Алюминий первичный

Введение

Впервые предположение о существовании алюминия было высказано в 1808 г. английским ученым Дэви. Именно он дал это название новому металлу. Однако лишь в 1825 г. датскому ученому Эрстеду и в 1827 г. немецкому химику Вёлеру удалось выделить первые крупицы алюминия в чистом виде.

Авторы современного способа получения чистого алюминия — американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Родились оба в 1863 г. Разработав независимо один от другого способ получения алюминия электролизом расплавленных солей (расплав криолита Ка3А1Р6 с растворенным в нем оксидом алюминия А12О3), они независимо друг от друга взяли патент в одном и том же 1886 г.

До конца XIX столетия алюминий был дорогим металлом, лишь немного дешевле золота. Датой начала промышленного выпуска следует считать 1890 г. С 1854 по 1890 гг. произведено всего 200 т, с 1890 по 1899 гг. 28000 т, за один 1930 г. 270000 т, за 1968 г. 8386200 т. В 60-е годы XX столетия годовой прирост мирового производства алюминия составлял около 15%, а в последние годы он не превышает 5%.

В начале XX века алюминий применяли только в чистом виде. В машиностроении его не употребляли, так как он был дорог и малопрочен. История алюминиевых сплавов начинается с открытия в 1906 г. немецким ученым Альфредом Вильмом первого термически упрочняемого сплава. Предложенный им сплав дуралюмин содержал 4% Си; 0,5% М§ и 0,5% Мп. Сплавы типа дуралюмин, такие как Д1 и Д16, широко распространены в современной промышленности. Эти сплавы наряду с высокой прочностью 400...500 МПа имеют небольшую плотность. Хотя по прочности алюминиевые сплавы и уступают сталям, но по удельной прочности (отношению временного сопротивления к плотности) значительно превосходят их. Это обеспечило широкое применение алюминиевых сплавов в авиации и ракетной технике.

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.

Алюминий и его сплавы отличаются высокой технологичностью, хорошо деформируются, из них сравнительно легко можно получить изделия сложной формы, и ряд его сплавов обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью. По электропроводности он уступает лишь серебру, меди и золоту. Неудивительно поэтому, что относительный объем производства и потребления алюминия среди других конструкционных металлов непрерывно возрастает. По распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди конструкционных металлов. В земной коре содержится 8,8% алюминия, в то время как железа всего 5,1%. Алюминий входит в состав всех глин, полевого шпата, боксита и ряда других горных пород.

1. Применение алюминия и его сплавов

Применение алюминия обусловлено особенностью его свойств. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью позволяет применять алюминий как проводник электрического тока, заменяя им более дорогую медь. Разницу в электропроводности меди и алюминия компенсируют увеличением сечения алюминиевого провода. Малая масса алюминиевых проводов делает возможным осуществлять их подвеску при значительно большем, чем в случае медных проводов, расстоянии между опорами, не опасаясь обрыва проводов под влиянием собственного веса.

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. 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, насосы и другие детали. 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.

Высокая пластичность позволяет раскатывать алюминий в фольгу, которая в настоящее время полностью заменила применявшуюся ранее более дорогую оловянную фольгу. Фольга служит упаковкой для самых разнообразных пищевых продуктов: чая, шоколада, табака, сыра и др.

Все более широко используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства.

В пищевой промышленности из него изготовляют разнообразную посуду для приготовления пищи. При этом используют не только его стойкость к действию органических кислот, но также и высокую теплопроводность.

Алюминий используется 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. Химическую активность алюминия по отношению к кислороду используют для раскисления при производстве полуспокойной и спокойной стали и для получения трудновосстановимых металлов путем вытеснения алюминием из их кислородных соединений. Высокая отражающая способность алюминия используется для изготовления из него отражающих поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал. Алюминий применяют как легирующий элемент в самых различных сталях и сплавах. Он придает им специфические свойства. Так например, он повышает жаростойкость сплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов.

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.

В целом применение алюминия в различных отраслях хозяйства на примере развитых стран оценивают следущими цифрами: транспортное машиностроение 20-23% (в том числе автомобилестроение 15%), строительство 17-18%, электротехника 10-12%, производство упаковочных материалов 9-10%, производство потребительских товаров длительного пользования 9-10%, общее машиностроение 8-10%.

Алюминий завоевывает все новые области применения, несмотря на конкуренцию других материалов и особенно пластмасс.

2. Классификационные признаки алюминия первичного

1. По виду используемого сырья.

В природе алюминий находится в виде алюминиевых руд: бокситов, не­фелинов, алунитов и каолинов. Важнейшей рудой, на которой базируется большая часть мировой алюминиевой промышленности, являются бокситы. Получение алюминия из руд состоит из двух последовательно проводи­мых этапов - сначала производят глинозем (Al O ), а затем из него полу­чают алюминий.

2. По способам производства.

Известные в настоящее время методы получения глинозема можно раз­бить на три группы: щелочные, кислотные и электротермические. Наибо­лее широкое применение получили щелочные методы. Получение металлического алюминия из глинозема заключается в его электролитическом разложении на составные части - на алюминий и кисло­род.

3. По содержанию примесей.

Алюминий подразделяется на:

· Чистый

· Технический

· Алюминиевые сплавы

Чистота алюминия является решающим показателем, влияющим на все его свойства, поэтому химический состав положен в основу классификации алюминия.

Чистый алюминий имеет малую прочность и не может быть использован в качестве конструкционного материала. Однако его прочность возрастает под влиянием добавок других элементов, термической и химической обработки.

В настоящее время используется следующая классификация алюминия по степени чистоты:

Обозначение	Содержание алюминия по массе,%
Алюминий промышленной чистоты	99,5 - 99,79
Высокочистый алюминий	99,80 - 99,949
Сверхчистый алюминий	99,950 - 99,9959
Особочистый алюминий	99,9960 - 99,9990
Ультрачистый алюминий	свыше 99,9990

Химический состав алюминия первичного

Марка алю-миния	Химический состав, %
	Алюми-ний, не более		Массовая доля примесей, %										Прочие примеси
			Железо		Кремний		Медь		Цинк		Титан		Каждая в отдельности			сумма
Алюминий особой чистоты
А999	99,999		____		____		____		____		____		____			0,001
Алюминий высокой чистоты
А995		99,995		0,00015		0,0015		0,001		0,001		0,001		0,001	0,005
А99		99,990		0,0030		0,0030		0,003		0,003		0,002		0,001	0,010
А97		99,970		0,0150		0,0150		0,005		0,003		0,002		0,002	0,030
А95		99,950		0,0300		0,0300		0,0015		0,005		0,002		0,005	0,050
Алюминий технической чистоты
А85		99,850		0,0800		0,0600		0,010		0,020		0,008		0,020	0,150
А8		99,800		0,1200		0,1000		0,010		0,040		0,010		0,020	0,200
А7		99,700		0,1600		0,1500		0,010		0,040		0,010		0,020	0,300
А7Е		99,700		0,2000		0,0800		0,010		0,040		0,010		0,020	0,300
А6		99,600		0,2500		9,1800		0,010		0,060		0,020		0,030	0,400
А5Е		99,500		0,3500		0,1200		0,020		0,040		0,015		0,020	0,500
А5		99,500		0,3000		0,2500		0,020		0,060		0,020		0,030	0,500
А0		99,000		0,5000		0,5000		0,020		0,080		0,020		0,030	1,000

В зависимости от содержания примесей алюминий первичный предназначен для изготовления чушек, слитков, катанки.

4. Прочность алюминия незначительная, поэтому для изготовления любых изделий применяют не чистый алюминий, а его сплавы.

Введение различных легирующих элементов в алюминий существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические.

Алюминиевые сплавы подразделяются на:

· Деформируемые;

· Литейные;

· Порошковые.

Деформируемые алюминиевые сплавы подразделяют на две группы:

· Сплавы, не упрочняемые термической обработкой;

· Термически упрочняемые сплавы.

К термически упрочняемым сплавам относятся

· Дуралюмины – это сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем.

· Ковочные сплавы.

Литейные сплавы – это сплавы алюминия с кремнием, называемые силуминами. Силумины широко применяются для изготовления литых деталей приборов, корпусов турбонасосных агрегатов и других мало- и средненагруженных деталей, в том числе и тонкостенных отливок сложной формы.

По свойствам алюминиевые сплавы делятся:

· на сплавы повышенной пластичности,

· низкой прочности,

· нормальной прочности,

· высокопрочные,

· жаропрочные.

Классификация алюминия первичного по ТН ВЭД и ОКП РБ

1. Классификация по ТН ВЭД

XV. Недрагоценные металлы и изделия из них

гр. 76 Алюминий и изделия из него

Позиция : 7601 Алюминий необработанный:

7601100000 – алюминий нелегированный –

760120 – сплавы алюминиевые:

760120100 –– первичные:

7601201001 ––– для производства авиационных двигателей –

7601201009 ––– прочие –

–– вторичные:

7601209100 ––– в слитках или в жидком состоянии –

7601209900 ––– прочие –

760200 Отходы и лом алюминиевые:

– отходы:

7602001100 –– токарная стружка, обрезки, обломки, отходы фрезерного производства, опилки и отходы от обрезки; отходы окрашенных, с различными покрытиями или скрепленных листов и фольги, толщиной (не считая основы) не более 0,2 мм –

7602001900 –– прочие (включая отбракованные изделия) –

7602009000 – лом –

7603 Порошки и чешуйки алюминиевые:

7603100000 – порошки неслоистой структуры –

7603200000 – порошки слоистой структуры; чешуйки –

7604 Прутки и профили алюминиевые:

760410 – из алюминия нелегированного:

760410100 –– прутки:

7604101001 ––– для производства авиационных двигателей –

7604101009 ––– прочие –

7604109000 –– профили –

– из алюминиевых сплавов:

7604210000 –– профили полые

760429 –– прочие:

760429100 ––– прутки:

7604291001 –––– для производства авиационных двигателей

7604291009 –––– прочие

7604299000 ––– профили

7605 Проволока алюминиевая:

– из алюминия нелегированного:

7605110000 –– с максимальным размером поперечного сечения более 7 мм

7605190000 –– прочая

– из алюминиевых сплавов:

7605210000 –– с максимальным размером поперечного сечения более 7 мм

760529000 –– прочая:

7605290001 ––– для производства авиационных двигателей –

7605290009 ––– прочая

7606 Плиты, листы, полосы или ленты алюминиевые толщиной более 0,2 мм:

– прямоугольные (включая квадратные):

760611 –– из алюминия нелегированного:

7606111000 ––– окрашенные, лакированные или покрытые пластмассой

––– прочие, толщиной:

7606119100 –––– менее 3 мм

7606119300 –––– не менее 3 мм, но менее 6 мм

7606119900 –––– не менее 6 мм

760612 –– из алюминиевых сплавов:

7606121000 ––– полосы для жалюзи

––– прочие:

7606125000 –––– окрашенные, лакированные или покрытые пластмассой

–––– прочие, толщиной:

760612910 ––––– менее 3 мм:

7606129101 –––––– для производства авиационных двигателей

7606129109 –––––– прочие

760612930 ––––– не менее 3 мм, но менее 6 мм:

7606129301 –––––– для производства авиационных двигателей

7606129309 –––––– прочие

7606129900 ––––– не менее 6 мм

– прочие:

7606910000 –– из алюминия нелегированного

7606920000 –– из алюминиевых сплавов

7607 Фольга алюминиевая (без основы или на основе из бумаги, картона, пластмассы или аналогичных материалов) толщиной (не считая основы) не более 0,2 мм:

– без основы:

760711 –– катаная, но без дальнейшей обработки:

7607111000 ––– толщиной менее 0,021 мм

7607119000 ––– толщиной не менее 0,021 мм, но не более 0,2 мм

760719 –– прочая:

7607191000 ––– толщиной менее 0,021 мм

––– толщиной не менее 0,021 мм, но не более 0,2 мм:

7607199100 –––– самоклеящаяся

7607199900 –––– прочая

760720 – с основой:

7607201000 –– толщиной (не считая основы) менее 0,021 мм

–– толщиной (не считая основы) не менее 0,021 мм, но не более 0,2 мм:

7607209100 ––– самоклеящаяся

7607209900 ––– прочая

7608 Трубы и трубки алюминиевые:

7608100000 – из алюминия нелегированного

760820 – из алюминиевых сплавов:

7608202000 –– сварные –

–– прочие:

760820810 ––– без дальнейшей обработки после экструдирования:

7608208101 –––– для производства авиационных двигателей

7608208109 –––– прочие

760820890 ––– прочие:

7608208901 –––– для производства авиационных двигателей

7608208909 –––– прочие

7609000000 Фитинги для труб или трубок алюминиевые (например, муфты, колена, фланцы)

7610 Металлоконструкции алюминиевые (кроме сборных строительных металлоконструкций товарной позиции 9406) и их части (например, мосты и их секции, башни, решетчатые мачты, перекрытия для крыш, строительные фермы, двери, окна и их рамы, пороги для дверей, балюстрады, опоры и колонны); листы, прутки, профили, трубы и аналогичные изделия алюминиевые, предназначенные для использования в металлоконструкциях:

7610100000 – двери, окна и их рамы, пороги для дверей

761090 – прочие:

7610901000 –– мосты и их секции, башни и решетчатые мачты

7610909000 –– прочие

7611000000 Резервуары, цистерны, баки и аналогичные алюминиевые емкости для любых веществ (кроме сжатого или сжиженного газа) вместимостью более 300 л, с облицовкой или с термоизоляцией или без них, но без механического или теплотехнического оборудования

7612 Бочки, барабаны, банки, ящики и аналогичные емкости (включая жесткие или деформируемые трубчатые емкости) алюминиевые для любых веществ (кроме сжатого или сжиженного газа) вместимостью не более 300 л, с облицовкой или с термоизоляцией или без них, но без механического или теплотехнического оборудования:

7612100000 – емкости деформируемые трубчатые

761290 – прочие:

761290100 –– емкости жесткие цилиндрические:

7612901001 ––– вместимостью не более 1 л

7612901009 ––– прочие

7612902000 –– емкости, используемые для аэрозолей шт

–– прочие вместимостью:

7612909100 ––– 50 л или более –

7612909800 ––– менее 50 л –

7613000000 Емкости для сжатого или сжиженного газа алюминиевые –

7614 Скрученная проволока, тросы, плетеные шнуры и аналогичные изделия из алюминия без электрической изоляции:

7614100000 – со стальным сердечником –

7614900000 – прочие –

7615 Изделия столовые, кухонные или прочие изделия для бытовых нужд и их части из алюминия; мочалки для чистки кухонной посуды, подушечки для чистки или полировки, перчатки и аналогичные изделия из алюминия; оборудование санитарно-техническое и его части из алюминия:

– изделия столовые, кухонные или прочие изделия для бытовых нужд и их части; мочалки для чистки кухонной посуды, подушечки для чистки или полировки, перчатки и аналогичные изделия:

7615110000 –– мочалки для чистки кухонной посуды, подушечки для чистки или полировки, перчатки и аналогичные изделия

761519 –– прочие:

7615191000 ––– литые –

7615199000 ––– прочие –

7615200000 – оборудование санитарно-техническое и его части

7616 Прочие изделия из алюминия:

7616100000 – гвозди, кнопки, скобы (кроме указанных в товарной позиции 8305), винты, болты, гайки, ввертные крюки, заклепки, шпонки, шплинты, шайбы и аналогичные изделия

– прочие:

7616910000 –– ткань, решетки, сетки и ограждения из алюминиевой проволоки –

761699 –– прочие:

761699100 ––– литые:

7616991001 –––– для промышленной сборки моторных транспортных средств товарных позиций 8701-8705, их узлов и агрегатов –

7616991009 –––– прочие

761699900 ––– прочие:

7616999001 –––– для производства авиационных двигателей

7616999009 –––– прочие

Классификация по ОКП РБ

3. Потребительские свойства алюминия первичного

Алюминий-самый распространненый металл в земной коре. Его содержание оценивают в 7.45 % (больше, чем железа, которого только 4.2 %). Алюми­ний как элемент открыт недавно в 1825 г., когда были получены первые небольшие комочки этого металла. Начало его промышленного освоения от­носится к концу прошлого столетия. Толчком к этому послужила разрабо­тка в 1886 г. способа его получения путем электролиза глинозема, раст­воренного в криолите. Принцип способа лежит в основе современного про­мышленного извлечения алюминия из глинозема во всех странах мира.

По внешнему виду алюминий представляет собой блестящий серебристый белый металл. На воздухе он быстро окисляется, покрываясь тонкой белой матовой пленкой Al O . Эта пленка обладает высокими защитными свойст­вами, поэтому, будучи покрытым такой пленкой, алюминий является корро­зионностойким.

Алюминий достаточно легко разрушается растворами едких щелочей, со­ляной и серной кислот. В концентрированной азотной кислоте и органичес­ких кислотах он обладает высокой стойкостью.

Наиболее характерными физическими свойствами алюминия является его малая относительная плотность, равная 2.7, а также сравнительно высо­кие тепло- и электропроводность. При 0 C удельная электропроводность алюминия, т.е. электропроводность алюминиевой проволоки сечением 1 мм и длиной 1 м равна 37 1 ом.

Коррозионная стойкость и особенно электропроводность алюминия тем выше, чем он чище, чем меньше в нем примесей.

Температура плавления алюминия невысокая, она равна приблизительно 660 C. Однако скрытая теплота плавления его очень большая - около 100 кал г, поэтому для расплавления алюминия требуется большой расход теп­ла, чем для расплавления такого же количества, например, тугоплавкой меди, у которой температура плавления 1083 C, скрытая теплота плавле­ния 43 кал г.

Для механических свойств алюминия характерна большая пластичность и малая прочность. Прокатанный и отожженный алюминий имеет =10 кГ мм, а твердость НВ25, =80% и =35%.

Кристаллическая решетка алюминия представляет собой гранецентриро­ванный куб, имеющий при 20 C параметр (размер стороны) 4.04 . Алло­тропических превращений алюминий не имеет.

Отличается незначительным токсическим действием, но многие растворимые в воде неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут оказывать вредное воздействие на человека и теплокровных животных через питьевую воду. Наиболее ядовиты хлориды, нитраты, ацетаты, сульфаты и др. Для человека токсическое действие при попадании внутрь оказывают следующие дозы соединений алюминия (мг/кг массы тела): ацетат алюминия — 0,2-0,4; гидроксид алюминия — 3,7-7,3; алюминиевые квасцы — 2,9. В первую очередь действует на нервную систему (накапливается в нервной ткани, приводя к тяжёлым расстройствам функции ЦНС). Однако свойство нейротоксичности алюминия стали изучать с середины 1960-х годов, так как накоплению металла в организме человека препятствует механизм его выведения. В обычных условиях с мочой может выделяться до 15 мг элемента в сутки. Соответственно, наибольший негативный эффект наблюдается у людей с нарушенной выделительной функцией почек.

Норматив содержания алюминия в воде хозяйственно-питьевого использования сотавляет 0,2 мг/л. При этом данная ПДК может быть увеличена до 0,5 мг/л главным государственным санитарным врачом по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения.

4. Технология производства алюминия первичного и его технико-экономическая оценка

Основными промышленными рудами, содержащими алюминий, являются боксит, нефелин, алунит и каолин.

Качество этих руд оценивают по содержанию в них глинозема Al O , который содержит 53% Al. Из других показателей качества алюминиевых руд наиболее важным является состав примесей, вредность и полезность которых определяются применением руды.

Б о к с и т является лучшим и во всем мире основным сырьем для получения алюминия. Его используют также для производства искусственного корунда, высокоогнеупорных изделий и для других назначений. По химическому составу эта осадочная горная порода представляет собой смесь гидратов глинозема Al O nH O с окислами железа, кремния, титана и других элементов. Наиболее распространенными гидратами глинозема, входящими в состав бокситов, являются минералы: диаспор, бемит и гидраргеллит. Содержание глинозема в боксите даже в одном месторождении колеблется в очень широких пределах-от 35 до 70%.

Входящие в состав боксита минералы образуют очень тонкую смесь, что затрудняет обогащение. В промышленности в основном применяют сырую руду. Процесс извлечения алюминия из руды сложный, очень энергоемкий и состоит из двух стадий: сначала извлекают глинозем, а затем из него получают алюминий.

Предметом мировой торговли является как сам боксит, так и извлеченный из него или других руд глинозем.

На территории СНГ залежи бокситов распределены неравномерно, и бокситы разных месторождений неравноценны по качеству. Месторождения наиболее высококачественных бокситов находятся на Урале. Большие запасы бокситов имеются также в Европейской части СНГ и в Западном Казахстане.

Из индустриально развитых стран ныне практически обеспечена лишь Франция, где впервые началась его разработка. Его достоверные и вероятные запасы в этой группе государств в 1975 г. оценивались в 4.8 млрд. т (в том числе в Австралии 4.6 млрд. т), тогда как в развивающихся странах в 12.5 млрд. т, в основном в Африке и Латинской Америке (самые богатые-Гвинея, Камерун, Бразилия, Ямайка).

За послевоенное время резко расширился круг стран, где ведется добыча боксита и производится первичный алюминий. В 1950 г. боксит добывали лишь в 11 странах, не считая СССР, в том числе в трех в количестве свыше 1 млн. т (Суринам, Гайяна, США) и в четырех более по 0.1 млн. т (Франция, Индонезия, Италия, Гана). К 1977 г. обьем добычи возрос в 12 раз и резко изменилась ее география (более половины добычи капиталистического мира приходилось на развивающиеся страны).

В отличие от развивающихся стран, богатая топливом Австралия большую часть добываемых бокситов (в основном на полуострове Йорк - в крупнейшем бокситовом месторождении мира) перерабатывает в глинозем, играя решающую роль в его мировом экспорте. Не пример ей, страны бассейна Карибского моря и западноафриканские вывозят преимущественно боксит. В этом сказывается как причины политического характера (мировым алюминиевым монополиям предпочтительнее производство глинозема за пределами бокситодобывающих, зависимых от них стран), так и чисто экономические: бокситы, в отличие от руд тяжелых цветных металлов, транспортабельны (содержат 35-65 % двуокиси алюминия), а глиноземное производство требует значительных удельных расходов, которым не располагает подавляющая часть бокситодобывающих стран.

Стремясь противостоять диктату мировых алюминиевых монополий боксито­экспортирующие страны в 1973 г. создали организацию "Международная ассоциация бокситодобывающих стран" (МАБС). В нее вошли Австралия, Гвинея, Гайана, Ямайка, а также Югославия; позднее к ней присоединились Доминиканская республика, Гаити, Гана, Сьерра-Леоне, Суринам, а Греция и Индия стали странами-наблюдателями. На год создания на долю этих государств приходилось примерно 85 % добычи бокситов в несоциалистических государствах.

Для алюминиевой промышленности характерен территориальный разрыв как между добычей боксита и производством глинозема, так и между последним и выплавкой первичного алюминия. Крупнейшие производства глинозема (до 1-1.3 млн. т год) локализованы как при алюминиевых заводах (например, при канадском заводе в Арвида в Квебеке, занимающем по производственной мощности-0.4 млн. т алюминия в год), так и в бокситоэкспортирующих портах (например, Паранам в Суринаме), а также на путях следования боксита от вторых к первым - например в США на побережье Мексиканского залива (Корпус-Кристи, Пойнт-Комфорт).

У нас в стране все добываемые бокситы разделены на десять марок. Основное различие между бокситами разных марок состоит в том, что они содержат разное количество основного извлекаемого компонента-глинозема и имеют разную величину кремниевого модуля, т.е. разное содержание глинозема к содержанию вредной в бокситах примеси кремнезема (Al O SiO ). Кремниевый модуль является очень важным показателем качества бокситов, от него в сильной мере зависят их применение и технология переработки.

Бокситы одних и тех же марок используют для различных назначений, так например, боксит марки Б-1 может использован для производства глинозема, плавленых огнеупоров и глиноземистых цементов. Однако в зависимости от назначения к бокситу одной и той же марки при одинаковых основных показателях качества (содержание Al O и кремниевом модуле) предъявляют разные требования по содержанию примесей серы, окиси кальция и фосфора.

Содержание влаги в бокситах любых марок установлено в зависимости от их месторождения: наименьшая влажность (не более 7 %) установлена для бокситов южно-уральских месторождений, а для северо-уральских, каменск-уральских и тихвинских-соответственно не более 12, 16 и 22%. Показатель влажности не является браковочным признаком и служит только для расчетов с потребителем.

Боксит поставляют в кусках размером не более 500 мм. Перевозят его навалом на платформах или в гондолах.

Н е ф е л и н Na(AlSiO )-минерал светло-серого или зеленоватого цвета. Твердость 5.5-6. Содержит 30-40% Al O . Используют нефелин как металлургическую руду для последовательного извлечения глинозема и алюминия, а также в химической, стекольной и кожевенной промышленности.

А л у н и т (квасцовый камень) KAl (SO ) (OH) -минерал белого, серого или красноватого цвета. Твердость 3.5-4.0. Содержит 37 % Al O .

Служит для получения квасцов, глинозема и калиевых солей.

К а о л и н Al O 2SiO 2H O-распространенная горная порода. По внешнему виду это белая землянистая масса, являющаяся продуктом разрушения кристаллических пород-гранитов, гнейсов и др. Твердость около 1, содержит 37.5 % Al O . Каолин применяют для производства фарфоровых и фаянсовых изделий, изоляторов, а также как наполнитель в резиновой промышленности.

Г л и н о з е м Al O является концентратом, получаемым из различных алюминиевых руд. Его поставляют в виде белого кристаллического порошка.

Глинозем является основным сырьем для получения металлического алюминия. Кроме того, его используют и в других отраслях промышленности абразивной, радио и др. У нас в стране производят глинозем восьми марок, физико-химическим составом и назначением.

Для производства первичного алюминия предназначен глинозем марок ГА85, ГА8, ГА6 и ГА5. Буквенная часть марок указывает на область применения глинозема, а цифры - на степень чистоты получаемого алюминия: это сотые и десятые доли процента сверх 99 %. Например, марка ГА85- глинозем для получения алюминия со степенью чистоты 99.85 %, а марка ГА5-то же, но со степенью чистоты 99.5 %.

Для производства белого электрокорунда применяют глинозем марки ГЭ5, высокоглиноземистых огнеупоров-ГО, электроизоляционных изделий-ГК и для электровакуумной промышленности и специальных видов радиокерамики-ГЭВ.

В глиноземах всех назначений нормируются потери при прокаливании(в разных марках от 0.4 до 1.2 %), содержание кремнезема (от 0.03 до 0.5 %), окиси железа (от 0.035 до 0.1 %) и окиси щелочных металлов(от 0.1 до 0.6 %).

Влага, удаляемая при 120 C, не нормируется.

Как уже сказано, по физическому состоянию глинозем имеет вид порошка. Особенно строгие требования по гранулометрическому составу предьявляют к глинозему марки ГЭВ, в котором частицы должны иметь округлую форму и их размер не должен превышать 3 мкм.

Глинозем марок ГК и ГЭВ при поставке обязательно упаковывают в многослойные бумажные мешки или в сухие мешки из плотной ткани. Перевозят их в закрытых железнодорожных вагонах и трюмах. Глинозем остальных шести марок можно упаковывать в мешки, но чаще его перевозят без тары навалом в специальных (цементовозах, цистернах и т.д.).

Получение алюминия из руд состоит из двух последовательно проводи­мых этапов - сначала производят глинозем (Al O ), а затем из него полу­чают алюминий.

Схема производства алюминия приведена на рисунке

1 – смешивание бокситов с содой; 2 – выщелачивание водой;

3 – обработка известью; 4 – обработка углекислым газом;

5 – сушка, прокаливание; 6 – электролитическое разложение;

7 - рафинирование

Известные в настоящее время методы получения глинозема можно раз­бить на три группы: щелочные, кислотные и электротермические. Наибо­лее широкое применение получили щелочные методы.

В одних разновидностях щелочных методов боксит, обезвоженный при 1000 C, измельчают в шаровых мельницах, смешивают в определенных про­порциях с мелом и содой и спекают для получения растворимого в воде твердого алюмината натрия по реакции

Al O + Na CO = Al O Na O + CO .

Спекшуюся массу измельчают и выщелачивают водой, алюминат натрия при этом переходит в раствор.

В других разновидностях щелочного метода глинозем, содержащийся в боксите, связывают в алюминат натрия путем непосредственной обработки руды щелочами. При этом сразу получается раствор алюмината в воде.

В обоих случаях образование

водного раствора алюмината натрия приво­дит к отделению его от нерастворимых компонентов руды, представляющих собой в основном окиси и гидроокиси кремния, железа и титана. Отделе­ние раствора от нерастворимого осадка, называемого красным шламом, осуществляют в отстойниках.

В полученный раствор при 125 C и давлении 5 ам добавляют известь, что приводит к обескремниванию-CaSiO уходит в осадок, образуя белый шлам. Очищенный от кремния раствор после отделения его от белого шла­ма обрабатывают углекислым газом при 60-80 C, в результате чего в оса­док выпадает кристаллический гидрат окиси алюминия:

Al O Na O + 3H O + CO = 2Al(OH) + Na CO .

Его промывают, просушивают и прокаливают. Прокаливание приводит к образованию глинозема:

2Al(OH) = Al O + 3H O .

Описанный способ обеспечивает довольно полное извлечение глинозема из боксита-около 80%.

Получение металлического алюминия из глинозема заключается в его электролитическом разложении на составные части – на алюминий и кисло­род. Электролитом в этом процессе является раствор глинозема в крио­лите (AlF 3NaF). Криолит, обладая способностью растворять глинозем, одновременно снижает его температуру плавления. Глинозем плавится при температуре около 2000 C, а температура плавления раствора, состояще­го, например, из 85 % криолита и 15 % глинозема, равна 935 C.

Схема электролиза глинозема достаточно проста, но технологически этот процесс сложный и требует больших затрат электроэнергии.

В поду ванны с хорошей теплоизоляцией и угольной набивкой зало­жены катодные шины, соединенные с отрицательным полюсом источника электрического тока. К анодной шине присоединены электроды. Перед началом электролиза на дно ванны насыпают тонкий слой кокса, электро­ды опускают до соприкосновения с ним и включают ток. Когда угольная набивка накалится, постепенно вводят криолит. При толщине слоя рас­плавленного криолита, равной 200-300 мм, загружают глинозем из расчета 15% к количеству криолита. Процесс происходит при температуре 950-1000 C.

Под действием электрического тока глинозем разлагается на алюминий и кислород. Жидкий алюминий скапливается на угольной подине (дно уго­льной ванны), являющейся катодом, а кислород соединяется с углеродом анодов, постепенно сжигая их. Криолит расходуется незначительно. Гли­нозем периодически добавляют, электроды для компенсации сгоревшей части постепенно опускают вниз, а накопившийся жидкий алюминий через определенные промежутки времени выпускают в ковш. При электролизе на 1 т алюминия расходуется около 2 т глинозема, 0.6 т угольных электродов, служащих анодами, 0.1 т криолита и от 17000 до 18000 квт ч электроэнергии.Полученный при электролизе глинозема алюминий-сырец содержит метал­лические примеси (железо, кремний, титан и натрий), растворенные газы, главным из которых является водород, и неметаллические включения, пре­дставляющие собой частицы глинозема, угля и криолита. В таком состоя­нии он непригоден для применения, так как имеет низкие свойства, поэ­тому его обязательно подвергают рафинированию. Неметаллические и газо­образные примеси удаляют путем переплавки и продувки металла хлором. Металлические примеси можно удалить только сложными электролитическими способами.

После рафинирования получают торговые сорта алюминия.

Чистота алюминия является решающим показателем, влияющим на все его свойства, поэтому химический состав положен в основу классификации алюминия.

Неизбежными примесями, получающимися при производстве алюминия, являются железо и кремний. Обе они в алюминии вредны. Железо не раст­воряется в алюминии, а образует с ним хрупкие химические соединения FeAl и Fe Al . С кремнием алюминий образует эвтектическую механичес­кую смесь при 11.7% Si. Поскольку растворимость кремния при комнатной температуре очень мала (0.05%), то даже при его незначительном коли­честве он образует эвтетику Fe+Si и включения очень твердых (НВ 800) хрупких кристалликов кремния, которые снижают пластичность алюминия. При совместном присутствии кремния и железа образуется тройное хими­ческое соединение и тройная эвтектика, тоже понижающие пластичность.

Прочность алюминия незначительна, поэтому для изготовления любых изделий, предназначенных к восприятию внешних сил, применяют не чистый алюминий, а его сплавы, которых в настоящее время разработано достаточно много марок.

Введение различных легирующих элементов в алюминий существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические свойства. При различном легировании повышаются прочность, твердость, приобретается жаропрочность и другие свойства. При этом происходят и нежелательные изменения: неизбежно снижается электропроводность, во многих случаях ухудшается коррозионная стойкость, почти всегда повышается относительная плотность. Исключение составляет легирование марганцем, который не только не снижает коррозионную стойкость, но даже несколько повышает ее, и магнием, который тоже повышает коррозионную стойкость (если его не более 3 %) и снижает относительную плотность, так как он легче, чем алюминий.

Алюминиевые сплавы по способу изготовления из них изделий делят на две группы: деформируемые и литейные. Такое деление отражает основные технологические свойства сплавов: деформируемые имеют высокую пластичность в нагретом состоянии, а литейные - хорошую жидкотекучесть. Для получения этих свойств в алюминий вводят разные легирующие элементы и в неодинаковом количестве.

Сырьем для получения сплавов обоего типа являются не только технически чистый алюминий, о котором речь шла выше, но также и двойные сплавы алюминия с кремнием, которые содержат 10-13 % Si, и несколько отличаются друг от друга количеством примесей железа, кальция, титана и марганца. Общей содержание примесей в них 0.5-1.7 %. Эти сплавы называют силуминами и маркируют у нас в стране СИЛ-00 (наиболее чистый по примесей), СИЛ-0, СИЛ-1 и СИЛ-2. Поставляют их в виде гладких чушек или чушек с пережимами массой 6 и 14 кг. Силумин в чушках тоже является товаром на мировом рынке.

Для получения деформируемых сплавов в алюминий вводят в основном растворимые в нем легирующие элементы в количестве, не превышающем предел их растворимости при высокой температуре. В них не должно эвтектики, которая легкоплавка и резко снижает пластичность.

Деформируемые сплавы при нагреве под обработку давлением должны иметь гомогенную структуру твердого раствора, обеспечивающую наибольшую пластичность и наименьшую прочность. Это и обусловливает их хорошую обрабатываемость давлением.

Основными легирующими элементами в различных деформируемых сплавах является медь, магний, марганец и цинк, кроме того, в сравнительно небольших количествах вводят также кремний, железо, никель и некоторые другие элементы.

Деформируемые алюминиевые сплавы делят на упрочняемые и неупрочняемые. Это наименование отражает способность или неспособность сплава заметно повышать прочность при термической обработке.

Структурные превращения, происходящие в алюминиевых сплавах при их термической обработке, существенно отличается от таковых в стали потому, что алюминий не имеет аллотропического превращения. В них повышение прочности может происходить только за счет процессов, связанных с выделением из перенасыщенного в результате закалки твердого раствора каких-то упрочняющих фаз.

Характерными упрочняемыми сплавами являются дюралюминии-сплавы алюминия с медью, которые содержат постоянные примеси кремния и железа и могут быть легированы магнием и марганцем. Количество меди в них находится в пределах 2.2-7 %.

Название марок дюралюминия начинается буквой Д, затем идет цифра, которая не отражает химического состава, а представляет собой просто номер. В разное время было разработано много марок дюралюминия, но многие из них не нашли широкого применения. Сейчас промышленность выпускает пять основных марок дюралюминия, химический состав которых приведен в таблице.

5. Нормативно-технические документы по алюминию первичному, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Основными нормативно-техническими документами, определяющими качество алюминия первичного, являются ГОСТ 11069 – 2001 «Алюминий первичный. Марки» и ГОСТ 11070 – 74 «Чушки первичного алюминия. Технические условия».

ГОСТ 11069 – 2001 устанавливает требования к маркам первичного алюминия высокой и технической чистоты, выпускаемого в жидком виде, в виде чушек, слитков, катанки, ленты и др.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3221–85 Алюминий первичный. Методы спектрального анализа.

ГОСТ 7229–76 Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников.

ГОСТ 11739.10–90 Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Метод определения лития.

ГОСТ 12697.1–77 Алюминий. Методы определения ванадия.

ГОСТ 12697.2–77 Алюминий. Методы определения магния.

ГОСТ 12697.3–77 Алюминий. Методы определения марганца.

ГОСТ 12697.4–77 Алюминий. Метод определения натрия.

ГОСТ 12697.5–77 Алюминий. Метод определения хрома.

ГОСТ 12697.6–77 Алюминий. Метод определения кремния.

ГОСТ 12697.7–77 Алюминий. Методы определения железа.

ГОСТ 12697.8–77 Алюминий. Методы определения меди.

ГОСТ 12697.9–77 Алюминий. Методы определения цинка.

ГОСТ 12697.10–77 Алюминий. Метод определения титана.

ГОСТ 12697.11–77 Алюминий. Метод определения свинца.

ГОСТ 12697.12–77 Алюминий. Методы определения мышьяка.

ГОСТ 12697.13–90 Алюминий. Методы определения галлия.

ГОСТ 12697.14–90 Алюминий. Метод определения кальция.

ГОСТ 13843–78 Катанка алюминиевая. Технические условия.

ГОСТ 23189–78 Алюминий первичный. Спектральный метод определения мышьяка и свинца.

ГОСТ 24231–80 Цветные металлы и сплавы. Общие требования к отбору и подготовке проб для химического анализа.

ГОСТ 25086–87 Цветные металлы и их сплавы. Общие требования к методам анализа.

EN 573-3-94* Алюминий и алюминиевые сплавы. Химический состав и форма деформируемых полуфабрикатов. Часть 3. Химический состав.

В зависимости от химического состава первичный алюминий подразделяется на алюминий высокой и технической чистоты.

В алюминии технической чистоты всех марок, используемом для изготовления пищевой посуды, массовая доля мышьяка должна быть не более 0,015%.

В алюминии высокой чистоты массовая доля магния не учитывается в сумме примесей при расчете марки алюминия.

По согласованию с потребителем производитель определяет массовую долю натрия и лития и указывает результат с точностью до третьего знака после запятой в документе о качестве на конкретный вид продукции.

Таблица – Химический состав

Марка алю-миния	Химический состав, %
	Алюми-ний, не более		Массовая доля примесей, %										Прочие примеси
			Железо		Кремний		Медь		Цинк		Титан		Каждая в отдельности			сумма
Алюминий особой чистоты
А999	99,999		____		____		____		____		____		____			0,001
Алюминий высокой чистоты
А995		99,995		0,00015		0,0015		0,001		0,001		0,001		0,001	0,005
А99		99,990		0,0030		0,0030		0,003		0,003		0,002		0,001	0,010
А97		99,970		0,0150		0,0150		0,005		0,003		0,002		0,002	0,030
А95		99,950		0,0300		0,0300		0,0015		0,005		0,002		0,005	0,050
Алюминий технической чистоты
А85		99,850		0,0800		0,0600		0,010		0,020		0,008		0,020	0,150
А8		99,800		0,1200		0,1000		0,010		0,040		0,010		0,020	0,200
А7		99,700		0,1600		0,1500		0,010		0,040		0,010		0,020	0,300
А7Е		99,700		0,2000		0,0800		0,010		0,040		0,010		0,020	0,300
А6		99,600		0,2500		9,1800		0,010		0,060		0,020		0,030	0,400
А5Е		99,500		0,3500		0,1200		0,020		0,040		0,015		0,020	0,500
А5		99,500		0,3000		0,2500		0,020		0,060		0,020		0,030	0,500
А0		99,000		0,5000		0,5000		0,020		0,080		0,020		0,030	1,000
Примечания 1 В алюминии марки А5Е, предназначенном для изготовления катанки марки АКЛП-ПТ по ГОСТ 13843, допускается массовая доля кремния не более 0,12%. 2 В алюминии марки А5Е при массовой доле примесей титана, ванадия, марганца и хрома не более 0,010% допускается массовая доля кремния до 0,15% при условии соответствия .

По согласованию потребителя с изготовителем перечень определяемых примесей, их предельные массовые доли, порядок расчета марки алюминия и содержание документа о качестве устанавливают в заказе.

Массовую долю алюминия в металле высокой чистоты определяют по разности 100,00% и суммы массовых долей определяемых примесей, массовая доля каждой из которых равна или более 0,0010% и рассчитывается до третьего знака после запятой перед определением суммы.

Поправка. ИУС 1–2003.

Массовую долю алюминия в металле технической чистоты определяют по разности 100,00% и суммы массовых долей определяемых примесей, массовая доля каждой из которых равна или более 0,010% и рассчитывается до второго знака после запятой перед определением суммы.

Сведения о соответствии марок алюминия по настоящему стандарту маркам, установленным в Европейском стандарте EN 573–3 и зарегистрированным Американской алюминиевой ассоциацией.

Электрическое сопротивление при 20°С проволоки, изготовленной из алюминия марок А5Е и А7Е и отожженной при (350 ± 20) °С в течение 3 ч, должно быть не более:

0,0277 Ом·мм2/м — для алюминия марки А7Е;

0,0280 Ом·мм2/м — для алюминия марки А5Е.

4 Контроль качества

Массовые доли железа, кремния и меди в алюминии следует контролировать в каждой плавке или выливке и указывать в документе о качестве.

Массовые доли остальных определяемых примесей следует контролировать в алюминии технической и высокой чистоты периодически, но не реже, чем в каждой 100-й плавке или не менее чем в одном анализе на 2000 т алюминия, и указывать в документе о качестве по требованию потребителя.

В алюминии марок А5Е, А7Е сумму массовых долей титана, ванадия, хрома и марганца определяют в каждой плавке.

Методы контроля

Отбор и подготовка проб для анализа — по ГОСТ 24231 и ГОСТ 3221.

Химический состав алюминия определяют по ГОСТ 25086, ГОСТ 12697.1 — ГОСТ 12697.14, ГОСТ 11739.10, ГОСТ 3221, ГОСТ 23189. Допускается использовать другие методики, не уступающие по точности стандартным.

При разногласии в оценке химического состава алюминия анализ проводят по ГОСТ 25086, ГОСТ 12697.1 — ГОСТ 12697.14, ГОСТ 11739.10, ГОСТ 3221, ГОСТ 23189.

Массовые доли примесей, полученные по результатам анализа, записывают в процентах.

Правила округления результатов анализа:

а) если цифра после последней значащей цифры меньше 5, то последняя значащая цифра остается неизменной.

Пример. Число 0,0518, округленное до второго знака после запятой, записывают 0,05; число 0,00244, округленное до четвертого знака после запятой, записывают 0,0024;

б) если цифра после последней значащей цифры больше 5 или равна 5, а следующая за ней цифра любая, кроме 0, последняя значащая цифра увеличивается на единицу.

Пример. Число 0,0158, округленное до второго знака после запятой, записывают 0,02; число 0,05771, округленное до третьего знака после запятой, записывают 0,058;

в) если две цифры после последней значащей цифры 5 и 0, то последняя значащая цифра увеличивается на единицу, если она нечетная, или остается неизменной, если она четная.

Пример. Число 0,02509, округленное до второго знака после запятой, записывают 0,02; число 0,03504, округленное до второго знака после запятой, записывают 0,04; число 0,082508, округленное до третьего знака после запятой, записывают 0,082, число 0,05501, округленное до второго знака после запятой, записывают 0,06.

Маркировка

Алюминий маркируют путем нанесения на чушки, слитки и др. несмываемой краской следующих отметок:

для алюминия марки А995 — четыре зеленые вертикальные полосы;

» » » А99 — четыре черные вертикальные полосы;

» » » А98 — четыре желтые вертикальные полосы;

» » » А97 — три желтые вертикальные полосы;

» » » А95 — три зеленые вертикальные полосы;

» » » А85 — две белые вертикальные и одна зеленая горизонтальная полосы;

» » » А8 — две белые вертикальные полосы;

» » » А7 — две желтые вертикальные полосы;

» » » А7Е — две желтые вертикальные полосы и одна желтая горизонтальная полоса, пересекающая вертикальные;

» » » А7Э — одна желтая вертикальная полоса;

» » » А6 — две синие вертикальные полосы;

» » » А5 — две зеленые вертикальные полосы;

» » » А5Е — две зеленые вертикальные полосы и одна зеленая горизонтальная полоса, пересекающая вертикальные;

» » » А35 — одно зеленое пятно (диаметром до 15 мм);

» » » А0 — две черные вертикальные полосы.

По согласованию с потребителем допускается наносить маркировку иным способом. Маркировка должна быть нестираемой и не должна быть источником загрязнения.

ГОСТ

6. Контроль качества алюминия первичного. Требования нормативно-техничеких документов на правила приемки, хранения, испытания и эксплуатации алюминия первичного.

Контроль качества алюминия первичного определяется документом ГОСТ 11070 – 74 «Чушки первичного алюминия. Технические условия».

Настоящий стандарт распространяется на чушки первичного алюминия всех марок высокой и технической чистоты, предназначенные для переплавки.

1. Форма и размеры

1.1 Форма, масса, геометрические размеры чушек определяются договором между потребителем и изготовителем.

Размеры и масса чушек приведены на чертежах 1, 2, 3, 4 для конструирования и изготовления изложниц.

Размеры, мм

Номер чертежа	l	h	h6	h	h1	R	Масса, кг
1	640	170	-	75	-	-
2	720	180	-	80	-	-	15
3	740	170	-	90	-	-
4	1360	800	600	450	200	25	1000
	1000	600	120

По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление крупногабаритных чушек, форма, масса которых соответствуют требованиям ГОСТ 9498, ГОСТ 19437, а также других размеров, формы и массы, не превышающей указанной в стандартах.

2. Технические требования

На поверхности в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции, утвержденной в установленном порядке.

Химический состав чушек должен соответствовать требованиям ГОСТ 11069 и настоящего стандарта.

На поверхности чушек не должно быть шлаков и других инородных включений. Трещины шириной более 1 мм должны быть забиты. Требования к остальным дефектам поверхности устанавливаются по согласованию между потребителем и изготовителем.

Чушки из алюминия технической чистоты по ГОСТ 11069 для производства деформируемых полуфабрикатов изготовляют с отношением массовых долей примесей железа к кремнию не менее 1,2:1,0. К обозначению марки такого металла добавляют букву П, при цветной маркировке добавляется наклонная полоса того же цвета, что и вертикальные полосы.

2а. Требования безопасности

2а.1 Алюминий в виде чушек малотоксичен, пожаро- и взрывобезопасен.

2а.2 Алюминий относится к веществам 3-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007, ГОСТ 12.1.005 и при воздействии на организм является умеренно опасным веществом преимущественно фиброгенного действия. При вдыхании паров и пыли алюминия могут поражаться верхние дыхательные пути и легкие, раздражаться слизистые оболочки носа, рта, глаз, а также развиваться экземы и дерматиты.

Предельно допустимая концентрация аэрозолей алюминия в воздухе рабочей зоны (ПДК) – 2 мг/м3
.

В условиях производства необходимо соблюдать правила общей личной гигиены и безопасности труда.

При соблюдении правил хранения и транспортирования алюминий в виде чушек и слитков не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

Вредное воздействие на окружающую среду может происходить в результате сбросов и выбросов загрязняющих веществ в процессе производства, при возникновении чрезвычайных ситуаций.

Среднесуточная предельно допустимая концентрация в воздухе населенных мест алюминия не регламентирована, оксида алюминия – 0,01 мг/м3
.

3. Правила приемки

Чушки предъявляются к приемке партимями. Партия должна состоять из одного размера и алюминия одной марки, одной или нескольких плавок и сопровождаться документом о качестве. Содержащим:

· Товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;

· Марку алюминия;

· Номера плавок;

· Номер партии;

· Массу партии;

· Результаты определения химического состава каждой плавик;

· Обозначения настоящего стандарта.

Контролю химического состава, качества поверхности и внутренних дефектов подвергают три чушки от каждой партии чушек массой 15 кг и одну чушку от каждой партии крупногабаритных чушек.

Для контроля химического состава на предприятии-изготовителе отбирают пробу от каждой плавки жидкого металла.

Контроль внутренних дефектов чушек проводиться по требованию потребителя.

При получении неудовлетворительных результатов хотя бы по одному из показателей по нему проводят испытания на удвоенной выборке. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

4. Методы испытаний

Контроль качества осуществляется внешним осмотром без применеия увеличительных приборов.

Для проверки высоты наплывов чушек, изготовленных по черт.4, а также чушек по форме, приведенной в ГОСТ 9498 и ГОСТ 19437. Применяют штангенглубиномер по ГОСТ 162 или индикаторный глубиномер по ГОСТ 7661.

Отбор и подготовку проб для определения химического состава проводят по ГОСТ 24231 или ГОСТ 3221. Сверление крупногабаритных чушек производят не менее чем в трех точках, расположенных равномерно по диагонали большей поверхности чушки.

Химический состава чушек определяют по ГОСТ 20586, ГОСТ 12697.1 – ГОСТ 12697.12, ГОСТ 3221, ГОСТ 23189.

Контроль внутренних дефектов чушек массой 15 кг проводят на макрошлифовках поперечных темплетов чушек. Темплты должны вырезаться на расстоянии ¼ - ½ длины от торца чушки толщиной 15 – 30 мм.

Порядок контроля крупногабаритных чушек по внутренним дефектам устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем.

5. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

На каждой чушке должны быть обозначены:

a) товарный знак или товарный знак и наименование предприятия-изготовителя;

b) номер плавки наноситься на торце чушки несмываемой краской в соответствии с ГОСТ 11069.

На крупногабаритных чушках отмечают краской массу.

По согласованию с потребителем допускается наличие в пакете до 20% чушек без номера плавки при условии формирования пакета из чушек одной плавки.

При транспортировании чушек пакетами по согласованию с потребителем допускается наносить цветную маркировку на торцы чушек только верхнего пакета.

Чушки, изготовленные по чертежам 1-3, транспортируют в пакетах в соответствиис ГОСТ 21399 с обявазкой не менее чем двумя поясами. Каждый пояс состоит из двух нитей алюминиевой катанки диаметром не менее 9 мм по ГОСТ 13843 или другой нормативно-технической документации или стальной отожженной проволоки диаметром 6 мм по ГОСТ 3282. Масса алюминиевой катанки, применяемой для обвязки пакетов. Входит в массу нетто пакета и партии.

В качестве средства скрепления допускается использовать стальную упаковочную ленту по ГОСТ 3560, ГОСТ 4986 или другой нормативно-технической документации.

Средства скрепления должны обеспечивать сохранность целостности пакета во время транспортирования, хранения и погрузочно-разгрузочных работ и не служат для захвата пакетов при погрузочно-разгрузочных работах.

Чушки, изготовленные по черт. 4, транспортируют непакетированными. Чушки, изготовленные по форме ГОСТ 9498 и ГОСТ 19437, транспортируют в соответствии по ГОСТ 9498 и ГОСТ 19437. Крупногабаритные чушки других размеров формы и массы транспортируют в соответствии с нормативно-технической документацией.

Транспортная маркировка чушек – по ГОСТ 14192. Транспортная маркировка крупногабаритных чушек наноситься на одной из одной торцовых частей чушки. Маркировку продукции, предназначенной для экспорта, проводят в соответствии с заказом-нарядом внешнеторгового объединения.

При транспортировании чушек прямым железнодорожным сообщением повагонными отправками транспортная маркировка наноситься не менее чем на четырех местах (кроме массы груза). На остальных грузовых местах масса пакета указывается несмываемой краской на одной из чушек верхнего ряда.

На транспортные пакеты, перевозимые на открытом подвижном составе, наносят манипуляционный знак «Место строповки».

Чушки транспортируют железнодорожным, морским и автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

Железнодорожным транспортом пакеты чушек транспортируют в крытых вагонах в соответствии с ГОСТ 21399.

Допускается по соглашению изготовителя с потребителем транспортирование пакетов чушек на открытом подвижном составе.

Крупногабаритные чушки транспортируют на открытом подвижном составе.

Размещение и крепление грузов, транспортируемых по железной дороге, должно соответствовать техническим условиям погрузки и крепления грузов.

Транспортирование чушек морским транспортом – в соответствии с ГОСТ 26653.

Чушки первичного алюминия хранят в крытых складских помещениях. Чушки алюминия технической чистоты допускается хранить на открытых площадках.

Заключение

Алюминиевая промышленность относительно новая, самая крупная и быс­трее всех растущая среди основных подотраслей цветной металлургии, а вместе с тем и наиболее монополизированная. В конце 70-х годов почти половина всего производства первичного алюминия в несоциалистических сранах была сосредоточена на заводах трех американских ("Алкоа", "Рей­нолдз металз" и "Кайзер алюминиум") и одной канадской ("Алкан") моно­полий, тесно связанной с американским капиталом. Они не только господ­ствуют в алюминиевой промышленности США и Канады, но и захватили важ­ные позиции в ряде европейских государств (особенно сильны они в Нор­вегии), в Японии и Австралии, в бокситодобывающих странах Центральной Америки и Африки. Предприятия широкоизвестных монополий французской "Пешине С. А.", швейцарской "Алюсюис", западногерманской "Ферайнигте Алюминиумверке А. Г." и трех японских дают более 1 5 производства алю­миния в развитых капиталистических странах.

В 1950 г. алюминиевые заводы имелись в 12 промышленно развитых капи­талистических странах и лишь в одной развивающейся, причем 99% выплав­ки было сконцентрировано в шести главных капиталистических странах и четырех, где основную роль в электроэнергетики играли ГЭС-в Канаде, Норвегии, Австрии и Швейцарии. К 1977 г. доля последних четырех госу­дарств в мировом капиталистическом производстве упала более чем вдвое (до 8.9%), а число стран, производящих алюминий, превысило 30; среди них одиннадцать развивающихся: Гана, Индия, Бразилия, Бахрейн (c про­изводством свыше 100 тыс. т год), Аргентина, Суринам, Камерун (свыше 50 тыс. т), Венесуэла, Мексика, Иран, Южная Корея. Алюминиевой про­мышленностью обзавелись Австралия, Новая Зеландия, ЮАР и Исландия. Она теперь есть в преобладающем большинстве западноевропейских госу­дарств. Однако все вместе взятые, появившиеся после 1950 г., 19 новых производителей алюминия дают его меньше, чем одна Япония, опередившая по масштабам производства Канаду. Из европейских государств бедная гидроресурсами ФРГ опередила не только Францию и Италию, но и Норве­гию, а Нидерланды производят теперь больше алюминия, чем альпийские Швейцария и Австрия вместе взятые. Эти изменения - отчасти результат снижения удельной электроемкости алюминиевого производства (с 22-25 тыс. кВт ч на 1 кг до 11-12 тыс. на новейших предприятиях подотрасли), а главным образом -изменившейся ситуации в электроэнергетике большин­ства государств: резкого падения доли ГЭС в электробалансе и переводе их в этой связи на работу преимущественно в пиковом и полупиковом ре­жиме; кроме того, благодаря техническому прогрессу, удешевилась выра­ботка электроэнергии на ТЭС, особенно работающих на дешевом топливе. В большинстве экономически развитых стран новые алюминиевые заводы лока­лизуют в расчете на собственные топливные базы (например, в Руре) или на привозное топливо (близ Гамбурга, в портах Японии); в Великобрита­нии построен даже завод в расчете на получение электроэнергии от АЭС (на о-ве Энглси).

Большинство развитых капиталистических государств, в том числе все шесть главных держав, хотя и покрывают основную часть внутреннего спроса на алюминий собственным производством, являются все же его нет­то-импортерами. Важнейшими нетто-экспортерами остались Канада и Норве­гия. К числу "новых" экспортеров алюминия относятся - Гана, Камерун, Су­ринам, с недавних пор Новая Зеландия, Исландия и вовсе не богатые ги­дроэнергоресурсами Нидерланды, Греция, и Бахрейн и некоторые другие страны Ближнего Востока.

На сегодня цена тонны алюминия составляет примерно 1640 $ за тонну на Лондонской бирже металлов. И надо отметить, что сейчас на рынке алюминия спрос сильно снизился. Обвальное падение цен на алюминий в 1993 г. вынудило семь основных мировых производителей сократить выпуск металла на 1044 миллиона тонн в год. Основными странами-производителя­ми было заключено соглашение об ограничении производства алюминия, ко­торое истекает в декабре 1995 г. Уже сейчас известно, на сколько по истечении срока действия соглашения основные производители расширят свое производство алюминия. Так, норвежская группа "Норск хидро" в 1996 г. вернется к полной загрузке мощностей, что преполагает дополни­тельный выпуск 70000 тонн металла. Голландская "Хуговенс" увеличит свое производство на 42000 тонн, канадская "Алкан"-на 124000 тонн. Крупнейшие заводы России объявили о том, что полная загрузка производ­ственных мощностей будет достигнута уже в будущем году, однако, скорее всего, по мнению французской, газеты "Трибьюн", намеченная задача не бу­дет выполнена из-за проблем со снабжением сырьем. Тем не менее, по оценкам, в 1996 г. Россия произведет 2.7 миллиона тонн и экспортирует

2.2 миллиона тонн алюминия. Плюс к этому отмечается быстрое расширение предложение алюминия со стороны Индии, государств Южной Америки и осо­бенно государств Персидского залива.

Список литературы

1. Кузьмин Б. Л. Технология металлов и конструкционных материа­лов: учеб. пособие. М.: Машиностроение. 1989.

2. Лахтин Ю. М.. Леонтьева В.А. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990. - 528 с., ИЛ. .

3. Материаловедение и технология материалов: учеб, пособие. /Под ред. В.Т. Жадан И др. М.: Металлургия. 1994. - 623 с., ил.

4. Мозберг Р.К. Материаловедение. М.: Высш. шк., 1991.

5. Общетехнический справочник. /Под ред. Е. А. Скороходов и др. М.: Машиностроение, 1990. - 496 с. ил.

6. Раскатов В.М. Машиностроительные материалы. Краткий справ. М.: Машиностроение. 1980.

7. Технология металлов и материаловедение. /Под ред. Л.Ф. Усовой. М.: Металлургия. 1987,