Алюминий присутствует в нашей жизни всего лишь около полутора веков, но и за этот короткий срок успел пройти путь от декоративного металла, любимца ювелиров, до материала, позволяющего нам передвигаться быстрее, жить в тепле и уюте, пользоваться всеми благам современности и познавать миры вокруг.
Алюминий – самый распространенный металл на Земле, его доля в земной коре составляет до 8,8%. Однако алюминиевых рудников в природе не существует. Благодаря своей химической активности алюминий практически не встречается в свободном виде — для промышленного производства подходят лишь немногие из содержащих его минералов и горных пород.
В этом посте я расскажу, как производят алюминий на одном из крупнейших алюминиевых заводов мира.
Сущесвует легенда, которая гласит, что однажды к римскому императору Тиберию (42 год до н. э. — 37 год н. э.) пришёл ювелир с металлической, небьющейся обеденной тарелкой, изготовленной якобы из глинозёма (Al2O3). Тарелка была очень светлой и блестела, как серебро. По всем признакам она должна быть алюминиевой. При этом ювелир утверждал, что только он и боги знают, как получить этот металл из глины. Тиберий, опасаясь, что металл из легкодоступной глины может обесценить золото и серебро, приказал на всякий случай отрубить ювелиру голову.
Лишь почти через 2000 лет после Тиберия, в 1825 году, датский физик Ганс Христиан Эрстед получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в 1827 году Фридрих Вёлер смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей пленкой оксида алюминия.
Дальше Анри Сент-Клер Девиль, исследования которого финансировал Наполеон III, придумал первый способ промышленного получения алюминия и получил первый слиток массой около 7 кг. Девиль начал производство алюминия на заводе братьев Тиссье в Руане. За сутки завод производил два килограмма алюминия. В 1857 году килограмм этого металла стоил 300 франков. В те годы комнату на месяц в Париже можно было снять за 20 франков.
Начало современному способу производства алюминия положил метод, изобретённый почти одновременно в 1886 году Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции и основанный на получении алюминия электролизом глинозема, растворённого в расплавленном криолите. С тех пор, в связи с улучшением электротехники, производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозема внесли русские учёные К. И. Байер, Д. А. Пеняков, А. Н. Кузнецов, Е. И. Жуковский, А. А. Яковкин и др.
2.Электролизеры, работающие по технологии экологического Содерберга
![]()
Датой рождения алюминиевой промышленности России считается 14 мая 1932 года, когда на Волховском заводе в Ленинградской области была получена первая партия металла. Через год первую продукцию выпустил Днепровский алюминиевый завод на Украине. .... Дабы не конспектировать текст, я советую почитать на сайте РУСАЛа историю российской алюминиевой промышленности.
3.С помощью вакуумного ковша забирают алюминий из электролизера
![]()
На данный момент лидером мировой алюминиевой отрасли является РУСАЛ (Объединенная компания «Российский алюминий»). Продукция экспортируется клиентам в 70 странах мира. В состав компании входят предприятия по добыче бокситов и нефелиновый руды, производству глинозема, алюминия, сплавов, фольги и упаковочных материалов на ее основе, а также энергоактивы. На долю Объединенной компании приходится около 12,5% мирового рынка алюминия и 16% глинозема, что обеспечивается производственными мощностями, позволяющими производить 3,9 млнтонн алюминия и 10,6 млнтонн глинозема в год. Компания создана в марте 2007 года в результате объединения РУСАЛа, СУАЛа и глиноземных активов Glencore. В UC RUSAL работает 100 000 человек. Объединенная компания присутствует в 17 странах мира на 5 континентах.
Красноярский алюминиевый завод как раз принадлежит РУСАЛу. КрАЗ - второй крупнейший производитель алюминия в мире, а также основная площадка для опытной эксплуатации и внедрения инновационных разработок РУСАЛа. Производственная мощность КрАЗа - 1 млн тонн алюминия в год (около 24% российского и 2,4% мирового производства алюминия). В производственный комлпекс завода входят 25 корпусов электролиза (2233 электролизера), 3 литейных отделения и отделение производства анодной массы.
4.В 2011 году КрАЗ произвел алюминия больше, чем БрАЗ, который является самым крупным производителем алюминия в мире
![]()
Производство алюминия является исключительно энергоемким. Поэтому алюминиевые заводы преимущественно строят в регионах, где есть свободной доступ к мощным источникам электроэнергии. В нашем случае этим источником является Красноярская ГЭС, установленная мощность которой 6000 МВт. Сегодня это самая мощная ГЭС в России (до тех пор, пока СШГЭС находится на реконструкции). Красноярский алюминиевый завод потребляет около 70% от общего объема производимой ГЭС электроэнергии.
5.Электролизная ванна, где производится алюминий
![]()
Алюминий производят из глинозёма, который в свою очередь извлекается преимущественно из бокситов (иногда из нефелиновых руд), запасы которых на Земле практически безграничны. Т.е. на КрАЗе мы можем видеть только заключительный этап производства - восстановление алюминия процессом Холла-Эру. Он основан на следующем принципе: при электролизе раствора глинозема в расплавленном криолите (Na3AlF6) выделяется алюминий. Дно электролизной ванны служит катодом, а угольные бруски, погруженные в криолит — анодами. Под раствором криолита с 3-5% глинозема осаждается расплавленный алюминий. При этом температура процесса достигает 955° С, что значительно выше температуры плавления самого металла — 660° С.
Расстояние между анодом и катодом 5.5 - 6.5 см, это так называемый межполюсный зазор, именно там и происходит реакция восстановления алюминия.
6.Вакуумные ковши могут забрать за один раз от 3 до 5 тонн горячего металла
![]()
На КрАЗе в 2004-2009 годах была осуществлена модернизация, которая позволила значительно повысить эффективность работы и снизить объем удельных выбросов вредных веществ. Сейчас проходит второй этап модернизации, который заключается в поэтапном переводе мощностей предприятия на технологию «Экологичный Содерберг», так же позволяющую существенно снизить воздействие на окружающую среду.
Все электролизеры Содерберга оборудовали системой АПГ (автоматическая подача глинозёма в электролизер), это повысило автоматизацию производственного процесса и улучшило экологическую обстановку в корпусах. Так же установили систему сухой очистки газов, которая обеспечила максимальный уровнень улавливания фторидов – до 99%.
7.Суточная производительность завода 2725 тонн
![]()
8.На КрАЗе введен в работу единственный в России корпус с электролизерами АВЧ (производство алюминия высокой чистоты).
![]()
9.Чистота сверхчистого металла - 99,996%. Он используется в производстве компьютерных жестких дисков, мобильных телефонов и другой электронной техники, а также в аэрокосмической и оборонной промышленностях. Основные поставки этого алюминия с КрАЗа идут в Азию, Японию, США.
![]()
10.Напряжение, подаваемое на электролизер всего лишь 4.5 V, но сила тока огромная - 174300 A
![]()
11.Если в корпусах Содерберга получение алюминия происходит из глинозёма, то в корпусе АВЧ исходным сырьем является более грязный алюминий. Проще говоря, технический алюминий проходит вторичную очистку, что делает его сверхчистым. Производительность одного электролизера АВЧ - 600 кг\сутки
![]()
12.КрАЗ является единственным в мире заводом, где используется сразу три технологии производства алюминия - электролизеры Содерберга, АВЧ и электролизеры с обоженными анодами.
![]()
13.В отличие от электролизеров, работающих по технологии Содерберга, технология производства алюминия с использованием заранее обожженных анодов характеризуется меньшими затратами на электроэнергию и влиянием на окружающую среду.
![]()
14.У каждого корпуса КрАЗа есть сложное газоочистное оборудование, установленное в рамках первого этапа экологической модернизации.
![]()
15.Эффективность улавливания газоочистками вредных веществ – 99,9%.
![]()
16.
![]()
17.Я уже писал выше, что в производственный комплекс КрАЗа входит 3 литейных отделения. Ниже фотографии с литейного отделения №3, в котором помимо всего делают самые длинные алюминиевые слитки в мире.
![]()
18.Миксер на 100 тонн металла, в котором идет приготовление сплавов. Миксер по сути - это большая кастрюля, в которую помимо первичного металла добавляются необходимые ингредиенты – легирующие материалы. В результате получается высококачественный алюминиевый сплав.
![]()
19.Температура металла в миксере более 800 градусов
![]()
20.
![]()
21.Заливка металла в миксер
![]()
22.КрАЗ заточен на выпуск высокотехнологичной продукции. К примеру, завод сейчас развивает производство так называемых плоских слитков. Они широко востребованы рынком упаковочных материалов, нужны для производства литографических пластин и кузовных панелей легковых автомобилей.
В рамках программы модернизации в литейном отделении предприятия заработал уникальный литейный агрегат, который стал выпускать слитки двойной длины – до 11,5 м. Изготовленные на нем сплавы теперь используются в производстве фольги. Причем, это слитки-рекордсмены. Такие длинные алюминиевые слитки не выпускал еще ни один завод мира.
![]()
23.В 2012 году завод предложил новую продукцию лидерам мирового автопрома. К примеру, японские концерны Тойота и Мицубиси заказали сплавы, чтобы повысить эксплуатационные свойства своих легковых автомобилей. Кразовцы предложили металл, обеспечивающий элементам двигателя и колесным дискам и прочность, и пластичность. Усовершенствованные сплавы для производства фольги заказали известные европейские прокатные компании – Novelis и Hydro.
![]()
24.
![]()
25.
![]()
26.
![]()
На этом всё. Спасибо пресс-службе КрАЗа за интересную экскурсию по заводу.
В одном из следующих постов я покажу фотографии с Красноярского металлургического завода, где из произведенного на КрАЗе алюминия делают различные изделия, в том числе автомобильные кованные диски.
Алюминий – самый распространенный металл на Земле, его доля в земной коре составляет до 8,8%. Однако алюминиевых рудников в природе не существует. Благодаря своей химической активности алюминий практически не встречается в свободном виде — для промышленного производства подходят лишь немногие из содержащих его минералов и горных пород.
В этом посте я расскажу, как производят алюминий на одном из крупнейших алюминиевых заводов мира.
1.Алюминиевое производство на КрАЗ
![]()
Сущесвует легенда, которая гласит, что однажды к римскому императору Тиберию (42 год до н. э. — 37 год н. э.) пришёл ювелир с металлической, небьющейся обеденной тарелкой, изготовленной якобы из глинозёма (Al2O3). Тарелка была очень светлой и блестела, как серебро. По всем признакам она должна быть алюминиевой. При этом ювелир утверждал, что только он и боги знают, как получить этот металл из глины. Тиберий, опасаясь, что металл из легкодоступной глины может обесценить золото и серебро, приказал на всякий случай отрубить ювелиру голову.
Лишь почти через 2000 лет после Тиберия, в 1825 году, датский физик Ганс Христиан Эрстед получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в 1827 году Фридрих Вёлер смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей пленкой оксида алюминия.
Дальше Анри Сент-Клер Девиль, исследования которого финансировал Наполеон III, придумал первый способ промышленного получения алюминия и получил первый слиток массой около 7 кг. Девиль начал производство алюминия на заводе братьев Тиссье в Руане. За сутки завод производил два килограмма алюминия. В 1857 году килограмм этого металла стоил 300 франков. В те годы комнату на месяц в Париже можно было снять за 20 франков.
Начало современному способу производства алюминия положил метод, изобретённый почти одновременно в 1886 году Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции и основанный на получении алюминия электролизом глинозема, растворённого в расплавленном криолите. С тех пор, в связи с улучшением электротехники, производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозема внесли русские учёные К. И. Байер, Д. А. Пеняков, А. Н. Кузнецов, Е. И. Жуковский, А. А. Яковкин и др.
2.Электролизеры, работающие по технологии экологического Содерберга
Датой рождения алюминиевой промышленности России считается 14 мая 1932 года, когда на Волховском заводе в Ленинградской области была получена первая партия металла. Через год первую продукцию выпустил Днепровский алюминиевый завод на Украине. .... Дабы не конспектировать текст, я советую почитать на сайте РУСАЛа историю российской алюминиевой промышленности.
3.С помощью вакуумного ковша забирают алюминий из электролизера
На данный момент лидером мировой алюминиевой отрасли является РУСАЛ (Объединенная компания «Российский алюминий»). Продукция экспортируется клиентам в 70 странах мира. В состав компании входят предприятия по добыче бокситов и нефелиновый руды, производству глинозема, алюминия, сплавов, фольги и упаковочных материалов на ее основе, а также энергоактивы. На долю Объединенной компании приходится около 12,5% мирового рынка алюминия и 16% глинозема, что обеспечивается производственными мощностями, позволяющими производить 3,9 млнтонн алюминия и 10,6 млнтонн глинозема в год. Компания создана в марте 2007 года в результате объединения РУСАЛа, СУАЛа и глиноземных активов Glencore. В UC RUSAL работает 100 000 человек. Объединенная компания присутствует в 17 странах мира на 5 континентах.
Красноярский алюминиевый завод как раз принадлежит РУСАЛу. КрАЗ - второй крупнейший производитель алюминия в мире, а также основная площадка для опытной эксплуатации и внедрения инновационных разработок РУСАЛа. Производственная мощность КрАЗа - 1 млн тонн алюминия в год (около 24% российского и 2,4% мирового производства алюминия). В производственный комлпекс завода входят 25 корпусов электролиза (2233 электролизера), 3 литейных отделения и отделение производства анодной массы.
4.В 2011 году КрАЗ произвел алюминия больше, чем БрАЗ, который является самым крупным производителем алюминия в мире
Производство алюминия является исключительно энергоемким. Поэтому алюминиевые заводы преимущественно строят в регионах, где есть свободной доступ к мощным источникам электроэнергии. В нашем случае этим источником является Красноярская ГЭС, установленная мощность которой 6000 МВт. Сегодня это самая мощная ГЭС в России (до тех пор, пока СШГЭС находится на реконструкции). Красноярский алюминиевый завод потребляет около 70% от общего объема производимой ГЭС электроэнергии.
5.Электролизная ванна, где производится алюминий
Алюминий производят из глинозёма, который в свою очередь извлекается преимущественно из бокситов (иногда из нефелиновых руд), запасы которых на Земле практически безграничны. Т.е. на КрАЗе мы можем видеть только заключительный этап производства - восстановление алюминия процессом Холла-Эру. Он основан на следующем принципе: при электролизе раствора глинозема в расплавленном криолите (Na3AlF6) выделяется алюминий. Дно электролизной ванны служит катодом, а угольные бруски, погруженные в криолит — анодами. Под раствором криолита с 3-5% глинозема осаждается расплавленный алюминий. При этом температура процесса достигает 955° С, что значительно выше температуры плавления самого металла — 660° С.
Расстояние между анодом и катодом 5.5 - 6.5 см, это так называемый межполюсный зазор, именно там и происходит реакция восстановления алюминия.
6.Вакуумные ковши могут забрать за один раз от 3 до 5 тонн горячего металла
На КрАЗе в 2004-2009 годах была осуществлена модернизация, которая позволила значительно повысить эффективность работы и снизить объем удельных выбросов вредных веществ. Сейчас проходит второй этап модернизации, который заключается в поэтапном переводе мощностей предприятия на технологию «Экологичный Содерберг», так же позволяющую существенно снизить воздействие на окружающую среду.
Все электролизеры Содерберга оборудовали системой АПГ (автоматическая подача глинозёма в электролизер), это повысило автоматизацию производственного процесса и улучшило экологическую обстановку в корпусах. Так же установили систему сухой очистки газов, которая обеспечила максимальный уровнень улавливания фторидов – до 99%.
7.Суточная производительность завода 2725 тонн
8.На КрАЗе введен в работу единственный в России корпус с электролизерами АВЧ (производство алюминия высокой чистоты).
9.Чистота сверхчистого металла - 99,996%. Он используется в производстве компьютерных жестких дисков, мобильных телефонов и другой электронной техники, а также в аэрокосмической и оборонной промышленностях. Основные поставки этого алюминия с КрАЗа идут в Азию, Японию, США.
10.Напряжение, подаваемое на электролизер всего лишь 4.5 V, но сила тока огромная - 174300 A
11.Если в корпусах Содерберга получение алюминия происходит из глинозёма, то в корпусе АВЧ исходным сырьем является более грязный алюминий. Проще говоря, технический алюминий проходит вторичную очистку, что делает его сверхчистым. Производительность одного электролизера АВЧ - 600 кг\сутки
12.КрАЗ является единственным в мире заводом, где используется сразу три технологии производства алюминия - электролизеры Содерберга, АВЧ и электролизеры с обоженными анодами.
13.В отличие от электролизеров, работающих по технологии Содерберга, технология производства алюминия с использованием заранее обожженных анодов характеризуется меньшими затратами на электроэнергию и влиянием на окружающую среду.
14.У каждого корпуса КрАЗа есть сложное газоочистное оборудование, установленное в рамках первого этапа экологической модернизации.
15.Эффективность улавливания газоочистками вредных веществ – 99,9%.
16.
17.Я уже писал выше, что в производственный комплекс КрАЗа входит 3 литейных отделения. Ниже фотографии с литейного отделения №3, в котором помимо всего делают самые длинные алюминиевые слитки в мире.
18.Миксер на 100 тонн металла, в котором идет приготовление сплавов. Миксер по сути - это большая кастрюля, в которую помимо первичного металла добавляются необходимые ингредиенты – легирующие материалы. В результате получается высококачественный алюминиевый сплав.
19.Температура металла в миксере более 800 градусов
20.
21.Заливка металла в миксер
22.КрАЗ заточен на выпуск высокотехнологичной продукции. К примеру, завод сейчас развивает производство так называемых плоских слитков. Они широко востребованы рынком упаковочных материалов, нужны для производства литографических пластин и кузовных панелей легковых автомобилей.
В рамках программы модернизации в литейном отделении предприятия заработал уникальный литейный агрегат, который стал выпускать слитки двойной длины – до 11,5 м. Изготовленные на нем сплавы теперь используются в производстве фольги. Причем, это слитки-рекордсмены. Такие длинные алюминиевые слитки не выпускал еще ни один завод мира.
23.В 2012 году завод предложил новую продукцию лидерам мирового автопрома. К примеру, японские концерны Тойота и Мицубиси заказали сплавы, чтобы повысить эксплуатационные свойства своих легковых автомобилей. Кразовцы предложили металл, обеспечивающий элементам двигателя и колесным дискам и прочность, и пластичность. Усовершенствованные сплавы для производства фольги заказали известные европейские прокатные компании – Novelis и Hydro.
24.
25.
26.
На этом всё. Спасибо пресс-службе КрАЗа за интересную экскурсию по заводу.
В одном из следующих постов я покажу фотографии с Красноярского металлургического завода, где из произведенного на КрАЗе алюминия делают различные изделия, в том числе автомобильные кованные диски.