Введение
1. Алюминий
2. Сплавы алюминия
Заключение
Введение
Алюминий - химический элемент третьей группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Его порядковый номер 13, атомная масса 26,98.
Алюминий - металл, сферы потребления которого постоянно расширяются. В ряде областей промышленности он успешно вытесняет традиционно применяемые металлы и сплавы. Бурное развитие потребления алюминия обусловлено замечательными его свойствами, среди которых в первую очередь следует назвать высокую прочность в сочетании с малой плотностью, удовлетворительную коррозионную стойкость, хорошую способность к формоизменению путем литья, давления и резания; возможность соединения алюминиевых деталей в различных конструкциях с помощью сварки, пайки, склеивания и других способов; способность к нанесению защитных и декоративных покрытий.
Все это в сочетании с большими запасами алюминия в земной коре делает перспективы развития производства и потребления алюминия весьма широким.
В наши дни трудно найти отрасль промышленности, где бы ни использовался алюминий или его сплавы - от микроэлектроники до тяжёлой металлургии. Это обуславливается хорошими механическими качествами, лёгкостью, малой температурой плавления, что облегчает обработку, высоким внешними качествами, особенно после специальной обработки. Учитывая перечисленные и многие другие физические и химические свойства алюминия, его неисчерпаемое количество в земной коре, можно сказать, что алюминий - один из самых перспективных материалов будущего.
алюминий сплав химический элемент
1. Алюминий
Алюминий сравнительно молодой металл. Название его происходит от латинского слова ALUMEN - так 500 лет до н.э. называли алюминиевые квасцы, которым использовались для протравливания при крашении тканей и дубления кож.
Алюминий как элемент был открыт в 1825г., когда были получены первые небольшие комочки этого металла. Начало его промышленного освоения относится к концу 19-го столетия - после открытия технологии его получения путем электролиза глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Этот принцип лежит и в основе современного промышленного извлечения алюминия из глинозема во всех странах мира.
В России над технологией получения алюминия во второй половине прошлого века работал известный ученый-химик Н.Н. Бекетов, трудами которого воспользовались немцы, построившие первый алюминиевый завод в Гмелингине. Первый алюминиевый завод в нашей стране был пущен в эксплуатацию в 1932г. На базе Волховской гидростанции. Строительство Днепрогэса позволило запустить в 1933г. второй алюминиевый завод. Развитие электроэнергетического комплекса в 60-70 гг. позволило построить большое количество мощных алюминиевых заводов и занять ведущее место на мировом рынке алюминия.
Алюминий представляет собой серебристо-белый пластичный металл. В воздушной среде он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от коррозии. Алюминий химически стоек против азотной и органических кислот, но разрушается щелочами, а также соляной и серной кислотами. Важнейшее свойство алюминия - небольшая плотность, он в три раза легче железа. Механические свойства алюминия невысоки: сопротивление на разрыв - 5-9 кгс/мм², относительное удлинение - 25-45%. Высокая пластичность (достигается отжигом при температурах 350-410°С) этого металла позволяет прокатывать его в очень тонкие листы, например, фольга может иметь толщину до 0,005мм. Алюминий хорошо сваривается, однако трудно обрабатывается резанием. Для повышения прочности в алюминий вводят кремний, марганец, медь и другие компоненты. Значительные природные запасы алюминия, его небольшая плотность, высокие антикоррозийные свойства, хорошая электропроводность способствовали широкому распространению этого металла в различных отраслях техники. Алюминий и его сплавы применяются в самолето- и машиностроении, при строительстве зданий и линий электропередачи, во многих отраслях промышленности. Из него изготавливают различные емкости и арматуру для химической промышленности, в пищевой промышленности применяется упаковочная фольга из алюминия и его сплавов (для обертки кондитерских и молочных изделий). Широкое признание получила алюминиевая посуда. Алюминий хорошо подвергается различным тонким покрытиям и окраске, поэтому его используют и как декоративный материал.
2. Сплавы алюминия
Алюминий всех марок содержит более 99% чистого алюминия. В зависимости от химического состава он подразделяется на алюминий особой, высокой и технической частоты, обозначается буквой А и цифрой, показывающей десятые и сотые доли процента после 99%, например, А85 - содержит 99,85% алюминия. Дюралюминий - сплав алюминия с медью (2,2-5,2%), магнием (2-2,7%) и марганцем (0,2-1,0%). Его подвергают закалке в воде после нагрева до температуры около 500°С и упрочняющему старению. По своим механическим свойствам он приближается к среднеуглеродистым сталям. Применяется, главным образом, в виде различного проката - листы, уголок, трубы и т.д. как конструкционный материал он используется для транспортного и авиационного машиностроения. Силумин - сплав алюминия и кремния, обладает хорошими литейными свойствами, мягкий, применяется для изготовления неответственных деталей методом литья и давления. Кроме алюминия и кремния (10-13%) в этот сплав входят: железо (0,2-0,7%), марганец (0,05-0,5%), кальций (0,07-0,2%), титан (0,05-0,2%), медь (0,03%) и цинк (0,08%). Могут использоваться сплавы алюминия с цинком, магнием. Большинство металлических элементов сплавляются с алюминием, но только некоторые из них играют роль основных легирующих компонентов в промышленных алюминиевых сплавах. Тем не менее, значительное число элементов используют в качестве добавок для улучшения свойств сплавов. Наиболее широко применяются: Бериллий добавляется для уменьшения окисления при повышенных температурах. Небольшие добавки бериллия (0,01 - 0,05%) применяют в алюминиевых литейных сплавах для улучшения текучести в производстве деталей двигателей внутреннего сгорания (поршней и головок цилиндров). Бор вводят для повышения электропроводимости и как рафинирующую добавку. Бор вводится в алюминиевые сплавы, используемые в атомной энергетике (кроме деталей реакторов), т.к. он поглощает нейтроны, препятствуя распространению радиации. Бор вводится в среднем в количестве 0,095 - 0,1%. Висмут. Металлы с низкой температурой плавления, такие как висмут, свинец, олово, кадмий вводят в алюминиевые сплавы для улучшения обрабатываемости резанием. Эти элементы образуют мягкие легкоплавкие фазы, которые способствуют ломкости стружки и смазыванию резца. Галлий добавляется в количестве 0,01 - 0,1% в сплавы, из которых далее изготавливаются расходуемые аноды. Железо. В малых количествах (0,04%) вводится при производстве проводов для увеличения прочности и улучшает характеристики ползучести. Так же железо уменьшает прилипание к стенкам форм при литье в кокиль. Индий. Добавка 0,05 - 0,2% упрочняют сплавы алюминия при старении, особенно при низком содержании меди. Индиевые добавки используются в алюминиево-кадмиевых подшипниковых сплавах. Примерно 0,3% кадмия вводят для повышения прочности и улучшения коррозионных свойств сплавов. Кальций придаёт пластичность. При содержании кальция 5% сплав обладает эффектом сверхпластичности. Кремний является наиболее используемой добавкой в литейных сплавах. В количестве 0,5 - 4% уменьшает склонность к трещинообразованию. Сочетание кремния с магнием делают возможным термоуплотнение сплава. Магний. Добавка магния значительно повышает прочность без снижения пластичности, повышает свариваемость и увеличивает коррозионную стойкость сплава. Медь упрочняет сплавы, максимальное упрочнение достигается при содержании меди 4 - 6%. Сплавы с медью используются в производстве поршней двигателей внутреннего сгорания, высококачественных литых деталей летательных аппаратов. Олово улучшает обработку резанием. Титан. Основная задача титана в сплавах - измельчение зерна в отливках и слитках, что очень повышает прочность и равномерность свойств во всём объёме. Хотя алюминий считается одним из наименее благородных промышленных металлов, он достаточно устойчив во многих окислительных средах. Причиной такого поведения является наличие непрерывной окисной плёнки на поверхности алюминия, которая немедленно образуется вновь на зачищенных участках при воздействии кислорода, воды и других окислителей. В большинстве случаев плавку ведут на воздухе. Если взаимодействие с воздухом ограничивается образованием на поверхности нерастворимых в расплаве соединений и возникающая пленка этих соединений существенно замедляет дальнейшее взаимодействие, то обычно не принимают каких-либо мер для подавления такого взаимодействия. Плавку в этом случае ведут при прямом контакте расплава с атмосферой. Так поступают при приготовлении большинства алюминиевых, цинковых, оловянно - свинцовых сплавов. Пространство, в котором протекает процесс плавки сплавов, ограничивается огнеупорной футеровкой, способной выдерживать температуры 1500 - 1800С. Во всех процессах плавки участвует газовая фаза, которая формируется в процессе сгорания топлива, взаимодействуя с окружающей средой и футеровкой плавильного агрегата.
3. Применение алюминия и его сплавов
В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов - авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления. Большинство алюминиевых сплавов имеют высокую коррозионную стойкость в естественной атмосфере, морской воде, растворах многих солей и химикатов и в большинстве пищевых продуктов. Конструкции из алюминиевых сплавов часто используют в морской воде. Морские бакены, спасательные шлюпки, суда, баржи строятся из сплавов алюминия с 1930 г. В настоящее время длина корпусов кораблей из сплавов алюминия достигает 61 м. Существует опыт алюминиевых подземных трубопроводов, сплавы алюминия обладают высокой стойкостью к почвенной коррозии. В 1951 году на Аляске был построен трубопровод длиной 2,9 км. После 30 лет работы не было обнаружено ни одной течи или серьёзного повреждения из-за коррозии. Алюминий в большом объёме используется в строительстве в виде облицовочных панелей, дверей, оконных рам, электрических кабелей. Алюминиевые сплавы не подвержены сильной коррозии в течение длительного времени при контакте с бетоном, строительным раствором, штукатуркой, особенно если конструкции не подвергаются частому намоканию. При частом намокании, если поверхность алюминиевых изделий не была дополнительно обработана, он может темнеть, вплоть до почернения в промышленных городах с большим содержанием окислителей в воздухе. Для избежания этого выпускаются специальные сплавы для получения блестящих поверхностей путём блестящего анодирования - нанесения на поверхность металла оксидной плёнки. При этом поверхности можно придавать множество цветов и оттенков. Например, сплавы алюминия с кремнием позволяют получить гамму оттенков, от серого до чёрного. Золотой цвет имеют сплавы алюминия с хромом. Учитывая высокую стойкость алюминия к окислению, порошок используются в качестве пигмента в покрытиях для окраски оборудования, крыш, бумаги в полиграфии, блестящих поверхностей панелей автомобилей. Также слоем алюминия покрывают стальные и чугунные изделия во избежание их коррозии. По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа (Fe) и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло - и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами - ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия. Разнообразие свойств алюминиевых сплавов обусловлено введением в алюминий различных добавок, образующих с ним твердые растворы или интерметаллические соединения. Основную массу алюминия используют для получения легких сплавов - дуралюмина (94% - алюминий, 4% медь (Cu), по 0,5% магний (Mg), марганец (Mn), железо (Fe) и кремний (Si)), силумина (85-90% - алюминий, 10-14% кремний (Si), 0,1% натрий (Na)) и др. В металлургии алюминий используется не только как основа для сплавов, но и как одна из широко применяемых легирующих добавок в сплавах на основе меди (Cu), магния (Mg), железа (Fe), >никеля (Ni) и др. Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике. В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли. Сплав алюминия и циркония (Zr) - широко применяют в ядерном реакторостроении. Алюминий применяют в производстве взрывчатых веществ. При обращении с алюминием в быту нужно иметь в виду, что нагревать и хранить в алюминиевой посуде можно только нейтральные (по кислотности) жидкости (например, кипятить воду). Если, например, в алюминиевой посуде варить кислые щи, то алюминий переходит в пищу, и она приобретает неприятный "металлический" привкус. Поскольку в быту оксидную пленку очень легко повредить, то использование алюминиевой посуды все-таки нежелательно. Использование алюминия и его сплавов во всех видах транспорта и в первую очередь - воздушного позволило решить задачу уменьшения собственной ("мертвой") массы транспортных средств и резко увеличить эффективность их применения. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач. Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы. Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении алюминий и его сплавы используют в производстве кино - и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов. Благодаря высокой коррозионной стойкости и нетоксичности алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов. Алюминиевая фольга, будучи прочнее и дешевле оловянной, полностью вытеснила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. Все более широко используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства, для строительства зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений. Являясь одним из важнейших стратегических металлов, алюминий, как и его сплавы, широко используется в строительстве самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике. Алюминий высокой чистоты находит широкое применение в новых областях техники - ядерной энергетике, полупроводниковой электронике, радиолокации, а также для защиты металлических поверхностей от действия различных химических веществ и атмосферной коррозии. Высокая отражающая способность такого алюминия используется для изготовления из пего отражающих поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал. В металлургической промышленности алюминий используют в качестве восстановителя при получении ряда металлов (например, хрома, кальция, марганца) алюмотермическими способами, для раскисления стали, сварки стальных деталей. Широко применяют алюминий и его сплавы в промышленном и гражданском строительстве для изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. В Канаде, например, расход алюминия для этих целей составляет около 30 % от общего потребления, в США - более 20 %. По масштабам производства и значению в хозяйстве алюминий прочно занял первое место среди других цветных металлов. Заключение
Производство алюминия будет расти в странах, где имеется доступ к дешёвым источникам электроэнергии, бокситов и развитой инфраструктуре. Россия - одна из наиболее привлекательных стран для энергоёмких отраслей промышленности (по данным CRU), а также с точки зрения затрат на производство. Предполагается, что реализация российских проектов позволит увеличить производство алюминия к 2015 г. до 5,39-5,743 млн. тонн, то есть в 1,3-1,4 раза. Уже сейчас трудно найти отрасль промышленности, где бы не использовался алюминий или его сплавы - от микроэлектроники до тяжёлой металлургии. Это обуславливается хорошими механическими качествами, лёгкостью, малой температурой плавления, что облегчает обработку, высоким внешними качествами, особенно после специальной обработки. Учитывая перечисленные и многие другие физические и химические свойства алюминия, его неисчерпаемое количество в земной коре, можно сказать, что алюминий - один из самых перспективных материалов будущего. Изучив сферы применения алюминия и его сплавов, можно сделать следующие выводы: Совокупность свойств (малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло - и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость) алюминия и его большие природные запасы позволяют отнести алюминий к числу важнейших технических материалов. Уже сейчас трудно найти отрасль промышленности, где бы не использовался алюминий или его сплавы - от микроэлектроники до тяжёлой металлургии. Список использованной литературы
1.Багров, Н.М. Основы отраслевых технологий [Текст] учебное пособие / Н.М. Багров, - СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2006, - 251с.
2.Горынин, И.В. Алюминиевые сплавы. Применение алюминиевых сплавов [Текст] справочное руководство / И.В. Горынин, М.: 1978,-с.145.
.3. Ключников, Н.Г. Алюминий [Текст] учебное пособие / Н.Г. Ключников, А.Ф. Колодцев, М.: 2001,-с.67.
4.4.
В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего алюминий и его сплавы используют авиационная и автомобильная отрасли промышленности. Широко применяется алюминий и в других отраслях промышленности: в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности, производстве предметов народного потребления.
Области применения алюминия
Авиация
На современном этапе развития дозвуковой и сверхзвуковой авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении.
В авиации США широко применяются сплавы серии 2ххх, Зххх, 5ххх, 6ххх и 7ххх. Серия 2ххх рекомендована для работы при высоких рабочих температурах и с повышенными значениями коэффициента вязкости разрушения. Сплавы серии 7ххх - для работы при более низких температурах значительно нагруженных деталей и для деталей с высокой сопротивляемостью к коррозии под напряжением. Для малонагруженных узлов применяются сплавы серии Зххх, 5ххх и 6xxx. Они же используются в гидро-, масло-и топливных системах.
В России при изготовлении авиационной техники успешно используются упрочняемые термической обработкой высокопрочные алюминиевые сплавы Al-Zn-Mg-Cu и сплавы средней и повышенной прочности Al-Mg-Cu. Они являются конструкционным материалом для обшивки и внутреннего сплавного набора элементов планера самолета (фюзеляж, крыло, киль и др.). Сплав 1420, принадлежащий системе Al-Zn-Mg, используют при конструировании сварного фюзеляжа пассажирского самолета. При изготовлении гидросамолетов предусмотрено применение свариваемых коррозионностойких магнолиевых сплавов (AМг5, АМг6) и сплавов Al-Zn-Mg (1915, В92, 1420).
Рисунок 1 – Гражданский самолет
Бесспорное преимущество имеется у свариваемых алюминиевых сплавов при создании объектов космической техники. Высокие значения удельной прочности, удельной жесткости материала позволили обеспечить изготовление баков, межбаковых и носовых частей ракеты с высокой про-дольной устойчивостью. К достоинствам алюминиевых сплавов (2219 и др.) следует отнести их работоспособность при криогенных температурах в контакте с жидким кислородом, водородом и гелием. У этих сплавов происходит так называемое криогенное упрочнение, т.е. прочность и пластичность параллельно растут с понижением температуры.
Сплав 1460 принадлежит системе Al-Cu-Li и является более перспективным для проектирования и изготовления баковых конструкций применительно к криогенному типу топлива – сжатому кислороду, водороду или природному газу.
Судостроение
Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.
Основное преимущество при внедрении алюминия и его сплавов по сравнению со сталью – снижение массы судов, которая может достигать 50 – 60 %. В результате представляется возможность повысить грузоподъемность судна или улучшить его тактико-технические характеристики (маневренность, скорость и т.д.).
Наиболее широкое применение среди алюминиевых сплавов для изготовления конструкций речного и морского флота находят магналиевые сплавы АМгЗ, АМг5, АМг61, а также сплавы АМц и Д16. Корпус судна повышенной грузоподъемности изготовляют из стали, тогда как надстройки и другое вспомогательное оборудование из алюминиевых сплавов. Имеет место изготовление рыболовецких баркасов из сплава АМг5 (обшивка).
Широкое применение в судостроении США находят свариваемые сплавы серии 5ххх и 6ххх. Там, где необходима высокая прочность (500 МПа), используются полуфабрикаты из сплавов серии 2xxx и 7ххх.
Железнодорожный транспорт
Тяжелые условия эксплуатации подвижного состава железной дороги (длительный срок службы и способность выдерживать ударные нагрузки) выдвигают особые требования к конструкционным материалам.
Рисунок 2 – Товарный поезд
Основные характеристики алюминия и его сплавов, раскрывающие целесообразность применения их в железнодорожном транспорте, высокая удельная прочность, небольшая сила инерции, коррозионная стойкость. Внедрение алюминиевых сплавов при изготовлении сварных емкостей повышает их долговечность при перевозке ряда продуктов химической и нефтехимической промышленности.
Алюминий и его сплавы используются при изготовлении кузова и рамы вагона. Для вагона рекомендованы свариваемые сплавы средней прочности марок АМг3, AMr5, Амг6 и 1915. Перспективными сплавами для рефрижераторных вагонов являются алюминиевые сплавы. В зависимости от продуктов химической промышленности выбирается марка свариваемого материала для котлов цистерны.
В США из свариваемых сплавов серии 6ххх, серии 5ххх и сплава 7005 изготавливают подвижной состав с получением оптимальных прочностных характеристик и высокой коррозионной стойкости сварных элементов.
Автомобильный транспорт
Одним из основных требований к материалам, применяемым в автомобильном транспорте, является малая масса и достаточно высокие показатели прочности. Принимаются во внимание также коррозионная стойкость и хорошая декоративная поверхность материала.
Рисунок 3 – Автомобиль
Высокая удельная прочность алюминиевых сплавов увеличивает грузоподъемность и уменьшает эксплуатационные расходы передвижного транспорта. Высокая коррозионная стойкость материала продляет сроки эксплуатации, расширяет ассортимент перевозимых товаров, включая жидкости и газы с высокой агрессивной концентрацией.
При изготовлении элементов каркаса, обшивки кузова полуприцепа автофургона, рефрижератора, скотовоза и т.п. перспективным материалом являются алюминиевые сплавы АД31, 1915 (прессованные профили) и сплавы АМг2, АМг5 (лист).
Находят применение алюминиевые сплавы АМц, АМгЗ и 1915 при изготовлении отдельных узлов легкового автомобиля (навесные детали, бамперы, радиаторы охлаждения, отопители).
В автомобилестроении США широко используются алюминиевые свариваемые сплавы серии Зххх, 5ххх и 6ххх.
Из прессованных полуфабрикатов сплавов 2014 и 6061 изготовляют балки, рамы тяжелых грузовых автомобилей. Панели и отдельные элементы из сплава 5052 поступают на изготовление кабины. В качестве обшивочного материала кузова грузовика используют лист из сплавов 5052, 6061, 2024, 3003 и 5154. Стойки кузова выполняются из прессованных полуфабрикатов сплавов 6061 и 6063. Магналиевые сплавы серии 5ххх (5052, 5086, 5154 и 5454) являются основным материалом при изготовлении автоцистерн.
Строительство
Перспективность применения алюминиевых сплавов в строительных конструкциях подтверждается технико-экономическими расчетами и многолетней мировой практикой в области сооружения различных строительных объектов.
Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.). В зависимости от назначения строительных алюминиевых конструкций рекомендуются различные марки сплавов: АД1, АМц, АМг2, АД31, 1915 и др.
Рисунок 4 – Здание со светопрозрачными конструкциями из алюминия
Опыт, накопленный в США, подтверждает целесообразность использования алюминиевых сплавов в строительных конструкциях. На них расходуется больше алюминия, чем в любой другой отрасли промышленности. При этом предпочтение отдается внедрению свариваемых сплавов серии Зххх, 5ххх и 6ххх.
Нефтяная и химическая промышленность
Освоение новых месторождений, увеличение глубины скважин выдвигают определенные требования к материалам, применяемым для изготовления деталей и узлов нефте- и газопромыслового оборудования и аппаратуры для переработки продуктов нефти.
Рисунок 5 – Нефтяная вышка
Высокая удельная прочность алюминиевых сплавов позволяет уменьшить массу бурильного оборудования, облегчить их транспортабельность и обеспечить прохождение глубоких скважин.
Коррозионностойкие алюминиевые сплавы дают возможность повысить эксплуатационную надежность бурильных, насосно-компрессорных и нефтегазопроводных труб. Повышенная сопротивляемость коррозионному растрескиванию позволяет применить алюминиевые сплавы при изготовлении емкостей для хранения нефти и ее продуктов.
Основным конструкционным материалом при изготовлении бурильных труб из алюминиевых сплавов является сплав марки Д16.
Высокую стойкость к сырой нефти и некоторым бензинам показали алюминиевые сплавы АМг2, AMr3, АМг5 и АМг6. Из перечисленных магналиевых сплавов наиболее технологичным сплавом для изготовления аппаратов является сплав АМг2, особенно при изготовлении конденсаторов и холодильников на нефтеперегонных заводах.
В США оборудование для нефтяной промышленности изготовляется из алюминиевых сплавов серии Зххх, 5ххх и 6ххх. В конструкции бурового оборудования применяют трубы из сплава 6063. Морские платформы собираются из труб 6061, 6063, а также из высокопрочных сплавов марок 2014 и 7075. Из алюминия АДОО, АДО и АД1 изготовляют емкости, колонны, конденсаторы и т.п. для производства уксусной кислоты, сульфирования жирных спиртов, хлората калия, натриевой и аммиачной селитры, синильной кислоты и т.д.
Из алюминия АДОО, АДО и АД1 изготовляют емкости, колонны, конденсаторы и т.п. для производства уксусной кислоты, сульфирования жирных спиртов, хлората калия, натриевой и аммиачной селитры, синильной кислоты и т.д.
В США в зависимости от условий эксплуатации аппаратуры химической промышленности применяют сплавы серий 1ххх, Зххх, 5ххх. В отдельных случаях для обеспечения наибольшей прочности применяют термически упрочняемые сплавы 2ххх и 7ххх с пониженной коррозионной стойкостью.
Емкости для хранения химических продуктов выполняют из сплавов высокой коррозионной стойкости – 1100 или 3003; сосуды высокого давления – из сплавов 5052 или 6063; тара, цистерны и другие виды оборудования для хранения уксусной кислоты, высокомолекулярных жирных кислот, спиртов и других продуктов – из сплавов 3003, 6061, 6063, 5052; емкости для озоносодержащих растворов удобрений из сплавов 3004; 5052 и 5454; емкости для хранения растворов нитрата аммония из сплавов 1100, 3003, 3004, 5050, 5454, 6061 и 6062 .
Электрика
Алюминий и ряд сплавов на его основе находят применение в электротехнике, благодаря хорошей электропроводности, коррозионной стойкости, небольшому удельному весу, и, что немаловажно, меньшей стоимостью, по сравнению с медью и ее проводниковыми сплавами.
В зависимости от величины удельного электросопротивления, алюминиевые сплавы подразделяют на проводниковые и сплавы с повышенным электрическим сопротивлением.
Удельная электрическая проводимость электротехнического алюминия марок А7Е и А5Е составляет порядка 60 % от проводимости отожженной меди по международному стандарту. Технический алюминий АД0 и электротехнический А5Е используют для изготовления проводов, кабелей и шин. Применение в электротехнической промышленности получили низколегированные сплавы алюминия системы Al-Mg-Si АД31, АД31Е.
Сплавы алюминия, повышающие его прочность и улучшающие другие свойства, получают введением в него легирующих добавок, таких, как медь, кремний, магний, цинк, марганец.
Дуралюмин
Дуралюмин (дюраль, дюралюминий, от названия немецкого города, где было начато промышленное производство сплава) – сплав алюминия (основа) с медью (Cu: 2,2 – 5,2%), магнием (Mg: 0,2 – 2,7 %) марганцем(Mn: 0,2 – 1 %). Подвергается закалке и старению, часто плакируется алюминием. Является конструкционным материалом длZ авиационного и транспортного машиностроения.
Рисунок 6 – Дюралюминий листовой
– легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (Si: 4 – 13 %), иногда до 23 % и некоторыми другими элементами: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Из него изготавливают детали сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.
– сплавы алюминия (основа) с магнием (Mg: 1 – 13 %) и другими элементами, обладающие высокой коррозийной стойкостью, хорошей свариаемостью, высокой пластичностью. Из них изготавливают фасонные отливки (литейные магналии), листы, проволоку, заклепки и т. д. (деформируемые магналии).
По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна .
Применение в быту
Исследуя влияние алюминия на различные пищевые продукты, ученые установили, что при контакте пищи с алюминием не разрушаются витамины. Это открытие послужило причиной широкого применения алюминия в пищевой промышленности, в виде посуды из алюминия, а также в косметике и бытовой химии. Из алюминия изготавливают разнообразную аппаратуру, предназначенную для переработки пищевых продуктов в сахарной, кондитерской, маслобойной и других отраслях промышленности.
Рисунок 9 – Алюминивая посуда
Алюминиевых изделий изобилие, как на кухне крупного предприятия общественного питания, так и на домашней кухне: мясорубки, вилки, ложки, чашки, тазы, посуда из алюминия и т. д. Алюминиевая фольга - прекрасный упаковочный материал, хорошо сохраняющий различные продукты. В обертку из алюминиевой фольги упаковываются кулинарный жир, маргарин, мороженое, конфеты и многое другое, поэтому его еще именуют - пищевой алюминий. В алюминиевые тубы традиционно упаковывается зубная паста. Чтобы было удобно пользоваться, некоторые продукты, такие, например, как плавленый сыр, упаковывают в тубы с отвинчивающейся крышкой. В таких тубах берут с собой в космос продукты питания космонавты. Все чаще тонкий листовой пищевой алюминий применяется вместо жести при производстве консервных банок, а также все больше посуды из алюминия изготавливают производители .
Фармацевтика
Говоря об универсальности алюминия, нельзя обойти вниманием важный факт: металл, из которого делают посуду и самолеты, широко применяется для лечения и предупреждения тяжелых болезней и одобрен для этих целей Всемирной организацией здравоохранения. Конечно, речь идет не об алюминии в чистом виде, а о его соединениях.
В 1926 году было открыто, что осажденный квасцами дифтерийный токсоид (обезвреженный бактериальный токсин) гораздо лучше стимулирует выработку антител, чем он же в чистом виде. С тех пор для усиления действия вакцин чаще всего используют алюминиевые соли, поскольку они считаются безвредными для человека.
Именно на основе алюминия производят наиболее эффективные антациды. Гидроокись алюминия, хорошо нейтрализующая кислоту, нужна для лечения язвенных болезней, диспепсии, раздражения желудка. Для этих же целей подходит фосфат алюминия.
Но даже тем, у кого прекрасное здоровье, пригодится содержащее алюминий средство, которое продается в любое аптеке, да и не только. Речь идет о дезодоранте-антиперспиранте. Еще древние греки и римляне использовали квасцы для подавления секреции. Обычными квасцами пользовались и наши бабушки. В первые фабричные средства от запаха пота добавляли хлорид алюминия, а основным агентом современных средств является хлоргидрат алюминия. Кстати, на чем основан эффект их действия, до сих пор точно не известно .
Алюминий и его сплавы
Контрольная работа
по курсу: «СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЙ»
на тему: «АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ»
Введение
Алюминий и его сплавы
Технологический процесс производства алюминия
Использование «толлинга» в производстве алюминия
Состояние алюминиевой промышленности
Мировой рынок алюминия в конце 2007 - начале 2008 гг
Применение алюминия и его сплавов
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение
Алюминии-химический элемент третьей группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Его порядковый номер 13, атомная масса 26,98.
Алюминий – металл, сферы потребления которого постоянно расширяются. В ряде областей промышленности он успешно вытесняет традиционно применяемые металлы и сплавы. Бурное развитие потребления алюминия обусловлено замечательными его свойствами, среди которых в первую очередь следует назвать высокую прочность в сочетании с малой плотностью, удовлетворительную коррозионную стойкость, хорошую способность к формоизменению путем литья, давления и резания; возможность соединения алюминиевых деталей в различных конструкциях с помощью сварки, пайки, склеивания и других способов; способность к нанесению защитных и декоративных покрытий.
Все это в сочетании с большими запасами алюминия в земной коре делает перспективы развития производства и потребления алюминия весьма широким.
Цель работы – ознакомиться с современным уровнем развития алюминиевой промышленности и сферами применения алюминия и его сплавов.
Основные задачи:
изучение основных характеристик;
усвоение технологии производства алюминия;
проанализировать состояния промышленности;
выяснить основные тенденции развития алюминия и его сплавов в мире и т.д.
Объектом исследования является алюминиевая промышленность.
Предмет исследования – современный уровень развития алюминиевой промышленности и сферы применения алюминия и его сплавов.
Методы исследования:
анализ экономической, научной и методической литературы;
анализ периодических изданий по исследуемой теме.
Алюминий и его сплавы
Алюминий сравнительно молодой металл. Название его происходит от латинского слова ALUMEN – так 500 лет до н.э. называли алюминиевые квасцы, которым использовались для протравливания при крашении тканей и дубления кож.
Алюминий как элемент был открыт в 1825г., когда были получены первые небольшие комочки этого металла. Начало его промышленного освоения относится к концу 19-го столетия - после открытия технологии его получения путем электролиза глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Этот принцип лежит и в основе современного промышленного извлечения алюминия из глинозема во всех странах мира.
В России над технологией получения алюминия во второй половине прошлого века работал известный ученый-химик Н.Н.Бекетов, трудами которого воспользовались немцы, построившие первый алюминиевый завод в Гмелингине. Первый алюминиевый завод в нашей стране был пущен в эксплуатацию в 1932г. На базе Волховской гидростанции. Строительство Днепрогэса позволило запустить в 1933г. второй алюминиевый завод. Развитие электроэнергетического комплекса в 60-70 гг. позволило построить большое количество мощных алюминиевых заводов и занять ведущее место на мировом рынке алюминия.
Алюминий представляет собой серебристо-белый пластичный металл. В воздушной среде он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от коррозии. Алюминий химически стоек против азотной и органических кислот, но разрушается щелочами, а также соляной и серной кислотами. Важнейшее свойство алюминия – небольшая плотность, он в три раза легче железа. Механические свойства алюминия невысоки: сопротивление на разрыв – 5-9 кгс/ммІ, относительное удлинение – 25-45%. Высокая пластичность (достигается отжигом при температурах 350-410°С) этого металла позволяет прокатывать его в очень тонкие листы, например, фольга может иметь толщину до 0,005мм. Алюминий хорошо сваривается, однако трудно обрабатывается резанием. Для повышения прочности в алюминий вводят кремний, марганец, медь и другие компоненты. Значительные природные запасы алюминия, его небольшая плотность, высокие антикоррозийные свойства, хорошая электропроводность способствовали широкому распространению этого металла в различных отраслях техники. Алюминий и его сплавы применяются в самолето- и машиностроении, при строительстве зданий и линий электропередачи, во многих отраслях промышленности. Из него изготавливают различные емкости и арматуру для химической промышленности, в пищевой промышленности применяется упаковочная фольга из алюминия и его сплавов (для обертки кондитерских и молочных изделий). Широкое признание получила алюминиевая посуда. Алюминий хорошо подвергается различным тонким покрытиям и окраске, поэтому его используют и как декоративный материал.
Алюминий всех марок содержит более 99% чистого алюминия. В зависимости от химического состава он подразделяется на алюминий особой, высокой и технической частоты, обозначается буквой А и цифрой, показывающей десятые и сотые доли процента после 99%, например, А85 – содержит 99,85% алюминия.
Так как прочность алюминия очень незначительна, то в качестве конструкционных материалов применяют его сплавы. Сплавы подразделяются на деформированные – в основном, дюралюминий и литейные – главным образом силумин.
Дюралюминий – сплав алюминия с медью (2,2-5,2%), магнием (2-2,7%) и марганцем (0,2-1,0%). Его подвергают закалке в воде после нагрева до температуры около 500°С и упрочняющему старению. По своим механическим свойствам он приближается к среднеуглеродистым сталям. Применяется, главным образом, в виде различного проката – листы, уголок, трубы и т.д. как конструкционный материал он используется для транспортного и авиационного машиностроения.
Силумин – сплав алюминия и кремния, обладает хорошими литейными свойствами, мягкий, применяется для изготовления неответственных деталей методом литья и давления. Кроме алюминия и кремния (10-13%) в этот сплав входят: железо (0,2-0,7%), марганец (0,05-0,5%), кальций (0,07-0,2%), титан (0,05-0,2%), медь (0,03%) и цинк (0,08%). Могут использоваться сплавы алюминия с цинком, магнием и т.д. .
Технологический процесс производства алюминия
Производство алюминия – сложный технологический процесс. В свободном виде алюминий вследствие своей активности не встречается. Его получают из минералов – бокситов, нефелинов и алунитов, при этом сначала производят глинозем, а затем из глинозема путем электролиза получают алюминий. Технологическая схема производства алюминия состоит из процессов:
получение глинозема Al 2 O 3 путем выщелачивания концентрированным раствором щелочи измельченного боксита и его последующего прокаливания.
растворение глинозема в расплаве криолита и его электролиз в ванне с угольным анодом и покрытым угольными блоками катодом (рис. 1). Анионы алюминия нейтрализуют на катоде и выпадают в расплав. На производство 1 т алюминия уходит 17-18 тыс. кВт электроэнергии.
электролитическое рафинирование, аналогичное рафинированию меди, где анодом являются алюминиевые блоки.
Алюминий всех марок содержит более 99% алюминия .
Рис. 1. Схема электролизера для производства алюминия
Использование «толлинга» в производстве алюминия
Таможенный режим переработки на таможенной территории («толлинг») – весьма распространенное явление. Под ним понимается переработка в какой-либо стране импортируемого товара или давальческого сырья с условным освобождением от уплаты ввозных таможенных пошлин, налогов, если они предназначены для производства, переработки или ремонта и последующего вывоза конечного продукта за пределы страны – переработчика.
Сегодня к толлингу в мире относятся неоднозначно.
В настоящее время толлинг, в частности, в производстве алюминия, используется крупными интегрированными компаниями и создаваемыми ими за рубежом коммерческими структурами в качестве способа снижения затрат производства металлопродукции с его перебазированием в страны, обладающие наиболее дешевыми природными и энергетическими ресурсами, рабочей силой и обеспечивающие минимальные налоговые и транспортные издержки. Толлинговые операции превратились в инструмент перераспределения ресурсов и повышения эффективности производства в глобальном масштабе.
В то же время в Правительстве РФ неоднократно обсуждался вопрос об отмене импортного сырья в алюминиевой промышленности, имея в виду, что толлинг существенно сдерживает развитие собственной сырьевой базы для производства алюминия, ставит это производство в прямую зависимость от импорта сырья, конъюнктуры мирового рынка. При этом российские предприятия, перерабатывающие сырье (в частности, глинозем) по толлинговым контрактам, лишаются значительной части прибыли от реализации продукции основного производства (первичного алюминия). Кроме того, Толлинговые операции значительно сокращают поступления доходов в бюджет от взимания таможенных пошлин. В настоящее время алюминиевая отрасль располагает значительными финансовыми и материальными средствами для полного отказа от толлинга и осуществления внешнеторговых операций на обычных коммерческих условиях.
Производство первичного алюминия – процесс чрезвычайно вредный с экологической точки зрения. При этом экологические последствия, связанные с производством, включая затраты на здравоохранение, в основном ложатся на плечи государства.
В России в числе основных аргументов в пользу сохранения толлинговых операций часто приводятся факты отсутствия или недостатка собственных оборотных средств у предприятий-переработчиков на закупку сырья для производства алюминия. При осуществлении толлинговых операций переработчики избавлены от затрат по закупке сырья, по сравнению с осуществлением бизнеса на обычных коммерческих условиях. Кроме того, при толлинге намного меньше и размер налоговых и таможенных платежей.
По нашим оценкам, с заменой толлинга на экспортно-импортные операции никаких серьезных последствий для алюминиевой отрасли не будут, а скорее всего наоборот: роль России на мировом рынке сохраниться, существенно увеличатся поступления доходов в бюджеты всех уровней, в том числе в доход федерального бюджета от взимания таможенных пошлин (в случае принятия решения об их введении).
В настоящие время экономические условия работы предприятий, производящих алюминий, существенно изменились:
С 29 февраля 2004 г. отменены ввозные таможенные пошлины на оксид алюминия (глинозем) – основное сырье для производства первичного алюминия;
С 29 августа 2005 г. отменены вывозные таможенные пошлины на алюминий первичный и сплавы алюминиевые;
Средний уровень цен на первичный алюминий на Лондонской бирже металлов в 2005 г., по сравнению с 2000 г., увеличился более, чем на 19%, а по сравнению с относительно неблагоприятной конъюнктурой рынка в 2002-2003 г. – более чем на 37%;
Прогнозируется стабилизация и снижение цен на глинозем на мировых рынках;
Существенно снижена ставка рефинансирования по привлекаемым кредитам, которая установлена с 15 июня 2004 г. в размере 13%;
Предприятиями осуществляются мероприятия по снижению себестоимости выпускаемой продукции, в том числе за счет модернизации производства, внедрения новых современных технологий.
Перечисленные факторы, несомненно, позволят значительно повысить рентабельность реализации алюминия на экспорт, отказаться от использования таможенного режима переработки на таможенной территории (толлинга) в алюминиевой промышленности и полностью перейти к прямым экспортно-импортным операциям на обычных коммерческих условиях. При этом целесообразно возвратиться к вопросу о пересмотре принятых решений об отмене ввозных таможенных на глинозем и вывозных таможенных пошлин на алюминий, имея в виду, что за счет этого в настоящее время предприятия получают сверхприбыль, а государство вынуждено изыскивать дополнительные средства для финансирования расходов на здравоохранение и другие цели связанные с преодолением экологических последствий при производстве первичного алюминия .
Состояние алюминиевой промышленности
Рост
производства
алюминия первичного,
включая силумин,
в 2007 году составил
106% к уровню 2006 года
(Приложение
1). Использование
производственных
мощностей по
производству
первичного
алюминия составило
около 98%. Доля
поставок первичного
алюминия российскими
предприятиями
на экспорт
оценивается
на уровне 70% от
объема производства.
В 2007 г. объем
производства
первичного
алюминия на
12,5% превысил
уровень 1990 г. В
настоящее время
по количеству
производимого
первичного
алюминия Россия
уступает только
Китаю. В нашей
стране выпускается
15% мирового
глинозема и
12% - алюминия.
В 2007 г. в России было добыто 5,495 млн. тонн бокситов, произведено 3,319 млн. тонн глинозема, 3,973 млн. тонн первичного алюминия (в том числе из российского сырья - 1,7 млн. тонн) и 811,8 тыс. тонн алюминиевого проката. Экспорт первичного алюминия в 2007 г. составил 2,853 млн. тонн, алюминиевого проката - 347,8 тыс. тонн. Было импортировано 4,662 млн. тонн глинозема, 14,5 тыс. тонн первичного алюминия, включая сплавы, 123,4 тыс. тонн алюминиевого проката. Предполагается, что реализация российских проектов позволит увеличить производство алюминия к 2015 г. до 5,39-5,743 млн. тонн, то есть в 1,3-1,4 раза. Потребление первичного алюминия на внутреннем рынке составило около 800 тыс. тонн (по неофициальным оценкам - около 1 млн. тонн) .
Мировой рынок алюминия в конце 2007 - начале 2008 гг
Со второй половины 2007 г. рынок алюминия находился под значительным влиянием беспокойства на финансовых рынках из-за кризиса в ипотечном кредитовании в США. В августе и сентябре это привело к падению цен на первичный алюминий – в сентябре цена по трёхмесячным контрактам опускалась ниже 2400 дол./т, что в последний раз наблюдалось в марте 2006 г.
Однако уже октябре-ноябре 2007 г. на рынке алюминия наблюдался рост цен, связанный с ослаблением доллара (рис.2), и металл торговался по ценам в пределах 2391-2634 дол./т. Складские запасы алюминия на ЛБМ, превысившие в сентябре 900 тыс.т, в октябре-ноябре несколько снизились; уменьшились и мировые складские запасы (рис.3).
В начале октября цена первичного алюминия держалась на уровне 2500 дол./т, затем последовало непродолжительное снижение, связанное с понижательным давлением кратковременного укрепления доллара и понижательными тенденциями мировых финансовых индексов, но к середине октября цена вновь приблизилась к отметке 2500 дол./т благодаря вновь ослабевшему доллару. Складские запасы алюминия на ЛБМ временно перестали расти, помогая удерживать цену на металл, и до конца октября она оставалась на том же уровне 2500 дол./т.
В начале ноября новое ослабление доллара подняло цену алюминия до 2600 дол./т, однако уже во второй половине ноября цена вновь снизилась до 2500 дол./т и держалась вблизи этой отметки до конца месяца. Среднемесячная цена по трёхмесячным контрактам в октябре составила 2492,5 дол./т, а в ноябре выросла до 2556,06 дол./т.
В декабре, по данным World Bureau of Metal Statistics (WBMS), в мире было произведено 3,2958 млн. т первичного алюминия, а потребление металла составило 3,1445 млн. т, в результате цена алюминия вновь упала, составив в среднем за декабрь 2436 дол./т (рис.2). Мировые складские запасы первичного алюминия на конец декабря составили 2,848 млн. т, что эквивалентно примерно четырёхнедельному потреблению. Складские запасы алюминия на трёх биржах металлов: Лондонской, Шанхайской и Токийской – выросли до 1,043 млн. т против 745 тыс.т в конце декабря 2006 г.
По данным WBMS, за 12 месяцев 2007 г. в мире наблюдалось превышение производства алюминия над его потреблением на 499 тыс.т, в то время как по данным за 11 месяцев оно равнялось 341 тыс.т. Производство алюминия за 2007 г. выросло на 12,6% и достигло 38,02 млн. т, а мировое потребление металла – на 9,3%, до 37,52 млн. т. В Китае за этот период потребление алюминия выросло на 40%.
По данным Международного института алюминия, мировое (без Китая) производство первичного алюминия в 2007 г. выросло на 3,9%, до 24,803 млн т. Основными факторами, действовавшими на рынке алюминия в 2007 г., были продолжающийся интенсивный рост производства металла в Азии, ускорившийся рост производства в Восточной Европе и обратный тренд в Северной и Южной Америке и в Западной Европе. По данным China Nonferrous Metals Industry Association, в Китае производство первичного алюминия в 2007 г. выросло на 34,9%, до 12,607 млн. т, то есть была выпущена почти половина металла, произведенного в мире (рис.4).
В 2007 г. Китай снизил экспорт первичного алюминия на 55%, до 546,6 тыс.т, из-за увеличения в ноябре 2006 г. экспортной пошлины на этот металл до 15%, и увеличил на 18,4%, до 2,09 млн. т, импорт алюминиевого лома для производства вторичного алюминия.
Аналитики полагают, что в 2008 г. рост производства алюминия в Китае замедлится на 20-25%, чему будут способствовать введённые китайским правительством в ноябре 2007 г. новые ограничения – по минимальной мощности, размещению предприятий и энергопотреблению, призванные не допустить «перегрева» алюминиевой отрасли.
Правительственными документами предусматривается, что новые алюминиевые проекты до начала строительства должны получить разрешение Национальной комиссии по развитию и реформам (National Development and Reform Commission – NDRC). Проекты расширения мощностей по производству первичного алюминия также должны получать разрешения NDRC, которое будет даваться только проектам, предусматривающим улучшение экологических показателей и замену устаревших мощностей. Проекты предприятий по выпуску глинозёма, которые будут использовать в качестве сырья китайские бокситы, могут иметь годовую мощность, не превышающую 800 тыс.т глинозёма в год, и обеспечиваться собственными поставками бокситов не менее чем на 85%. Проекты, рассчитанные на использование импортных бокситов, могут иметь мощность не менее 600 тыс.т глинозёма в год и должны быть на 60% обеспечены поставками бокситов через совместные предприятия в течение не менее пяти лет.
Минимальная мощность проектируемых бокситовых рудников установлена в 300 тыс.т/год при минимальном сроке эксплуатации 15 лет. Более того, если общие инвестиции в проект превышают 500 млн. юаней (67,29 млн. дол.), проект потребует одобрения не только местных властей и NDRC, но и центрального правительства Китая.
Проектируемые предприятия по производству вторичного алюминия могут иметь проектную мощность не менее 50 тыс.т/год, а мощности действующих предприятий должны составлять не менее 20 тыс.т/год, в противном случае они будут остановлены. Разрешения на реконструкцию или расширение получат только проекты с годовой мощностью, превышающей 30 тыс.т/год.
Проектируемые предприятия по переработке алюминия с выпуском широкого ассортимента продукции, включающего листы, полосы, фольгу, трубы и профиль, должны иметь минимальную мощность 100 тыс.т алюминиевой продукции в год. Минимальная годовая мощность предприятий, выпускающих только листы и полосы, – 50 тыс.т, только фольгу – 30 тыс.т, трубы и профиль – 50 тыс.т.
Не менее 35% инвестиций в горные предприятия, алюминиевые заводы и заводы вторичной металлургии должны быть внесены наличными.
Новые проекты глинозёмных заводов с применением технологии Байера могут потреблять не более 500 кг стандартного угля на тонну выпускаемого глинозёма, глинозёмные предприятия с комбинированными технологиями и технологией спекания – не более 800 кг угля на 1 т глинозёма. Энергопотребление новых и модернизируемых алюминиевых заводов ограничивается 14,3 кВт-ч на тонну произведенного металла.
Новые правила запрещают строительство новых алюминиевых заводов ближе, чем в 1 км от охранных зон средних и крупных городов и их пригородов, от жилых районов и медицинских учреждений, от предприятий по выпуску электроники и пищевых продуктов.
Правительство надеется, что новые ограничения обеспечат структурные улучшения и позволят регулировать инвестиции в алюминиевой промышленности страны с целью обеспечения стабильного роста, энергосбережения и ограничения вредных выбросов.
В США за счёт работ, проводившихся в течение года по возобновлению производства на ранее остановленных мощностях, к концу 2007 г. выросло производство первичного алюминия: компания Alcoa Inc. возобновила эксплуатацию второй электролизной линии на алюминиевом заводе Ферндейл в штате Вашингтон, Glencore International AG восстановила производство на второй электролизной линии завода Коламбиа-Фолс в штате Монтана, компания Ormet Corp. в ноябре 2007 г. завершила реактивацию алюминиевого завода Ганнибал мощностью 267 тыс.т/год в штате Огайо.
В Казахстане 12 декабря 2007 г. казахстанским холдингом Eurasian Natural Resources Corporation plc (ENRC) введён в эксплуатацию первый пусковой комплекс электролизного завода в г.Павлодар мощностью 62,5 тыс.т первичного алюминия в год. К концу 2008 г. завод выйдет на годовое производство алюминия в 125 тыс.т, а после ввода второй очереди в 2011 г. будет выпускать 250 тыс.т продукции в год. Общая стоимость строительства завода составила около 900 млн. дол. Завод включает два корпуса электролизного цеха, литейный цех, цех по производству анодов и прочие вспомогательные отделения. Поставщиком электроэнергии для предприятия является Аксуская ТЭЦ, также входящая в корпорацию ENRC. Для поставки электроэнергии на завод построена ЛЭП 500 протяжённостью 27 км, из которых около 800 м протянуто над водной поверхностью реки Иртыш.
Швейцарская Glencore подписала соглашение с ENRC сроком на 10 лет о покупке всего первичного алюминия, который будет произведен Казахстанским электролизным заводом в Павлодаре. В ближайшие годы завод будет выпускать только первичный алюминий в слитках; производство продукции с более высокой добавленной стоимостью пока не планируется.
Конец 2007 г. был ознаменован поглощениями и попытками поглощения алюминиевых компаний. В начале ноября 2007 г. Rio Tinto за 38,1 млрд. дол. приобрела канадскую алюминиевую компанию Alcan Inc. и организовала внутри себя подразделение, занимающееся алюминиевым бизнесом, – Rio Tinto Alcan. Мощности объединённой компании Rio Tinto по добыче бокситов выросли до 34,4 млн. т/год, по производству глинозёма – до 8,3 млн. т/год, первичного алюминия – до 4,15 млн. т/год. По результатам 2007 г. Rio Tinto оказалась второй в мире по производству первичного алюминия (4,15 млн. т) после Объединённой компании «Российский алюминий» (4,202 млн. т).
Буквально через несколько часов после завершения сделки по приобретению компании Alcan сама Rio Tinto получила предложение об объединении с компанией BHP Billiton путём обмена одной акции Rio Tinto на три акции BHP Billiton и отвергла его. После того как 1 февраля китайская Chinalco и американская Alcoa Inc. сообщили о намерении совместно приобрести 12% акций Rio Tinto и получили её согласие, компания BHP Billiton сделала новую попытку поглощения Rio Tinto, предложив 147 млрд. дол. за 100% её акций, но та вновь отклонила её как неприемлемую из-за значительной недооценки стоимости активов. Чтобы избежать недружественного поглощения, Rio Tinto в начале 2008 г. предприняла попытки поднять капитализацию компании, для чего заметно увеличила ресурсы железных руд в Австралии и приняла решение о модернизации крупнейшего австралийского алюминиевого завода Бойн-Айленд в штате Квинсленд (Rio Tinto – 59,4%, консорциум японских компаний – 40,6%), в которую вложит 617 млн дол. и которая позволит продлить срок эксплуатации завода. Модернизацию планируется выполнить в течение трёх лет; в результате выбросы вредных веществ в атмосферу снизятся на 20 тыс.т/год и будет повышена эффективность системы транспортировки и подачи глинозёма.
В начале 2008 г. цена алюминия вновь стала расти. В первые две недели января цена по контрактам с поставкой через три месяца выросла до 2525 дол./т, но к концу месяца снизилась до минимальной отметки – 2413 дол./т, что объяснялось укреплением американского доллара против евро, ростом складских запасов на ЛБМ и замедлением роста экономики США. Кроме того, сократилось производство металла в Китае, где в конце 2007 г. невиданная засуха привела к резкому сокращению объёмов воды в основных водохранилищах: в ноябре на 2,4%, в декабре на 2,7%, до 75,35 млрд. куб.м. Водоснабжение гидроэлектростанций в провинции Гуйчжоу снизилось на 30%; из-за нехватки электроэнергии уже с конца декабря началось сокращение поставок электроэнергии на алюминиевые заводы провинции. Крупнейшая китайская алюминиевая компания Chalco остановила половину мощностей (160 тыс.т/год) на алюминиевом заводе Гуйян в провинции Гуйчжоу. Её дочерняя компания Zunyi Aluminum (Chalco 51%) закрыла 30% из имеющихся 110 тыс.т/год мощностей на алюминиевом заводе в г.Цзуньи в той же провинции Гуйчжоу. Аналитики считают, что в течение первого квартала 2008 г. поставки электроэнергии в провинции вряд ли восстановятся до нормального уровня.
В провинции Сычуань в декабре также уменьшилась выработка гидроэлектроэнергии, и местные продуценты первичного алюминия стали готовиться к сокращению производства в течение ближайших двух месяцев.
В конце января – начале февраля новое стихийное бедствие обрушилось на Китай: сильные снегопады в центральной части страны вновь вызвали перебои с энергоснабжением – в начале февраля почти все алюминиевые заводы в провинции Гуйчжоу общей годовой мощностью 700-800 тыс.т были остановлены.
«Ожидается, что из-за всех вышеперечисленных проблем производство алюминия в Китае снизится примерно на 1-1,3 млн. т и в ближайшие несколько недель цены на алюминий будут колебаться в пределах 2600-2800 дол./т», – заявил аналитик Macquarie Адам Роули. Согласно прогнозам метеорологов, сильные снегопады могут смениться наводнением, что, в свою очередь, приведёт к ограничению поставок электроэнергии. «Если этот энергетический кризис затянется, мы увидим дальнейший рост цен на алюминий», – считает аналитик Merrill Lynch Даниэль Хай.
Энергетический кризис в ЮАР, а также в Мозамбике, снабжающемся электроэнергией из ЮАР, дал о себе знать ещё в сентябре 2007 г., когда начались периодические перебои в электроснабжении. Южноафриканская энергогенерирующая компания Eskom, поставляющая электроэнергию на южноафриканские алюминиевые заводы Хиллсайд и Бейсайд компании BHP Billiton plc в провинции КваЗулу-Натал, а также на мозамбикский алюминиевый завод под управлением компании Mozal (BHP Billiton – 47,1%) в г.Мапуто, не может удовлетворить спрос на электроэнергию и пытается избежать перебоев в электроснабжении за счёт снижения нагрузки. В декабре и январе перебои в электроснабжении были наиболее ощутимы. С Нового года в Южной Африке происходили ежедневные веерные отключения электричества, когда потребители лишались его на 4-5, а то и 8 часов в сутки, причём зачастую неожиданно. Спрос на электроэнергию в ЮАР в январе 2008 г. превышал её производство на 2-3 тыс. МВт.
В связи с перебоями в энергоснабжении в ЮАР британская Rio Tinto намерена пересмотреть планы строительства крупного алюминиевого завода в промышленной зоне Коэга в южноафриканской провинции Восточный Кейп, в 20 км к востоку от г.Порт-Элизабет. Строительство завода годовой мощностью 720 тыс.т первичного алюминия стоимостью около 2,7 млрд дол. компания намеревалась завершить в 2011 г. Компания Alcan в ноябре 2006 г. подписала 25-летний контракт с Eskom на поставку электроэнергии начиная с 2010 г., но пока не ясно, появятся ли к этому времени новые электростанции в ЮАР. Поэтому Rio Tinto намерена получить от правительства ЮАР гарантии относительно снабжения завода электроэнергией прежде, чем приступать к его строительству. Осуществление этого проекта уже неоднократно приостанавливалось из-за сомнений в перспективах энергоснабжения. В июле 2007 г. компания Alcan подписала контракт стоимостью более 100 млн дол. с совместным предприятием инжиниринговых компаний SNC-Lavalin, Hatch и Murray & Roberts на выполнение предварительного проекта первой очереди алюминиевого завода.
Улучшение мировых финансовых индексов подогрело покупательский интерес к алюминию. Это, а также новости о проблемах с энергопоставками в ЮАР и Китае, что грозит сокращением производства металла, толкнули цены алюминия вверх. Уже за последнюю неделю января, несмотря на то, что складские запасы металла на ЛБМ находились на высоком уровне (956,475 тыс.т), цена алюминия по трёхмесячным контрактам выросла более чем на 200 дол. – с 2493 дол./т 28 января до 2720,5 дол./т 1 февраля.
В последние дни февраля цена алюминия на ЛБМ с поставкой через три месяца поднялась выше отметки 3000 дол./т и продержалась на этом уровне до середины марта; пик (3212 дол./т) отмечен 7-8 марта. При этом складские запасы алюминия на ЛБМ достигли рекордного за последние три с половиной года уровня, превысив к середине марта 1 млн. т. Новый подъём цен алюминия последовал за обновлёнными рекордами цен на нефть и золото, новым пиком цен на медь. Росту цены алюминия способствовало снижение выпуска металла в Китае, где после перебоев с подачей электроэнергии в начале февраля алюминиевые заводы ещё не восстановили производство, а также энергетический кризис в ЮАР, который
Похожие рефераты:
Электролиз алюминия. Определение размеров анода. Размеры конструктивных элементов сборноблочного катодного устройства. Материальный, электрический и энергетический расчет электролизера, его производительность и расход сырья на производство алюминия.
Промышленное значение цветных металлов: алюминий, медь, магний, свинец, цинк, олово, титан. Технологические процессы производства и обработки металлов, механизация и автоматизация процессов. Производство меди, алюминия, магния, титана и их сплавов.
Общая характеристика Новолипецкого металлургического комбината, его производственные мощности и история развития. Особенности доменного цеха, производства динамной стали, горячего и холодного проката. Место предприятия на металлургическом рынке.
Определение вида продукции, предложенной для рассмотрения (прокат, отливка, поковка и т.д.), ее геометрические параметры. Необходимо изучить сортамент прокатной продукции и определить к какому виду продукции относится предложенное для изучения изделие.
Ремонт автомобиля после удара алюминиевым поддоном о твердый предмет. Основные трудности сварки алюминия и его сплавов. Сварка вольфрамовым электродом переменным симметричным током. Технология ремонта, оборудование для сварки. Контроль сварного шва.
Цветная металлургия как наиболее конкурентоспособная отрасль промышленности России, инвестиционная политика. Цветные металлы и сплавы: медь, алюминий, цинк, магний; их технологические и механические свойства, применение в промышленности и строительстве.
Запасы и производство бокситов и другого алюминиесодержащего сырья в России. История развития производства алюминия, основные направления его применения как конструкционного металла. Экологические меры безопасности в производстве алюминия и сплавов.
Состав, свойства электролита. Строение криолито-глиноземных расплавов. Плотность алюминия электролита. Поверхностное натяжение, давление насыщенного пара. Анодный эффект: положительные и отрицательные действия. Напряжение разложения. Механизм электролиза.
История развития алюминиевой промышленности России, ее современное состояние. Сырьевая база алюминиевой промышленности. Толлинг, его последствия и перспективы. Акционирование предприятий и создание корпораций. Проблемы алюминиевой промышленности в России.
В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего алюминий и его сплавы используют авиационная и автомобильная отрасли промышленности. Широко применяется алюминий и в других отраслях промышленности: в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности, производстве предметов народного потребления.
Области применения алюминия
Авиация
На современном этапе развития дозвуковой и сверхзвуковой авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении.
В авиации США широко применяются сплавы серии 2ххх, Зххх, 5ххх, 6ххх и 7ххх. Серия 2ххх рекомендована для работы при высоких рабочих температурах и с повышенными значениями коэффициента вязкости разрушения. Сплавы серии 7ххх - для работы при более низких температурах значительно нагруженных деталей и для деталей с высокой сопротивляемостью к коррозии под напряжением. Для малонагруженных узлов применяются сплавы серии Зххх, 5ххх и 6xxx. Они же используются в гидро-, масло-и топливных системах.
В России при изготовлении авиационной техники успешно используются упрочняемые термической обработкой высокопрочные алюминиевые сплавы Al-Zn-Mg-Cu и сплавы средней и повышенной прочности Al-Mg-Cu. Они являются конструкционным материалом для обшивки и внутреннего сплавного набора элементов планера самолета (фюзеляж, крыло, киль и др.). Сплав 1420, принадлежащий системе Al-Zn-Mg, используют при конструировании сварного фюзеляжа пассажирского самолета. При изготовлении гидросамолетов предусмотрено применение свариваемых коррозионностойких магнолиевых сплавов (AМг5, АМг6) и сплавов Al-Zn-Mg (1915, В92, 1420).
Рисунок 1 – Гражданский самолет
Бесспорное преимущество имеется у свариваемых алюминиевых сплавов при создании объектов космической техники. Высокие значения удельной прочности, удельной жесткости материала позволили обеспечить изготовление баков, межбаковых и носовых частей ракеты с высокой про-дольной устойчивостью. К достоинствам алюминиевых сплавов (2219 и др.) следует отнести их работоспособность при криогенных температурах в контакте с жидким кислородом, водородом и гелием. У этих сплавов происходит так называемое криогенное упрочнение, т.е. прочность и пластичность параллельно растут с понижением температуры.
Сплав 1460 принадлежит системе Al-Cu-Li и является более перспективным для проектирования и изготовления баковых конструкций применительно к криогенному типу топлива – сжатому кислороду, водороду или природному газу.
Судостроение
Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.
Основное преимущество при внедрении алюминия и его сплавов по сравнению со сталью – снижение массы судов, которая может достигать 50 – 60 %. В результате представляется возможность повысить грузоподъемность судна или улучшить его тактико-технические характеристики (маневренность, скорость и т.д.).
Наиболее широкое применение среди алюминиевых сплавов для изготовления конструкций речного и морского флота находят магналиевые сплавы АМгЗ, АМг5, АМг61, а также сплавы АМц и Д16. Корпус судна повышенной грузоподъемности изготовляют из стали, тогда как надстройки и другое вспомогательное оборудование из алюминиевых сплавов. Имеет место изготовление рыболовецких баркасов из сплава АМг5 (обшивка).
Широкое применение в судостроении США находят свариваемые сплавы серии 5ххх и 6ххх. Там, где необходима высокая прочность (500 МПа), используются полуфабрикаты из сплавов серии 2xxx и 7ххх.
Железнодорожный транспорт
Тяжелые условия эксплуатации подвижного состава железной дороги (длительный срок службы и способность выдерживать ударные нагрузки) выдвигают особые требования к конструкционным материалам.
Рисунок 2 – Товарный поезд
Основные характеристики алюминия и его сплавов, раскрывающие целесообразность применения их в железнодорожном транспорте, высокая удельная прочность, небольшая сила инерции, коррозионная стойкость. Внедрение алюминиевых сплавов при изготовлении сварных емкостей повышает их долговечность при перевозке ряда продуктов химической и нефтехимической промышленности.
Алюминий и его сплавы используются при изготовлении кузова и рамы вагона. Для вагона рекомендованы свариваемые сплавы средней прочности марок АМг3, AMr5, Амг6 и 1915. Перспективными сплавами для рефрижераторных вагонов являются алюминиевые сплавы. В зависимости от продуктов химической промышленности выбирается марка свариваемого материала для котлов цистерны.
В США из свариваемых сплавов серии 6ххх, серии 5ххх и сплава 7005 изготавливают подвижной состав с получением оптимальных прочностных характеристик и высокой коррозионной стойкости сварных элементов.
Автомобильный транспорт
Одним из основных требований к материалам, применяемым в автомобильном транспорте, является малая масса и достаточно высокие показатели прочности. Принимаются во внимание также коррозионная стойкость и хорошая декоративная поверхность материала.
Рисунок 3 – Автомобиль
Высокая удельная прочность алюминиевых сплавов увеличивает грузоподъемность и уменьшает эксплуатационные расходы передвижного транспорта. Высокая коррозионная стойкость материала продляет сроки эксплуатации, расширяет ассортимент перевозимых товаров, включая жидкости и газы с высокой агрессивной концентрацией.
При изготовлении элементов каркаса, обшивки кузова полуприцепа автофургона, рефрижератора, скотовоза и т.п. перспективным материалом являются алюминиевые сплавы АД31, 1915 (прессованные профили) и сплавы АМг2, АМг5 (лист).
Находят применение алюминиевые сплавы АМц, АМгЗ и 1915 при изготовлении отдельных узлов легкового автомобиля (навесные детали, бамперы, радиаторы охлаждения, отопители).
В автомобилестроении США широко используются алюминиевые свариваемые сплавы серии Зххх, 5ххх и 6ххх.
Из прессованных полуфабрикатов сплавов 2014 и 6061 изготовляют балки, рамы тяжелых грузовых автомобилей. Панели и отдельные элементы из сплава 5052 поступают на изготовление кабины. В качестве обшивочного материала кузова грузовика используют лист из сплавов 5052, 6061, 2024, 3003 и 5154. Стойки кузова выполняются из прессованных полуфабрикатов сплавов 6061 и 6063. Магналиевые сплавы серии 5ххх (5052, 5086, 5154 и 5454) являются основным материалом при изготовлении автоцистерн.
Строительство
Перспективность применения алюминиевых сплавов в строительных конструкциях подтверждается технико-экономическими расчетами и многолетней мировой практикой в области сооружения различных строительных объектов.
Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.). В зависимости от назначения строительных алюминиевых конструкций рекомендуются различные марки сплавов: АД1, АМц, АМг2, АД31, 1915 и др.
Рисунок 4 – Здание со светопрозрачными конструкциями из алюминия
Опыт, накопленный в США, подтверждает целесообразность использования алюминиевых сплавов в строительных конструкциях. На них расходуется больше алюминия, чем в любой другой отрасли промышленности. При этом предпочтение отдается внедрению свариваемых сплавов серии Зххх, 5ххх и 6ххх.
Нефтяная и химическая промышленность
Освоение новых месторождений, увеличение глубины скважин выдвигают определенные требования к материалам, применяемым для изготовления деталей и узлов нефте- и газопромыслового оборудования и аппаратуры для переработки продуктов нефти.
Рисунок 5 – Нефтяная вышка
Высокая удельная прочность алюминиевых сплавов позволяет уменьшить массу бурильного оборудования, облегчить их транспортабельность и обеспечить прохождение глубоких скважин.
Коррозионностойкие алюминиевые сплавы дают возможность повысить эксплуатационную надежность бурильных, насосно-компрессорных и нефтегазопроводных труб. Повышенная сопротивляемость коррозионному растрескиванию позволяет применить алюминиевые сплавы при изготовлении емкостей для хранения нефти и ее продуктов.
Основным конструкционным материалом при изготовлении бурильных труб из алюминиевых сплавов является сплав марки Д16.
Высокую стойкость к сырой нефти и некоторым бензинам показали алюминиевые сплавы АМг2, AMr3, АМг5 и АМг6. Из перечисленных магналиевых сплавов наиболее технологичным сплавом для изготовления аппаратов является сплав АМг2, особенно при изготовлении конденсаторов и холодильников на нефтеперегонных заводах.
В США оборудование для нефтяной промышленности изготовляется из алюминиевых сплавов серии Зххх, 5ххх и 6ххх. В конструкции бурового оборудования применяют трубы из сплава 6063. Морские платформы собираются из труб 6061, 6063, а также из высокопрочных сплавов марок 2014 и 7075. Из алюминия АДОО, АДО и АД1 изготовляют емкости, колонны, конденсаторы и т.п. для производства уксусной кислоты, сульфирования жирных спиртов, хлората калия, натриевой и аммиачной селитры, синильной кислоты и т.д.
Из алюминия АДОО, АДО и АД1 изготовляют емкости, колонны, конденсаторы и т.п. для производства уксусной кислоты, сульфирования жирных спиртов, хлората калия, натриевой и аммиачной селитры, синильной кислоты и т.д.
В США в зависимости от условий эксплуатации аппаратуры химической промышленности применяют сплавы серий 1ххх, Зххх, 5ххх. В отдельных случаях для обеспечения наибольшей прочности применяют термически упрочняемые сплавы 2ххх и 7ххх с пониженной коррозионной стойкостью.
Емкости для хранения химических продуктов выполняют из сплавов высокой коррозионной стойкости – 1100 или 3003; сосуды высокого давления – из сплавов 5052 или 6063; тара, цистерны и другие виды оборудования для хранения уксусной кислоты, высокомолекулярных жирных кислот, спиртов и других продуктов – из сплавов 3003, 6061, 6063, 5052; емкости для озоносодержащих растворов удобрений из сплавов 3004; 5052 и 5454; емкости для хранения растворов нитрата аммония из сплавов 1100, 3003, 3004, 5050, 5454, 6061 и 6062 .
Электрика
Алюминий и ряд сплавов на его основе находят применение в электротехнике, благодаря хорошей электропроводности, коррозионной стойкости, небольшому удельному весу, и, что немаловажно, меньшей стоимостью, по сравнению с медью и ее проводниковыми сплавами.
В зависимости от величины удельного электросопротивления, алюминиевые сплавы подразделяют на проводниковые и сплавы с повышенным электрическим сопротивлением.
Удельная электрическая проводимость электротехнического алюминия марок А7Е и А5Е составляет порядка 60 % от проводимости отожженной меди по международному стандарту. Технический алюминий АД0 и электротехнический А5Е используют для изготовления проводов, кабелей и шин. Применение в электротехнической промышленности получили низколегированные сплавы алюминия системы Al-Mg-Si АД31, АД31Е.
Сплавы алюминия, повышающие его прочность и улучшающие другие свойства, получают введением в него легирующих добавок, таких, как медь, кремний, магний, цинк, марганец.
Дуралюмин
Дуралюмин (дюраль, дюралюминий, от названия немецкого города, где было начато промышленное производство сплава) – сплав алюминия (основа) с медью (Cu: 2,2 – 5,2%), магнием (Mg: 0,2 – 2,7 %) марганцем(Mn: 0,2 – 1 %). Подвергается закалке и старению, часто плакируется алюминием. Является конструкционным материалом длZ авиационного и транспортного машиностроения.
Рисунок 6 – Дюралюминий листовой
– легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (Si: 4 – 13 %), иногда до 23 % и некоторыми другими элементами: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Из него изготавливают детали сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.
– сплавы алюминия (основа) с магнием (Mg: 1 – 13 %) и другими элементами, обладающие высокой коррозийной стойкостью, хорошей свариаемостью, высокой пластичностью. Из них изготавливают фасонные отливки (литейные магналии), листы, проволоку, заклепки и т. д. (деформируемые магналии).
По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна .
Применение в быту
Исследуя влияние алюминия на различные пищевые продукты, ученые установили, что при контакте пищи с алюминием не разрушаются витамины. Это открытие послужило причиной широкого применения алюминия в пищевой промышленности, в виде посуды из алюминия, а также в косметике и бытовой химии. Из алюминия изготавливают разнообразную аппаратуру, предназначенную для переработки пищевых продуктов в сахарной, кондитерской, маслобойной и других отраслях промышленности.
Рисунок 9 – Алюминивая посуда
Алюминиевых изделий изобилие, как на кухне крупного предприятия общественного питания, так и на домашней кухне: мясорубки, вилки, ложки, чашки, тазы, посуда из алюминия и т. д. Алюминиевая фольга - прекрасный упаковочный материал, хорошо сохраняющий различные продукты. В обертку из алюминиевой фольги упаковываются кулинарный жир, маргарин, мороженое, конфеты и многое другое, поэтому его еще именуют - пищевой алюминий. В алюминиевые тубы традиционно упаковывается зубная паста. Чтобы было удобно пользоваться, некоторые продукты, такие, например, как плавленый сыр, упаковывают в тубы с отвинчивающейся крышкой. В таких тубах берут с собой в космос продукты питания космонавты. Все чаще тонкий листовой пищевой алюминий применяется вместо жести при производстве консервных банок, а также все больше посуды из алюминия изготавливают производители .
Фармацевтика
Говоря об универсальности алюминия, нельзя обойти вниманием важный факт: металл, из которого делают посуду и самолеты, широко применяется для лечения и предупреждения тяжелых болезней и одобрен для этих целей Всемирной организацией здравоохранения. Конечно, речь идет не об алюминии в чистом виде, а о его соединениях.
В 1926 году было открыто, что осажденный квасцами дифтерийный токсоид (обезвреженный бактериальный токсин) гораздо лучше стимулирует выработку антител, чем он же в чистом виде. С тех пор для усиления действия вакцин чаще всего используют алюминиевые соли, поскольку они считаются безвредными для человека.
Именно на основе алюминия производят наиболее эффективные антациды. Гидроокись алюминия, хорошо нейтрализующая кислоту, нужна для лечения язвенных болезней, диспепсии, раздражения желудка. Для этих же целей подходит фосфат алюминия.
Но даже тем, у кого прекрасное здоровье, пригодится содержащее алюминий средство, которое продается в любое аптеке, да и не только. Речь идет о дезодоранте-антиперспиранте. Еще древние греки и римляне использовали квасцы для подавления секреции. Обычными квасцами пользовались и наши бабушки. В первые фабричные средства от запаха пота добавляли хлорид алюминия, а основным агентом современных средств является хлоргидрат алюминия. Кстати, на чем основан эффект их действия, до сих пор точно не известно .
