Как делается русский алюминий

Мне написали из компании «РУСАЛ» и спросили, не хочу ли я посмотреть на то, как они делают алюминий на своих заводах – я, недолго думая, согласился. Мне всегда было интересно, как получается металл из глины с помощью электричества. Да и смотреть на то, как у нас в стране что-то производят, а не только гонят нефть по трубе, очень любопытно.

Как делается русский алюминий

Получился целый список мест, куда можно поехать, мы составили график и я отправился в первое путешествие: сначала в Саяногорск, где работают сразу три завода, входящих в РУСАЛ, потом в Красноярск — там, где расположен один из крупнейших в мире (если не самый крупный) завод по производству алюминия.

После четырех дней, проведенных на заводах, я, кажется, вполне могу производить алюминий в домашних условиях — так мне всё подробно показали и объяснили.

Итак, всё по порядку.

Алюминий — третий по распространенности химический элемент на Земле после кислорода и кремния. В таблице Менделеева стоит под 13-м номером и обозначается, как Al. Алюминия в природе очень много, но весь тот, который нас окружает, сделан промышленным способом — это не золото и не платина, которые существуют в виде самородков.

Компания РУСАЛ занимала в 2007 году третье место в мире по производству алюминия, а сейчас входит в состав объединенной компании «Российский алюминий» — это крупнейший в мире производитель алюминия и глинозема. На Саяногорский алюминиевый завод, с которого началась история РУСАЛа, я и поехал в первую очередь.

От Абакана, столицы Хакасии, до Саяногорска — час езды на автомобиле. Город расположен в том самом месте, где заканчивается хакасская степь и начинаются Саянские горы. Завод (а их там три, на самом деле) — в пятнадцати километрах от города.

Как делается русский алюминий

Так Саяногорский алюминиевый выглядит из окна заводоуправления. Я приехал в воскресенье, людей на территории почти не было, но завод работал — технология производства алюминия непрерывная и во всех цехах работа шла, как обычно.

Как делается русский алюминий

Начинается всё здесь — в электролизном цехе. Здесь производят алюминий по той самой технологии, разработанной еще французом Эру и американцем Холлом, о которых я писал выше. Правда, выглядит это теперь совсем не так, как в XIX веке. В Саяногорске делают алюминий в ваннах с т.н. обожженными анодами. Вот их привезли на транспортной тележке. Эти аноды опускают в электролизную ванну, куда засыпают глинозём и где происходит его превращение в металл.

Как делается русский алюминий

А вот так выглядит отработавший своё обожженный анод. Это расходуемый материал, который завод тоже производит самостоятельно. Такая технология позволяет уже на этапе производства избавляться от множества вредных примесей. Анод с уже сформированным угольным кубом более безвреден, так как смолистые вещества удаляются из него в процессе изготовления. Современные заводы строятся с расчетом использования именно таких анодов. Есть еще технология норвежца Содерберга, по которой работает, например, Красноярский алюминиевый завод.

Как делается русский алюминий

Ряды электролизёров уходят, кажется, за горизонт. Это новые два цеха в Саяногорске, построенные в 2004-2006 гг и выделенные в отдельный завод, названный Хакасским — для строительства нового завода так легче было искать инвесторов. В этом цехе совсем малолюдно, я встретил только одного человека. Производственный процесс практически полностью автоматизирован — сверху засыпается глинозём, после окончания цикла приезжает кран и вакуумным насосом откачивает алюминий в большой ковш.

Как делается русский алюминий

Вот эта конструкция на кране выкачивает алюминий из трехтонных гидролизных ванн, а потом разливает по ковшам, которые потом повезут в литейный цех. Для того, чтобы произвести тонну алюминия нужно почти две тонны глинозёма, полтонны углерода (для анода) и около 15 000 кВт*час электроэнергии. Всё оборудование в цехе российское, сделанное в инженерно-технологическом центре РУСАЛа, а вот сырьё привозят импортное — из Гвинеи, Ямайки.

Как делается русский алюминий

Гидролизный цех — это не только вредное производство для человека, но и для фототехники. Каждая тонна алюминия — это 280 000 кубометров выделенного газа. И, если с выбросами научились бороться с помощью системы фильтров, то вот с фото и видеотехникой, как мне сказали сопровождающие, лучше к гидролизёрам близко не подходить — там сильное магнитное поле.

Как делается русский алюминий

Что дальше? Дальше ковш с алюминием ставят на тележку и везут его в литейный цех. Там его ждет печь, в которой из простого алюминия делается нужный для заказчика сплав.

Фотографии литейного — из Саяногорского алюминиевого, который построен еще в советское время. Цеха двух заводов стоят рядом и внешне отличаются только цветом. Кстати, два цеха нового Хакасского завода (ХАЗ) — первое предприятие по производству алюминия, построенное в России за последние 20 лет. Ну и самое современное, конечно.

Как делается русский алюминий

В литейном цеху стоят гигантские печи, внутрь которых страшно заглядывать — там чуть колышется раскаленное до 700°C зеркало расплавленного металла. Здесь варят алюминий on demand — по заказу потребителя. Всем нужен разный металл, с добавками под опредленное производство.

Как делается русский алюминий

Так заливают в печь чистый алюминий, привезенный из электролизного цеха. Не знаю, почему он получился на снимке красноватым — вообще он светло-серый.

Как делается русский алюминий

Рядом с печами — добавки для сплавов: кремний, титан для легирования, цирконий в слитках.

Как делается русский алюминий

Здесь мастер следит за добавками при плавке металла. После того, как в печь заложены компоненты будущего сплава, мастер берет пробу, делает из нее небольшой, размером с хоккейную шайбу, слиток и отправляет его в химическую лабораторию для проверки своей работы.

Как делается русский алюминий

У этой печи разливают алюминий в чушки — для тех заказчиков, которым металл нужен в собственном литейном производстве.

Как делается русский алюминий

Пока алюминий медленно движется по конвейеру, он успевает застыть и на выходе рабочий просто складывает чушки в штабеля.

Как делается русский алюминий

Алюминий — красивый металл.

Как делается русский алюминий

Солнце светит в боковые окна на крыше и в цехе — почти театральный свет. Рабочие у печей, как будто под светом софитов.

Как делается русский алюминий

У пульта управления разливочной машины, где делают цилиндрические слитки в несколько метров длиной для кабельной промышленности.

Как делается русский алюминий

Металл заливают в вертикальные формы.

Как делается русский алюминий

Алюминий кристаллизуется в формах, крышку поднимают, изделия готовы.

Как делается русский алюминий

Краном подцепляют еще теплые алюминиевые слитки и отвозят их на специальный стол.

Как делается русский алюминий

Мастер складывает слитки в ряд.

Как делается русский алюминий

И ставит на них штамп своей смены и дату изготовления.

Как делается русский алюминий

В другом месте цеха длинные цилиндры режут на части.

Как делается русский алюминий

Made in Russia.

Как делается русский алюминий

Для кого-то из заказчиков отливают вот такие гигантские алюминиевые слитки.

Как делается русский алюминий

У литейщиков короткий перерыв, можно выпить чаю. Рядом с цехом есть круглосуточная столовая, для рабочих практически бесплатная — там смешные цены, а каждому оплачивают 70 «обеденных» рублей в день.

Как делается русский алюминий

Здесь же можно посмотреть на результаты анализов проб «своего» металла в лаборатории.

Как делается русский алюминий

В это время в новом литейном цехе ХАЗа идет упаковка и погрузка готовой продукции в железнодорожные вагоны.

Как делается русский алюминий

Заводские жалуются на РЖД — задавили своими тарифами. Монополист поднимает цены на перевозку из года в год.

Как делается русский алюминий

Два новых цеха Хакасского алюминиевого завода.

Как делается русский алюминий

В конце, для тех, кому интересно,- интересные факты из истории алюминия.

Хотя, были времена, когда алюминий ценился выше драгоценных металлов. У Плиния Старшего в «Естественной истории» есть упоминание о мастере, который принес императору Тиберию чашу из легкого белого металла, добытого, по его словам, из глины. Тиберий тогда испугался, что все его богатства обесценятся и привычно отрубил мастеру голову — тогда проблемы конкуренции на рынке решались просто. В 1855 году, когда алюминий был впервые показан публике на Всемирной выставке в Париже, его называли «серебром из глины», он был очень дорогим металлом. При дворе императора Наполеона III во время торжественных обедов блюда и приборы для членов императорской семьи были из алюминия, у остальных — из простого золота.

Есть два имени, с которыми связано появление алюминия в нашей жизни: Алессандро Вольта и Гэмфри Дэви. Итальянец Вольта проводил опыты с гальваническим электричеством, т.е. с тем электричеством, которое появляется в результате химических процессов. Он придумал и сделал устройство, состоящее из чередующихся медных и цинковых пластин, разделенных прокладками из сукна, смоченного серной кислотой. Тогда считалось, что электричеством из т.н. «вольтового столба» можно лечить различные недуги и изобретение Вольта быстро вошло в моду. Химики же поняли, что с помощью электричества можно разлагать сложные тела на простые и получать металлы, которые в природе существуют только в виде соединений.

Английский химик Гэмфри Дэви, профессор Королевского института, занимался экспериментами с электролитической установкой, с помощью которой он пробовал добывать чистые металлы. Он пропускал электрический ток через воду, в которую погружал различные вещества — платиновую проволоку, ртуть, едкий натр. Так он получил металлы, известные теперь под названием натрий и калий. Стронций и барий были получены Дэви при разложении щелочных земель. В 1808 году он вплотную подошел к созданию металла из глинозёма, которому дал название «алюминий». Гэмфри Дэви можно назвать отцом современной алюминиевой промышленности — теперь все предприятия в мире используют его электролитический метод.

Однако, до настоящего алюминия еще было далеко. Опыты Дэви продолжил датский физик Ханс Кристиан Эрстед и немецкий химик Фридрих Вёлер. На получение алюминия в виде нескольких зерен величиной с булавочную головку у Вёлера ушло почти два десятка лет. Правда, и это был не чистый металл, а его сплав с калием, ртутью и платиной. Вёлер смог получить его впервые в 1827 году.

В 1856 году француз Анри-Этьен Сент-Клер Девиль, значительно удешевив и усовершенствовав технологию Вёлера, начал первое промышленное производство алюминия на заводе братьев Тиссье в Руане. За сутки завод Девиля производил два килограмма алюминия. В 1857 году килограмм этого металла стоил 300 франков. В те годы комнату в Париже можно было снять за 20 франков.

Производство алюминия химическим методом началось и в других странах — в 1888 году в Англии начал работать завод про производству металла методом Девиля. Опыты про производству алюминия проводились в США — на верхушке обелиска мемориала Джорджа Вашингтона в 1888 году была установлена небольшая пирамидка из чистого алюминия, который производил тогда всего один человек — Уильям Фришмус. По тем временам это было событием — пирамиду высотой в 22 см и весом в 3 кг даже выставляли перед установкой в витрине ювелирного магазина Тиффани в Нью-Йорке. Три килограмма — это много, в 1885 году в США было произведено всего 28,3 кг алюминия. У витрины всегда стояла толпа — все хотели посмотреть на алюминиевое чудо. Пирамидка уцелела до наших дней, только немного оплавилась от частых ударов молний.

Но это всё пока нельзя было назвать промышленным производством в полной мере. Алюминий был драгоценным металлом, а ученые мечтали о его практическом применении. Химический процесс был дорогостоящим и на смену ему пришел электролиз, изобретенный еще Дэви. Для этого нужно было дождаться, пока на смену вольтовому столбу не придут более мощные источники электрической энергии. Француз Поль-Луи Эру и американец Чарльз Мартин Холл независимо друг от друга одновременно изобрели и запатентовали электролитический способ промышленного изготовления алюминия. В 1883 году Эру рисует на полях своей рабочей тетради практически современный электролизёр — в небольшой тигель с криолитом, служивший катодом, помещается угольный анод. Эру нагрел тигель до 1100 градусов, он разрушился и в образовавшемся сплаве обнаружился алюминий.

Интересно, что дальнейшему совершенствованию технологии и увеличению выпуска алюминия противились владельцы производств — они не были заинтересованы в падении цены на металл и всячески мешали внедрению новых изобретений в этой области. Братья Коулз, владевшие заводом в Локпорте, даже хотели выкупить патент Холла, чтобы им не воспользовались конкуренты.

Так или иначе, но прогресс в технологиях сделал своё — алюминий стал общедоступным материалом и в конце XIX века из него уже делали не драгоценности, а предметы обихода, оптические приборы, посуду и кухонную утварь, которая стала вытеснять традиционные медь и чугун. Появилась и алюминиевая фольга в качестве упаковки для пищевых продуктов. Шоколад в фольге — это товар конца XIX века.

Дальнейшая история алюминия в жизни человека — это поиск его новых свойств и качеств. Из алюминия делались новые сплавы, он прекрасно взаимодействовал с другими металлами. В 1903 году немецкий металловед Альфред Вильм после многолетних экспериментов получил «твердый» алюминий из сплава с медью, магнием и марганцем. Новый материал назвали дуралюмином (от латинского durus — твердый). Этот металл стал основой для строительства самолетов — в 1920 году из советского аналога, названного кольчугалюминием, был изготовлен знаменитый АНТ-2 конструкции Андрея Туполева.

Россия стала третьей страной в мире, где начали изготавливать алюминий промышленным способом. Первый завод был основан в 1885 году промышленником А. Нововейским, он располагался вблизи Троице-Сергиевой лавры. В 1916 году в окрестностях Тихвина нашли месторождение бокситов. В 1929 году на заводе «Красный выборжец» было смонтировано шесть электролизёров. 27 марта на этом оборудовании были получены первые восемь килограммов советского алюминия. Он был изготовлен с помощью электроэнергии Волховской ГЭС и отечественных материалов. Здесь же, на заводе, из этого алюминия стали изготавливать кухонную посуду и столовые приборы. Прототипом советского электролизёра была французская электролитическая ванна. В 1930 году на Опытном заводе в Ленинграде произвели уже 90 тонн металла! Вторым алюминиевым комбинатом стал завод, построенный рядом с Днепрогэсом. В заводской комплекс входил глиноземный завод, который перерабатывал около 30 000 тонн бокситов, электролизное производство, рассчитанное на выплавку 15 000 тонн в год и собственное производство угольных анодов — основы для работы литейного цеха.

По всей стране стали искать источники сырья для работы алюминиевых заводов — потребность в этом металле была чрезвычайной. Бокситы нашли на Южном Урале, в Башкирии, стали перерабатывать в глинозём отходы доменного производства. Металла все равно не хватало и его приходилось возить из-за рубежа — из Франции, Норвегии, США.

После начала войны страна потеряла практически все свои мощности по производству алюминия — Волховский и Днепровский заводы были демонтированы. «Дайте мне 30 000 тонн алюминия и я выиграю войну», — писал Сталин Рузвельту в 1941 году. У СССР остался только один алюминиевый завод на Урале, который работал для нужд оборонной промышленности. За военные годы Уральский алюминиевый произвел более 244 000 тонн металла.

В послевоенные годы были построены Кандалакшский, Надвоицкий и Волгоградский заводы. В 60-70 гг, когда в СССР стали строить большие ГЭС на сибирских реках, появились Иркутский, Красноярский и Братский алюминиевые заводы. Оставалась проблема сырья — глинозём приходилось покупать за рубежом — в Гвинее, Африке. Первым заводом по переработке импортного материала стал Николаевский глиноземный завод (1980 год). Он был рассчитан на переработку высококачественных африканских бокситов.

После распада СССР алюминиевая отрасль в России оказалась в трудном положении — государство прекратило вкладывать средства, распались связи с поставщиками сырья в бывших советских республиках. Британская Trans World Group, получившая контроль над большой частью российских алюминиевых заводов внедрила в России известную систему толлинга, когда импорт сырья и экспорт продукции производились беспошлинно, что приносило владельцам огромные прибыли, но лишало заводы средств для развития производства. После начала приватизации в 1993 году в отрасль стали приходить криминальные структуры, надеясь на быструю прибыль. Был установлен контроль над морскими портами, заводы были вынуждены платить бандитам за отгрузку товара за рубеж. В борьбе за контроль над отраслью криминальные группировки пытались запугать тех руководителей заводов, которые отказывались сотрудничать с ними. С теми, кто отказывался работать на бандитов, жестоко расправлялись.

В 1994 году Олег Дерипаска был избран генеральным директором Саяногорского алюминиевого завода. К этому времени он был его мажоритарным владельцем вместе с TWG (братья Черные — известные имена). Через три года после своего образования возглавляемая Олегом Дерипаской группа «Сибирский алюминий» вошла в десятку ведущих мировых производителей продукции из алюминия и Дерипаска разорвал отношения с Trans World Group, найдя дополнительные средства для развития в дополнительной эмиссии акций завода. В 2007 году в результате слияния алюминиевых и глиноземных активов компании РУСАЛ, занимавшей третье место в мире по производству алюминия, группы СУАЛ, входившей в десятку ведущих мировых производителей алюминия, и глиноземных активов швейцарской компании Glencore была создана объединенная компания «Российский алюминий» — крупнейший в мире производитель алюминия и глинозема.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *