Aluminium to metal, którego sfery konsumpcji stale się poszerzają. W wielu branżach z powodzeniem zastępuje tradycyjnie stosowane metale i stopy. Szybki rozwój zużycia aluminium wynika z jego niezwykłych właściwości, wśród których wymienić należy przede wszystkim wysoką wytrzymałość połączoną z niską gęstością, zadowalającą odporność na korozję, dobrą zdolność formowania przez odlewanie, ciśnieniowe i skrawanie; możliwość łączenia części aluminiowych w różnych konstrukcjach poprzez spawanie, lutowanie, klejenie i innymi metodami; umiejętność nakładania powłok ochronnych i dekoracyjnych.

Wszystko to w połączeniu z dużymi zapasami aluminium w skorupie ziemskiej sprawia, że ​​perspektywy rozwoju produkcji i konsumpcji aluminium są bardzo szerokie.

Celem pracy jest zapoznanie się z aktualnym poziomem rozwoju przemysłu aluminiowego oraz obszarami zastosowań aluminium i jego stopów.

Główne zadania:

    badanie głównych cech;

    opanowanie technologii produkcji aluminium;

    analizować stan branży;

    poznaj główne trendy w rozwoju aluminium i jego stopów na świecie itp.

Przedmiotem badań jest przemysł aluminiowy.

Przedmiotem badań jest aktualny poziom rozwoju przemysłu aluminiowego oraz zakres aluminium i jego stopów.

Metody badawcze:

    analiza literatury ekonomicznej, naukowej i metodycznej;

    analiza czasopism na badany temat.

Aluminium i jego stopy


Aluminium to stosunkowo młody metal. Jej nazwa pochodzi od łacińskiego słowa ALUMEN – a więc 500 lat pne. zwany ałunem aluminiowym, który był używany do trawienia podczas barwienia tkanin i garbowania skóry.

Aluminium jako pierwiastek odkryto w 1825 r., kiedy to uzyskano pierwsze małe grudki tego metalu. Początek jej rozwoju przemysłowego datuje się na koniec XIX wieku - po odkryciu technologii jej wytwarzania metodą elektrolizy tlenku glinu rozpuszczonego w stopionym kriolicie. Ta zasada leży u podstaw nowoczesnej ekstrakcji przemysłowej aluminium z tlenku glinu we wszystkich krajach świata.

W Rosji znany chemik N.N. Beketov pracował nad technologią produkcji aluminium w drugiej połowie ubiegłego wieku, z której pracy korzystali Niemcy, którzy zbudowali pierwszą fabrykę aluminium w Gmelingien. Pierwsza fabryka aluminium w naszym kraju została uruchomiona w 1932 roku. Na podstawie elektrowni wodnej Wołchow. Budowa Dnieprogów umożliwiła wodowanie w 1933 roku. druga fabryka aluminium. Rozwój kompleksu elektroenergetycznego w latach 60-70. pozwoliło zbudować dużą liczbę potężnych fabryk aluminium i zająć wiodącą pozycję na światowym rynku aluminium.

Aluminium to srebrzysto-biały plastyczny metal. W powietrzu szybko pokrywa się warstwą tlenku, która chroni ją przed korozją. Aluminium jest odporne chemicznie na kwasy azotowe i organiczne, ale jest niszczone przez zasady, kwasy solny i siarkowy. Najważniejszą właściwością aluminium jest jego niska gęstość, jest trzykrotnie lżejsze od żelaza. Właściwości mechaniczne aluminium są niskie: wytrzymałość na rozciąganie - 5-9 kgf / mm², wydłużenie względne - 25-45%. Wysoka ciągliwość (uzyskiwana przez wyżarzanie w temperaturach 350-410°C) tego metalu pozwala na zwijanie go w bardzo cienkie arkusze np. folia może mieć grubość do 0,005 mm. Aluminium dobrze się spawa, ale jest trudne do obróbki. Krzem, mangan, miedź i inne składniki są dodawane do aluminium w celu zwiększenia wytrzymałości. Znaczne zasoby naturalne aluminium, jego niska gęstość, wysokie właściwości antykorozyjne, dobra przewodność elektryczna przyczyniły się do szerokiego zastosowania tego metalu w różnych gałęziach techniki. Aluminium i jego stopy są wykorzystywane w inżynierii lotniczej i mechanicznej, w budowie budynków i linii energetycznych, w wielu gałęziach przemysłu. Produkowane są z niej różne pojemniki i okucia dla przemysłu chemicznego, folia opakowaniowa z aluminium i jego stopów znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym (do pakowania wyrobów cukierniczych i mlecznych). Naczynia aluminiowe zyskały szerokie uznanie. Aluminium jest dobrze narażone na różne cienkie powłoki i kolory, dlatego jest również wykorzystywane jako materiał dekoracyjny.

Wszystkie gatunki aluminium zawierają ponad 99% czystego aluminium. W zależności od składu chemicznego dzieli się go na aluminium o specjalnej, wysokiej i technicznej częstotliwości, oznaczanej literą A oraz liczbą dziesiątą i setną procenta po 99%, np. A85 zawiera 99,85% aluminium.

Ponieważ wytrzymałość aluminium jest bardzo niska, jego stopy są wykorzystywane jako materiały konstrukcyjne. Stopy dzielą się na zdeformowany- głównie duraluminium i odlewnia- głównie silumin.

Duraluminium- stop aluminium z miedzią (2,2-5,2%), magnezem (2-2,7%) i manganem (0,2-1,0%). Poddawany jest hartowaniu w wodzie po podgrzaniu do temperatury ok. 500°C i starzeniu hartowniczym. Pod względem właściwości mechanicznych zbliża się do stali średniowęglowych. Stosowany jest głównie w postaci różnych wyrobów walcowanych - blach, kątowników, rur itp. jako materiał konstrukcyjny wykorzystywany jest w inżynierii transportowej i lotniczej.

Silumin - stop aluminium i krzemu, ma dobre właściwości odlewnicze, miękki, służy do wytwarzania części niekrytycznych metodą odlewania i ciśnieniową. Oprócz aluminium i krzemu (10-13%), stop ten zawiera: żelazo (0,2-0,7%), mangan (0,05-0,5%), wapń (0,07-0,2%), tytan (0,05-0,2%), miedź (0,03%) i cynk (0,08%). Można stosować stopy aluminium z cynkiem, magnezem itp. .


Proces technologiczny produkcji aluminium


Produkcja aluminium to złożony proces technologiczny. Ze względu na swoje działanie aluminium nie występuje w postaci wolnej. Otrzymywany jest z minerałów - boksytów, nefelinów i ałunitów, przy czym najpierw wytwarzany jest tlenek glinu, a następnie aluminium pozyskiwane jest z tlenku glinu metodą elektrolizy. Schemat technologiczny produkcji aluminium składa się z następujących procesów:

    otrzymywanie tlenku glinu Al 2 O 3 poprzez ługowanie pokruszonego boksytu stężonym roztworem alkalicznym i jego późniejsze kalcynowanie.

    rozpuszczanie tlenku glinu w stopionym kriolicie i jego elektroliza w kąpieli z anodą węglową i katodą pokrytą blokami węglowymi (rys. 1). Aniony glinu są neutralizowane na katodzie i wytrącają się w stopie. Produkcja 1 tony aluminium pochłania 17-18 tys. kW energii elektrycznej.

    rafinacja elektrolityczna, podobna do rafinacji miedzi, gdzie anodą są bloki aluminiowe.

Aluminium wszystkich gatunków zawiera ponad 99% aluminium.


Ryż. 1. Schemat ogniwa elektrolitycznego do produkcji aluminium


Wykorzystanie „opłat” w produkcji aluminium


Bardzo powszechnym zjawiskiem jest reżim celny przetwarzania na obszarze celnym („opłata”). Pod tym pojęciem rozumie się przetwarzanie w dowolnym kraju importowanych towarów lub surowców dostarczonych przez klienta z warunkowym zwolnieniem z płacenia ceł importowych, podatków, jeśli są przeznaczone do produkcji, przetwarzania lub naprawy, a następnie eksportu produktu końcowego poza granice kraju procesora.

Dzisiaj opłaty za przejazd traktowane są na świecie niejednoznacznie.

Obecnie myto, w szczególności w produkcji aluminium, jest wykorzystywane przez duże zintegrowane firmy i tworzone przez nie struktury handlowe za granicą jako sposób na obniżenie kosztów wytwarzania wyrobów metalowych z jego przeniesieniem do krajów, które dysponują najtańszymi zasobami naturalnymi i energetycznymi, pracy i zapewnić minimalne koszty podatków i transportu. Operacje poboru opłat stały się narzędziem redystrybucji zasobów i zwiększania wydajności produkcji w skali globalnej.

Jednocześnie Rząd Federacji Rosyjskiej wielokrotnie omawiał kwestię zniesienia importu surowców w przemyśle aluminiowym, mając na uwadze, że pobieranie opłat znacznie utrudnia rozwój własnej bazy surowcowej do produkcji aluminium, bezpośrednio uzależnia tę produkcję import surowców, warunki na rynku światowym. Jednocześnie rosyjskie przedsiębiorstwa przetwarzające surowce (w szczególności tlenek glinu) na podstawie umów o przerób są pozbawiane znacznej części zysków ze sprzedaży produktów głównej produkcji (aluminium pierwotnego). Ponadto operacje pobierania opłat znacznie zmniejszają wpływy do budżetu z tytułu poboru ceł. Obecnie przemysł aluminiowy dysponuje znacznymi zasobami finansowymi i materiałowymi, aby całkowicie zrezygnować z opłat za przejazd i prowadzić operacje handlu zagranicznego na normalnych warunkach handlowych.

Produkcja aluminium pierwotnego jest procesem niezwykle szkodliwym z punktu widzenia ochrony środowiska. Jednocześnie konsekwencje środowiskowe związane z produkcją, w tym koszty opieki zdrowotnej, spadają głównie na barki państwa.

W Rosji wśród głównych argumentów przemawiających za utrzymaniem opłat za przejazd często przytacza się fakty braku lub braku własnego kapitału obrotowego przedsiębiorstw przetwórczych na zakup surowców do produkcji aluminium. Przetwórcy wykonujący operacje poboru są zwolnieni z kosztów zakupu surowców w porównaniu z prowadzeniem działalności na normalnych warunkach handlowych. Ponadto przy opłatach za przejazd kwota opłat podatkowych i celnych jest znacznie mniejsza.

Według naszych szacunków, zastąpienie myta operacjami eksportowo-importowymi nie spowoduje poważnych konsekwencji dla branży aluminiowej, a wręcz przeciwnie: utrzyma się rola Rosji na rynku światowym, znacznie wzrosną wpływy do budżetów wszystkich szczebli. , w tym wpływy do budżetu federalnego z poboru ceł (w przypadku podjęcia decyzji o ich wprowadzeniu).

Obecnie znacząco zmieniły się warunki ekonomiczne funkcjonowania przedsiębiorstw produkujących aluminium:

Od 29 lutego 2004 r. zniesione zostały cła importowe na tlenek glinu (tlenek glinu), główny surowiec do produkcji aluminium pierwotnego;

Od 29 sierpnia 2005 r. zniesione zostały cła eksportowe na aluminium pierwotne i stopy aluminium;

Średni poziom cen aluminium pierwotnego na Londyńskiej Giełdzie Metali w 2005 r. wzrósł o ponad 19% w stosunku do 2000 r. io ponad 37% w porównaniu do stosunkowo niesprzyjających warunków rynkowych w latach 2002-2003;

Przewiduje się stabilizację i spadek cen tlenku glinu na rynkach światowych;

Znacznie obniżono stopę refinansowania zaciągniętych kredytów, która została ustalona od 15 czerwca 2004 r. na poziomie 13%;

Przedsiębiorstwa podejmują działania mające na celu obniżenie kosztów swoich produktów, m.in. poprzez unowocześnianie produkcji, wprowadzanie nowych nowoczesnych technologii.

Czynniki te z pewnością pozwolą na znaczne zwiększenie opłacalności sprzedaży aluminium na eksport, rezygnację ze stosowania reżimu celnego w zakresie przetwarzania na obszarze celnym (opłat) w branży aluminiowej i całkowite przejście na bezpośrednie operacje eksportowo-importowe na normalnych warunkach handlowych. warunki. Jednocześnie warto powrócić do kwestii rewizji przyjętych decyzji w sprawie zniesienia ceł importowych na tlenek glinu i eksportowych ceł na aluminium, mając na uwadze, że w związku z tym przedsiębiorstwa uzyskują obecnie nadwyżki zysków, państwo jest zmuszone do poszukiwania dodatkowych środków na sfinansowanie opieki zdrowotnej i innych celów związanych z przezwyciężeniem środowiskowych skutków produkcji aluminium pierwotnego.

Stan przemysłu aluminiowego


Wzrost produkcji aluminium pierwotnego, w tym siluminu, w 2007 r. wyniósł 106% w stosunku do poziomu z 2006 r. (Załącznik 1). Wykorzystanie mocy produkcyjnych do produkcji aluminium pierwotnego wyniosło ok. 98%. Udział dostaw aluminium pierwotnego przez rosyjskie przedsiębiorstwa na eksport szacuje się na 70% wielkości produkcji.
W 2007 r. wielkość produkcji aluminium pierwotnego przekroczyła o 12,5% poziom z 1990 r. Obecnie Rosja ustępuje tylko Chinom pod względem ilości produkowanego aluminium pierwotnego. Nasz kraj produkuje 15% światowego tlenku glinu i 12% aluminium.

W 2007 roku Rosja wyprodukowała 5,495 mln ton boksytu, wyprodukowała 3,319 mln ton tlenku glinu, 3,973 mln ton aluminium pierwotnego (w tym 1,7 mln ton z rosyjskich surowców) oraz 811,8 tys. ton aluminium na wynajem. Eksport aluminium pierwotnego w 2007 roku wyniósł 2,853 mln ton, aluminium walcowanego 347,8 tys. ton. Sprowadzono 4,662 mln ton tlenku glinu, 14,5 tys. ton aluminium pierwotnego, w tym stopów, 123,4 tys. ton walcowanego aluminium. Zakłada się, że realizacja rosyjskich projektów zwiększy produkcję aluminium do 2015 roku do 5,39-5,743 mln ton, czyli 1,3-1,4 razy. Zużycie aluminium pierwotnego na rynku krajowym wyniosło ok. 800 tys. ton (wg nieoficjalnych szacunków - ok. 1 mln ton).


Światowy rynek aluminium na przełomie 2007 i 2008 roku


Od drugiej połowy 2007 r. na rynek aluminium mocno wpłynęły zawirowania na rynkach finansowych spowodowane kryzysem na rynku kredytów hipotecznych w USA. W sierpniu i wrześniu doprowadziło to do spadku cen aluminium pierwotnego – we wrześniu cena kontraktów trzymiesięcznych spadła poniżej 2400 USD/t, co ostatnio zaobserwowano w marcu 2006 roku.

Jednak już w październiku-listopadzie 2007 r. na rynku aluminium nastąpił wzrost cen związany z osłabieniem dolara (rys. 2), a handel metalem zawierał się w przedziale 2391-2634 USD/t. Zapasy aluminium na LME, które we wrześniu przekroczyły 900 tys. ton, nieznacznie spadły w okresie październik-listopad; zmniejszyły się również światowe zapasy (rys. 3).

Na początku października cena aluminium pierwotnego utrzymywała się na poziomie 2500 USD/t, po czym nastąpiła krótkotrwała obniżka ze względu na presję na krótkoterminowe umocnienie dolara i tendencje spadkowe na światowych indeksach finansowych, ale w połowie października cena ponownie zbliżyła się 2500 USD/t z powodu ponownego osłabienia dolara. Zapasy aluminium na LME chwilowo przestały rosnąć, pomagając utrzymać cenę metalu i do końca października utrzymywały się na tym samym poziomie 2,500 USD/t.

Na początku listopada nowe osłabienie dolara podniosło cenę aluminium do 2600 USD/t, ale już w drugiej połowie listopada cena ponownie spadła do 2500 USD/t i utrzymywała się blisko tego poziomu do końca miesiąca. Średnia miesięczna cena kontraktów trzymiesięcznych w październiku wyniosła 2492,5 USD/t, aw listopadzie wzrosła do 2556,06 USD/t.

W grudniu, według Światowego Biura Statystyki Metali (WBMS), świat wyprodukował 3,2958 mln ton aluminium pierwotnego, a zużycie metali wyniosło 3,1445 mln ton 2436 USD/t (rys. 2). Światowe zapasy aluminium pierwotnego na koniec grudnia wyniosły 2,848 mln ton, co odpowiada około czterem tygodniom konsumpcji. Zapasy magazynowe aluminium na trzech giełdach metali: w Londynie, Szanghaju i Tokio - wzrosły do ​​1,043 mln ton wobec 745 tys. ton na koniec grudnia 2006 roku.

Według danych WBMS w ciągu 12 miesięcy 2007 roku świat odnotował nadwyżkę produkcji aluminium nad jego zużyciem o 499 tys. ton, podczas gdy według danych za 11 miesięcy było to 341 tys. ton. W 2007 r. produkcja aluminium wzrosła o 12,6% i wyniosła 38,02 mln t, podczas gdy światowe zużycie metali wzrosło o 9,3% do 37,52 mln t. W Chinach zużycie aluminium wzrosło w tym okresie o 40%.%.

Według Międzynarodowego Instytutu Aluminium, światowa (bez Chin) produkcja aluminium pierwotnego w 2007 roku wzrosła o 3,9% do 24,803 mln ton, przyspieszył wzrost produkcji w Europie Wschodniej i odwrócił trend w obu Amerykach i Europie Zachodniej. Według China Nonferrous Metals Industry Association, produkcja aluminium pierwotnego w Chinach w 2007 roku wzrosła o 34,9% do 12,607 mln ton, czyli prawie połowa metalu produkowanego na świecie została wyprodukowana (rys. 4).

W 2007 roku Chiny ograniczyły eksport aluminium pierwotnego o 55% do 546,6 tys. , import złomu aluminiowego do produkcji aluminium wtórnego.

Analitycy uważają, że w 2008 r. wzrost produkcji aluminium w Chinach spowolni o 20-25%, czemu sprzyjać będą nowe ograniczenia wprowadzone przez chiński rząd w listopadzie 2007 r. – dotyczące minimalnych mocy produkcyjnych, lokalizacji przedsiębiorstw i zużycia energii, aby zapobiec „przegrzaniu” przemysłu aluminiowego.

Dokumenty rządowe stanowią, że nowe projekty aluminiowe muszą uzyskać zgodę Narodowej Komisji Rozwoju i Reform (NDRC) przed budową. Projekty rozbudowy pierwotnych zdolności produkcyjnych aluminium podlegają również zatwierdzeniu przez NDRC, które będzie przyznawane tylko projektom, które poprawiają efektywność środowiskową i zastępują przestarzałe obiekty. Projekty przedsiębiorstw do produkcji tlenku glinu, które będą wykorzystywać chiński boksyt jako surowiec, mogą mieć roczną zdolność produkcyjną nie przekraczającą 800 tys. ton tlenku glinu rocznie i mieć własne zapasy boksytu w co najmniej 85%. Projekty mające na celu wykorzystanie importowanego boksytu mogą mieć wydajność co najmniej 600 tysięcy ton tlenku glinu rocznie i muszą być w 60% dostarczane z boksytem poprzez wspólne przedsięwzięcia przez co najmniej pięć lat.

Minimalna wydajność projektowanych kopalń boksytu jest ustalona na 300 tys. ton/rok przy minimalnej żywotności 15 lat. Co więcej, jeśli całkowita inwestycja w projekt przekroczy 500 mln juanów (67,29 mln USD), projekt będzie wymagał zgody nie tylko władz lokalnych i NDRC, ale także chińskiego rządu centralnego.

Przewidywane przedsiębiorstwa do produkcji aluminium wtórnego mogą mieć zdolność projektową co najmniej 50 tysięcy ton / rok, a zdolność istniejących przedsiębiorstw musi wynosić co najmniej 20 tysięcy ton / rok, w przeciwnym razie zostaną zatrzymane. Tylko projekty o rocznej wydajności przekraczającej 30 000 ton/rok otrzymają pozwolenia na przebudowę lub rozbudowę.

Planowane zakłady obróbki aluminium z produkcją szerokiej gamy wyrobów, m.in. blach, taśm, folii, rur i profili, powinny mieć wydajność minimum 100 tys. ton wyrobów aluminiowych rocznie. Minimalna roczna zdolność produkcyjna przedsiębiorstw produkujących tylko arkusze i taśmy wynosi 50 tys. ton, samą folię – 30 tys. ton, rury i profile – 50 tys. ton.

Co najmniej 35% inwestycji w górnictwo, huty aluminium i zakłady hutnictwa wtórnego musi być dokonywane gotówkowo.

Nowe projekty rafinerii tlenku glinu wykorzystujące technologię Bayer mogą zużywać nie więcej niż 500 kg węgla standardowego na tonę wytworzonego tlenku glinu, przedsiębiorstwa tlenku glinu z technologią łączoną i technologią spiekania - nie więcej niż 800 kg węgla na 1 tonę tlenku glinu. Zużycie energii w nowych i zmodernizowanych hutach aluminium jest ograniczone do 14,3 kWh na tonę wyprodukowanego metalu.

Nowe przepisy zabraniają budowy nowych hut aluminium bliżej niż 1 km od stref bezpieczeństwa średnich i dużych miast i ich przedmieść, od osiedli i placówek medycznych, od przedsiębiorstw produkujących elektronikę i artykuły spożywcze.

Rząd ma nadzieję, że nowe ograniczenia zapewnią ulepszenia strukturalne i uregulują inwestycje w krajowym przemyśle aluminiowym w celu zapewnienia stabilnego wzrostu, oszczędności energii i ograniczenia emisji.

Do końca 2007 r. produkcja aluminium pierwotnego wzrosła w Stanach Zjednoczonych ze względu na prowadzone w ciągu roku prace mające na celu wznowienie produkcji we wcześniej zatrzymanych zakładach: Alcoa Inc. ponownie otwarto drugą linię w hucie aluminium Ferndale w stanie Waszyngton, Glencore International AG przywróciła produkcję na drugiej linii w zakładzie Columbia Falls w Montanie, Ormet Corp. w listopadzie 2007 zakończyła reaktywację huty aluminium Hannibal o wydajności 267 kt/rw Ohio.

W Kazachstanie 12 grudnia 2007 roku kazachski holding Eurasian Natural Resources Corporation plc (ENRC) uruchomił pierwszy kompleks rozruchowy elektrolizy w Pawłodarze o wydajności 62,5 tys. ton aluminium pierwotnego rocznie. Do końca 2008 roku zakład osiągnie roczną produkcję aluminium na poziomie 125 tys. ton, a po uruchomieniu drugiego etapu w 2011 roku będzie produkować 250 tys. ton wyrobów rocznie. Całkowity koszt budowy zakładu wyniósł około 900 mln dolarów. W skład zakładu wchodzą dwa budynki hali elektrolizy, odlewni, hali produkcji anod oraz innych wydziałów pomocniczych. Dostawcą energii elektrycznej dla przedsiębiorstwa jest elektrociepłownia Aksu, która jest również częścią korporacji ENRC. W celu zasilania elektrowni w energię elektryczną wybudowano linię 500 o długości 27 km, z czego ok. 800 m rozciągnięto nad lustrem wody rzeki Irtysz.

Szwajcarska firma Glencore podpisała 10-letnią umowę z ENRC na zakup całego aluminium pierwotnego, które ma być produkowane przez kazachską hutę aluminium w Pawłodarze. W nadchodzących latach zakład będzie produkował wyłącznie wlewki aluminium pierwotnego; produkcja wyrobów o wyższej wartości dodanej nie jest jeszcze planowana.

Koniec 2007 roku upłynął pod znakiem przejęć i prób przejęć przez firmy aluminiowe. Na początku listopada 2007 r. Rio Tinto za 38,1 miliarda dolarów. nabył kanadyjską firmę aluminiową Alcan Inc. i zorganizowała w sobie jednostkę biznesową zajmującą się aluminium, Rio Tinto Alcan. Zdolności zjednoczonej spółki Rio Tinto na wydobycie boksytu wzrosły do ​​34,4 mln ton/rok, na produkcję tlenku glinu - do 8,3 mln ton/rok, aluminium pierwotnego - do 4,15 mln ton/rok. Zgodnie z wynikami z 2007 roku, Rio Tinto było drugim co do wielkości producentem aluminium pierwotnego na świecie (4,15 mln ton) po Russian Aluminium United Company (4,202 mln ton).

Dosłownie kilka godzin po zakończeniu przejęcia Alcan, samo Rio Tinto otrzymało ofertę fuzji z BHP Billiton poprzez wymianę jednej akcji Rio Tinto na trzy akcje BHP Billiton i odrzuciło ją. Po 1 lutego chińskie Chinalco i amerykańskie Alcoa Inc. ogłosił zamiar wspólnego nabycia 12% udziałów w Rio Tinto i otrzymał zgodę, BHP Billiton podjął nową próbę przejęcia Rio Tinto, oferując 147 miliardów dolarów. za 100% jej udziałów, ale ponownie odrzuciła go jako niedopuszczalną ze względu na znaczne niedoszacowanie wartości aktywów. Aby uniknąć wrogiego przejęcia, Rio Tinto próbowało podnieść kapitalizację firmy na początku 2008 roku, w związku z czym znacznie zwiększyło zasoby rudy żelaza w Australii i zdecydowało się na modernizację największej australijskiej huty aluminium, Boyne Island w Queensland (Rio Tinto - 59,4%, konsorcjum japońskich firm – 40,6%), w które zainwestuje 617 mln dolarów. i które przedłużą żywotność rośliny. Planowane zakończenie modernizacji w ciągu trzech lat; w efekcie emisja szkodliwych substancji do atmosfery zmniejszy się o 20 tys. ton/rok, a wydajność systemu transportu i dostarczania tlenku glinu zostanie zwiększona.

Na początku 2008 roku cena aluminium zaczęła ponownie rosnąć. W pierwszych dwóch tygodniach stycznia cena kontraktów z dostawą za trzy miesiące wzrosła do 2525 USD/t, ale pod koniec miesiąca spadła do minimum 2413 USD/t, co tłumaczyło umocnienie się dolara wobec euro, wzrosty akcji na LME i spowolnienie w gospodarce USA. Ponadto spadła produkcja metali w Chinach, gdzie pod koniec 2007 roku bezprecedensowa susza doprowadziła do gwałtownego zmniejszenia ilości wody w głównych zbiornikach: w listopadzie o 2,4%, w grudniu o 2,7% do 75,35 mld m sześc. .m Zaopatrzenie w wodę elektrowni wodnych w prowincji Guizhou zmniejszyło się o 30%; Ze względu na brak energii elektrycznej od końca grudnia zaczęto ograniczać dostawy energii elektrycznej do hut aluminium województwa. Największa chińska firma aluminiowa Chalco zatrzymała połowę mocy produkcyjnych (160 tys. ton/rok) w fabryce aluminium Guiyang w prowincji Guizhou. Jej spółka zależna Zunyi Aluminium (Chalco 51%) zlikwidowała 30% swoich 110 000 ton rocznie w hucie aluminium Zunyi w tej samej prowincji Guizhou. Analitycy uważają, że w pierwszym kwartale 2008 r. dostawy energii elektrycznej w województwie raczej nie powrócą do normalnego poziomu.

W Syczuanie produkcja energii hydroelektrycznej również spadła w grudniu, a lokalni producenci aluminium pierwotnego przygotowują się do ograniczenia produkcji w ciągu najbliższych dwóch miesięcy.

Na przełomie stycznia i lutego Chiny nawiedziła nowa klęska żywiołowa: obfite opady śniegu w centralnej części kraju ponownie spowodowały przerwy w dostawie prądu – na początku lutego prawie wszystkie zakłady aluminium w prowincji Guizhou o łącznej rocznej zdolności produkcyjnej 700-800 tys. ton zostały zatrzymane.

„Oczekuje się, że z powodu wszystkich powyższych problemów produkcja aluminium w Chinach zmniejszy się o około 1-1,3 miliona ton, a ceny aluminium będą oscylować między 2600-2800 USD/t w ciągu najbliższych kilku tygodni” – powiedział analityk Macquarie, Adam Rowley. Według prognoz meteorologów obfite opady śniegu można zastąpić powodziami, co z kolei doprowadzi do ograniczenia dostaw energii elektrycznej. „Jeśli ten kryzys energetyczny się przeciągnie, ceny aluminium będą nadal rosły”, powiedział analityk Merrill Lynch Daniel Hai.

Kryzys energetyczny w RPA, a także w Mozambiku, który jest zasilany energią elektryczną z RPA, dał się odczuć już we wrześniu 2007 roku, kiedy zaczęły się okresowe przerwy w dostawie prądu. Południowoafrykańska firma energetyczna Eskom, która dostarcza energię elektryczną do hut aluminium BHP Billiton plc South African Hillside i Bayside w KwaZulu-Natal, jak również do huty aluminium Mozal (BHP Billiton - 47,1%) w Maputo, nie może zaspokoić zapotrzebowania na energię elektryczną i stara się unikać przerw w zasilaniu poprzez zmniejszenie obciążenia. Najbardziej zauważalne były przerwy w dostawie prądu w grudniu i styczniu. Od Nowego Roku w RPA zdarzają się codzienne, kroczące przerwy w dostawie prądu, kiedy konsumenci są pozbawieni go przez 4-5, a nawet 8 godzin dziennie, często niespodziewanie. Popyt na energię elektryczną w RPA w styczniu 2008 r. przekroczył jej produkcję o 2-3 tys. MW.

Z powodu przerw w dostawie prądu w RPA brytyjski Rio Tinto zamierza ponownie rozważyć plany budowy dużej huty aluminium w strefie przemysłowej Koega w południowoafrykańskiej prowincji Przylądka Wschodniego, 20 km na wschód od Port Elizabeth. Budowa zakładu o rocznej zdolności produkcyjnej 720 tys. ton aluminium pierwotnego o wartości ok. 2,7 mld dolarów. firma zamierzała zakończyć w 2011 r. Alcan w listopadzie 2006 r. podpisał 25-letni kontrakt z Eskom na dostawę energii elektrycznej od 2010 r., ale nie jest jeszcze jasne, czy do tego czasu w RPA będą dostępne nowe elektrownie. Dlatego Rio Tinto zamierza uzyskać gwarancje od rządu RPA dotyczące dostaw energii elektrycznej do elektrowni przed przystąpieniem do jej budowy. Realizacja tego projektu była już wielokrotnie zawieszana z powodu wątpliwości co do perspektyw dostaw energii. W lipcu 2007 roku Alcan podpisał kontrakt o wartości ponad 100 milionów dolarów. z joint venture firm inżynieryjnych SNC-Lavalin, Hatch i Murray & Roberts w celu wstępnego projektu pierwszego etapu huty aluminium.

Poprawa światowych wskaźników finansowych spowodowała wzrost zainteresowania zakupem aluminium. To, a także informacje o problemach z dostawami energii w RPA i Chinach, które grożą zmniejszeniem produkcji metalu, spowodowały wzrost cen aluminium. Już w ostatnim tygodniu stycznia, mimo wysokiego poziomu zapasów metali na LME (956,475 tys. ton), cena aluminium w kontraktach trzymiesięcznych wzrosła o ponad 200 dolarów. – z 2493 USD/t 28 stycznia do 2720,5 USD/t 1 lutego.

W ostatnich dniach lutego cena aluminium na LME z dostawą w ciągu trzech miesięcy wzrosła powyżej 3 000 USD/ti utrzymywała się na tym poziomie do połowy marca; szczyt (3212 USD/t) zanotowano w dniach 7-8 marca. W tym samym czasie zapasy aluminium na LME osiągnęły rekordowy poziom w ciągu ostatnich trzech i pół roku, przekraczając do połowy marca 1 mln t. Ponowny wzrost cen aluminium i ponowne rekordy cen ropy i złota, nowy szczyt w cenach miedzi. Wzrost cen aluminium był wspierany przez spadek produkcji metali w Chinach, gdzie po przerwach w dostawie prądu na początku lutego fabryki aluminium nie wznowiły produkcji, a także kryzys energetyczny w RPA, który

Podobne streszczenia:

elektroliza aluminium. Ustalenie wymiarów anody. Wymiary elementów konstrukcyjnych prefabrykowanego urządzenia katodowego. Obliczenia materiałowe, elektryczne i energetyczne elektrolizera, jego wydajność i zużycie surowców do produkcji aluminium.

Wartość przemysłowa metali nieżelaznych: aluminium, miedzi, magnezu, ołowiu, cynku, cyny, tytanu. Procesy technologiczne produkcja i obróbka metali, mechanizacja i automatyzacja procesów. Produkcja miedzi, aluminium, magnezu, tytanu i ich stopów.

ogólna charakterystyka Nowolipecki Huta Żelaza i Stali, jej moce produkcyjne i historia rozwoju. Charakterystyka hali wielkopiecowej, produkcja stali dynamo, wyrobów gorąco i zimnowalcowanych. Miejsce przedsiębiorstwa na rynku metalurgicznym.

Określenie rodzaju proponowanego do rozpatrzenia wyrobu (wyroby walcowane, odlewanie, kucie itp.), jego parametrów geometrycznych. Niezbędne jest zbadanie asortymentu wyrobów walcowanych oraz określenie, do jakiego rodzaju wyrobu należy proponowany do badania wyrób.

Naprawa samochodu po uderzeniu w twardy przedmiot aluminiową patelnią. Główne trudności spawania aluminium i jego stopów. Spawanie elektrodą wolframową z przemiennym prądem symetrycznym. Technologia napraw, sprzęt do spawania. Kontrola spawania.

Hutnictwo metali nieżelaznych jako najbardziej konkurencyjny przemysł w Rosji, polityka inwestycyjna. Metale nieżelazne i stopy: miedź, aluminium, cynk, magnez; ich technologiczne i właściwości mechaniczne, zastosowanie w przemyśle i budownictwie.

Zapasy i produkcja boksytu i innych surowców zawierających aluminium w Rosji. Historia rozwoju produkcji aluminium, główne kierunki jego zastosowania jako metalu konstrukcyjnego. Środki bezpieczeństwa ekologicznego w produkcji aluminium i stopów.

Skład, właściwości elektrolitu. Struktura stopionego kriolitu-tlenku glinu. Gęstość elektrolitu aluminiowego. Napięcie powierzchniowe, prężność pary nasyconej. Efekt anodowy: działania pozytywne i negatywne. Stres rozkładowy. mechanizm elektrolizy.

Historia rozwoju przemysł aluminiowy Rosja, jej najnowocześniejszy. Baza surowcowa przemysłu aluminiowego. Pobieranie opłat, jego konsekwencje i perspektywy. Spółki akcyjne i tworzenie korporacji. Problemy przemysłu aluminiowego w Rosji.

Obecnie aluminium i jego stopy znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu i technologii. Przede wszystkim aluminium i jego stopy wykorzystywane są w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Aluminium jest również szeroko stosowane w innych gałęziach przemysłu: w inżynierii mechanicznej, przemyśle elektrycznym i przyrządowym, budownictwie przemysłowym i cywilnym, przemyśle chemicznym i produkcji dóbr konsumpcyjnych.

Zastosowania aluminium

Lotnictwo

Na obecnym etapie rozwoju lotnictwa poddźwiękowego i naddźwiękowego stopy aluminium są głównymi materiałami konstrukcyjnymi w budowie samolotów.

W lotnictwie amerykańskim szeroko stosowane są stopy serii 2xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx i 7xxx. Seria 2xxx jest zalecana do wysokich temperatur pracy i wysokiej odporności na pękanie. Stopy serii 7xxx - do pracy w niższych temperaturach mocno obciążonych części oraz części o dużej odporności na korozję naprężeniową. W przypadku jednostek lekko obciążonych stosuje się stopy serii Zxxx, 5xxx i 6xxx. Stosowane są również w układach wodnych, olejowych i paliwowych.

W Rosji do produkcji sprzętu lotniczego z powodzeniem stosuje się stopy aluminium o wysokiej wytrzymałości Al-Zn-Mg-Cu oraz stopy o średniej i wysokiej wytrzymałości Al-Mg-Cu, utwardzane obróbką cieplną. Stanowią materiał konstrukcyjny poszycia i wewnętrznego zespołu stopowego elementów płatowca samolotu (kadłub, skrzydło, stępka itp.). Stop 1420 należący do systemu Al-Zn-Mg jest używany do budowy spawanego kadłuba samolotu pasażerskiego. W produkcji wodnosamolotów przewiduje się stosowanie spawalnych, odpornych na korozję stopów magnolii (AMg5, AMg6) oraz stopów Al-Zn-Mg (1915, B92, 1420).

Rysunek 1 - Samoloty cywilne

Spawalne stopy aluminium mają niepodważalną zaletę w tworzeniu obiektów technologii kosmicznych. Wysokie wartości wytrzymałości właściwej, specyficzna sztywność materiału pozwoliły zapewnić wykonanie zbiorników, części międzyzbiornikowych i dziobowych rakiety o dużej stabilności wzdłużnej. Do zalet stopów aluminium (2219 itd.) należy ich zachowanie w temperaturach kriogenicznych w kontakcie z ciekłym tlenem, wodorem i helem. Stopy te poddawane są tzw. hartowaniu kriogenicznemu, tj. wraz ze spadkiem temperatury wzrasta wytrzymałość i ciągliwość.

Alloy 1460 należy do systemu Al-Cu-Li i jest bardziej obiecujący w projektowaniu i produkcji konstrukcji zbiorników w stosunku do kriogenicznego typu paliwa - sprężonego tlenu, wodoru lub gazu ziemnego.

Okrętownictwo

Aluminium i stopy na nim oparte są coraz częściej wykorzystywane w przemyśle stoczniowym. Kadłuby, nadbudówki pokładowe, łączność i różnego rodzaju wyposażenie statków wykonane są ze stopów aluminium.

Główną zaletą wprowadzenia aluminium i jego stopów w porównaniu ze stalą jest zmniejszenie masy statków, która może osiągnąć 50 - 60%. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie nośności statku lub poprawienie jego cech taktyczno-technicznych (manewrowość, prędkość itp.).

Najszerzej stosowanymi stopami aluminium do produkcji konstrukcji rzecznych i morskich są stopy magnalium AMgZ, AMg5, AMg61, a także stopy AMts i D16. Kadłub jednostki o dużej pojemności jest wykonany ze stali, natomiast nadbudówki i inne urządzenia pomocnicze ze stopów aluminium. Produkuje się łodzie wędkarskie ze stopu AMg5 (skórowanie).

Stopy spawalnicze serii 5xxx i 6xxx są szeroko stosowane w przemyśle stoczniowym w USA. Tam, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość (500 MPa), stosuje się półprodukty ze stopów serii 2xxx i 7xxx.

Transport kolejowy

Trudne warunki eksploatacji taboru kolejowego (długa żywotność i odporność na obciążenia udarowe) stawiają specjalne wymagania dla materiałów konstrukcyjnych.


Rysunek 2 - Pociąg towarowy

Głównymi cechami aluminium i jego stopów, które świadczą o możliwości ich zastosowania w transporcie kolejowym, są wysoka wytrzymałość właściwa, niska bezwładność oraz odporność na korozję. Wprowadzenie stopów aluminium do produkcji pojemników spawanych zwiększa ich trwałość podczas transportu szeregu produktów przemysłu chemicznego i petrochemicznego.

Do produkcji karoserii i ramy wykorzystuje się aluminium i jego stopy. Do samochodu zaleca się spawalne stopy o średnich klasach wytrzymałości AMg3, AMr5, Amg6 i 1915. Stopy aluminium są obiecującymi stopami do samochodów chłodni. W zależności od produktów przemysłu chemicznego dobierana jest marka materiału spawanego na kotły zbiornikowe.

W USA tabor wytwarzany jest ze stopów spawalnych serii 6xxx, serii 5xxx oraz stopu 7005 o optymalnych właściwościach wytrzymałościowych i wysokiej odporności na korozję elementów spawanych.

Transport samochodowy

Jednym z głównych wymagań stawianych materiałom stosowanym w transporcie drogowym jest niska waga i odpowiednio wysokie wskaźniki wytrzymałości. Uwzględnia się również odporność na korozję i dobrą dekoracyjną powierzchnię materiału.


Rysunek 3 - Samochód

Wysoka wytrzymałość właściwa stopów aluminium zwiększa nośność i obniża koszty eksploatacji pojazdów mobilnych. Wysoka odporność materiału na korozję wydłuża żywotność, poszerza zakres transportowanych towarów, w tym cieczy i gazów o wysokich stężeniach agresywnych.

W produkcji elementów ramowych, poszycia naczepy do samochodu dostawczego, chłodni, ciężarówki do przewozu bydła itp. obiecującymi materiałami są stopy aluminium AD31, 1915 (profile wyciskane) oraz stopy AMg2, AMg5 (blachy).

Stopy aluminium AMts, AMgZ i 1915 wykorzystywane są do produkcji poszczególnych elementów samochodu osobowego (części nośne, zderzaki, chłodnice, nagrzewnice).

W amerykańskim przemyśle motoryzacyjnym szeroko stosowane są spawalne stopy aluminium serii 3xxx, 5xxx i 6xxx.

Belki i ramy samochodów ciężarowych wykonane są z prasowanych półfabrykatów ze stopów 2014 i 6061. Do produkcji kabiny dostarczane są panele i poszczególne elementy ze stopu 5052. Blacha Alloy 5052, 6061, 2024, 3003 i 5154 jest stosowana jako materiał poszycia nadwozia ciężarówki.Słupki nadwozia są wykonane z prasowanych półfabrykatów stopów 6061 i 6063. Stopy Magnalium serii 5xxx (5052, 5086, 5154 i 5454 ) są głównym materiałem do produkcji cystern samochodowych .

Budowa

Perspektywy zastosowania stopów aluminium w konstrukcjach budowlanych potwierdzają obliczenia techniczno-ekonomiczne oraz wieloletnia światowa praktyka w budowie różnych projektów budowlanych.

Wprowadzenie stopów aluminium w budownictwie zmniejsza zużycie metalu, zwiększa trwałość i niezawodność konstrukcji, gdy są one użytkowane w ekstremalnych warunkach (niska temperatura, trzęsienie ziemi itp.). W zależności od przeznaczenia konstrukcji aluminiowych zalecane są różne gatunki stopów: AD1, AMts, AMg2, AD31, 1915 itd.


Rysunek 4 - Budynek z przezroczystymi konstrukcjami aluminiowymi

Doświadczenie zdobyte w USA potwierdza możliwość zastosowania stopów aluminium w konstrukcjach budowlanych. Używają więcej aluminium niż jakakolwiek inna branża. Jednocześnie preferowane jest wprowadzanie stopów spawalnych serii Zxxx, 5xxx i 6xxx.

Przemysł naftowy i chemiczny

Rozwój nowych złóż, zwiększanie głębokości odwiertów stawiał pewne wymagania dla materiałów wykorzystywanych do produkcji części i zespołów sprzętu naftowego i gazowego oraz sprzętu do przetwarzania produktów naftowych.

Rysunek 5 - Platforma wiertnicza

Wysoka wytrzymałość właściwa stopów aluminium pozwala na zmniejszenie ciężaru sprzętu wiertniczego, ułatwia jego transport i zapewnia przejście głębokich studni.

Odporne na korozję stopy aluminium pozwalają zwiększyć niezawodność eksploatacyjną wierceń, rurociągów oraz rurociągów naftowych i gazowych. Podwyższona odporność na pękanie korozyjne pozwala na zastosowanie stopów aluminium do produkcji pojemników do przechowywania oleju i jego produktów.

Głównym materiałem konstrukcyjnym do produkcji rur wiertniczych ze stopów aluminium jest stop klasy D16.

Stopy aluminium AMg2, AMr3, AMg5 i AMg6 wykazywały wysoką odporność na ropę naftową i niektóre benzyny. Spośród wymienionych stopów magnalium najbardziej zaawansowanym technologicznie stopem do produkcji aparatów jest stop AMg2, zwłaszcza do produkcji skraplaczy i lodówek w rafineriach ropy naftowej.

W USA urządzenia dla przemysłu naftowego wykonane są ze stopów aluminium serii 3xxx, 5xxx i 6xxx. Do budowy urządzeń wiertniczych stosowane są rury ze stopu 6063. Platformy morskie montowane są z rur 6061, 6063, a także z wysokowytrzymałych stopów gatunków 2014 i 7075. Zbiorniki, kolumny, skraplacze itp. wykonane są z aluminium ADOO, ADO i AD1. do produkcji kwasu octowego, sulfonowania alkoholi tłuszczowych, chloranu potasu, azotanu sodu i amonu, kwasu cyjanowodorowego itp.

Zbiorniki, kolumny, skraplacze itp. wykonujemy z aluminium ADOO, ADO i AD1. do produkcji kwasu octowego, sulfonowania alkoholi tłuszczowych, chloranu potasu, azotanu sodu i amonu, kwasu cyjanowodorowego itp.

W USA w zależności od warunków pracy urządzeń przemysłu chemicznego stosowane są stopy serii 1xxx, 3xxx, 5xxx. W niektórych przypadkach, aby zapewnić największą wytrzymałość, stosuje się stopy termoutwardzalne 2xxx i 7xxx o obniżonej odporności na korozję.

Zbiorniki do przechowywania produktów chemicznych wykonane są ze stopów o wysokiej odporności na korozję - 1100 lub 3003; zbiorniki ciśnieniowe - ze stopów 5052 lub 6063; pojemniki, zbiorniki i innego rodzaju urządzenia do przechowywania kwasu octowego, kwasów tłuszczowych o dużej masie cząsteczkowej, alkoholi i innych produktów - ze stopów 3003, 6061, 6063, 5052; zbiorniki na zawierające ozon roztwory nawozów ze stopów 3004; 5052 i 5454; zbiorniki magazynowe na roztwory saletry amonowej ze stopów 1100, 3003, 3004, 5050, 5454, 6061 i 6062.

Elektryk

Aluminium i wiele stopów na jego bazie są stosowane w elektrotechnice ze względu na dobrą przewodność elektryczną, odporność na korozję, niski ciężar właściwy i, co ważne, niższy koszt w porównaniu z miedzią i jej stopami przewodzącymi.

W zależności od wartości rezystywności elektrycznej stopy aluminium dzieli się na przewodzące i stopy o podwyższonej oporności elektrycznej.

Właściwa przewodność elektryczna elektrycznych gatunków aluminium A7E i A5E wynosi około 60% przewodności miedzi wyżarzonej zgodnie z międzynarodowym standardem. Aluminium techniczne AD0 i elektrotechniczne A5E wykorzystywane są do produkcji drutów, kabli i opon. Niskostopowe stopy aluminium systemu Al-Mg-Si AD31, AD31E znalazły zastosowanie w przemyśle elektrycznym.

Stopy aluminium zwiększające jego wytrzymałość i poprawiające inne właściwości uzyskuje się poprzez wprowadzenie do niego dodatków stopowych, takich jak miedź, krzem, magnez, cynk, mangan.

Duraluminium

Duraluminium(duraluminium, duraluminium, od nazwy niemieckiego miasta, w którym rozpoczęto przemysłową produkcję stopu) - stop aluminium (baza) z miedzią (Cu: 2,2 - 5,2%), magnez (Mg: 0,2 - 2,7% ) mangan ( Mn: 0,2 - 1%). Poddawany jest hartowaniu i starzeniu, często pokryty aluminium. Jest materiałem konstrukcyjnym dla lotnictwa i inżynierii transportowej.

Zdjęcie 6 - Arkusz duraluminium

- lekkie odlewane stopy aluminium (baza) z krzemem (Si: 4 - 13%), czasami do 23% oraz kilkoma innymi pierwiastkami: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Wykonuje się z niego części o złożonej konfiguracji, głównie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym.

- stopy aluminium (baza) z magnezem (Mg: 1 - 13%) oraz inne pierwiastki o wysokiej odporności na korozję, dobrej spawalności, wysokiej ciągliwości. Służą do wykonywania odlewów kształtowych (magnals odlewniczych), blach, drutu, nitów itp. (magnals odkształcalnych).

Pod względem zakresu zastosowania stopy aluminium ustępują jedynie stali i żeliwu.

Zastosowanie w życiu codziennym

Badając wpływ aluminium na różne produkty spożywcze, naukowcy odkryli, że witaminy nie ulegają zniszczeniu, gdy żywność wchodzi w kontakt z aluminium. Odkrycie to doprowadziło do szerokiego zastosowania aluminium w przemyśle spożywczym, w postaci naczyń aluminiowych, a także w kosmetykach i chemii gospodarczej. Z aluminium wykonane są różnorodne urządzenia przeznaczone do przetwórstwa spożywczego w przemyśle cukrowniczym, cukierniczym, olejarskim i innych.

Zdjęcie 9 - Aluminiowe naczynia kuchenne

Aluminiowych wyrobów jest pod dostatkiem, zarówno w kuchni dużego lokalu gastronomicznego, jak iw kuchni domowej: maszynki do mielenia mięsa, widelce, łyżki, kubki, miski, naczynia aluminiowe itp. Folia aluminiowa jest doskonałym materiałem opakowaniowym, który konserwuje różne produkty dobrze. Olej spożywczy, margaryna, lody, słodycze i wiele innych pakowane są w opakowania z folii aluminiowej, dlatego nazywa się je również aluminium spożywczym. Pasta do zębów jest tradycyjnie pakowana w aluminiowe tuby. Dla wygody użytkowania niektóre produkty, np. sery topione, pakowane są w tuby z zakrętką. W takich tubach astronauci zabierają ze sobą jedzenie w kosmos. Coraz częściej w produkcji puszek zamiast cyny używa się cienkiej blachy aluminiowej do żywności, a producenci wytwarzają również coraz więcej naczyń z aluminium.

farmaceutyki

Mówiąc o wszechstronności aluminium, nie można pominąć ważnego faktu: metal, z którego wykonane są naczynia i samoloty, jest szeroko stosowany w leczeniu i zapobieganiu poważnym chorobom i jest zatwierdzony do tych celów przez Światową Organizację Zdrowia. Oczywiście nie mówimy o aluminium w czystej postaci, ale o jego związkach.

W 1926 r. odkryto, że toksoid błoniczy wytrącony glinem (zneutralizowana toksyna bakteryjna) stymuluje wytwarzanie przeciwciał znacznie lepiej niż czysty toksoid błoniczy. Od tego czasu sole glinu są najczęściej używane w celu wzmocnienia działania szczepionek, ponieważ są uważane za nieszkodliwe dla ludzi.

To właśnie na bazie aluminium powstają najskuteczniejsze środki zobojętniające kwas. Wodorotlenek glinu, który dobrze neutralizuje kwasy, jest potrzebny do leczenia wrzodów trawiennych, niestrawności i podrażnienia żołądka. Do tego samego celu nadaje się fosforan glinu.

Ale nawet dla tych, którzy mają doskonałe zdrowie, przyda się produkt zawierający aluminium, który jest sprzedawany w każdej aptece i nie tylko. To dezodorant antyperspirant. Nawet starożytni Grecy i Rzymianie używali ałunu do tłumienia wydzieliny. Nasze babcie również używały zwykłego ałunu. Chlorek glinu został dodany do pierwszych fabrycznych produktów o zapachu potu, a chlorohydrat glinu jest głównym środkiem w nowoczesnych produktach. Swoją drogą, na czym opiera się efekt ich działania, nadal nie jest dokładnie znane.