Aluminium International Today Russia October 2015

THE JOURNAL OF ALUMINIUM PRODUCTION AND PROCESSING

TODAY


TODAYВЫПУСК НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

Ноябрь 2015

AluminaTechnikTT

Компетентность в алюминиевой промышленности

Доверие…

Доверие к компетентности и продуктивности каждого члена группы в отдельности является основой для достижения необходимого успеха. Благодаря нашему комплексному предложению в области производства алюминия желаемый успех распространяется на всех наших заказчиков.Наши технологии от предварительной термической обработки до деформации и отделки соответствуют постоянно растущим требованиям рынка.

Идет ли речь о новых установках или модернизации, наше понимание процесса охватывает все произ-водство и при этом включает в себя интеграцию новейших решений в области электрооборудования и автоматизации.

SMS group: мы преобразовываем … мир металлов.

Представительство СМС Зимаг АГ в Москве

129110 Москва, Россия Тел.: +7 495 931-9823 Эл. почта: [email protected] Олимпийский пр., 18/1 Факс: +7 495 931-9824 Интернет: www.sms-siemag.com

Visit us at

Metal-Expo‘2015

10 – 13 November 2015, Moscow

1www.aluminiumtoday.com СОДЕРЖАНИЕ

Aluminium International Today на русском языке Ноябрь 2015

Выпуск № 30 на русском языке – ноябрь 2015На русском языке журнал издается с 1993 г.

2 КОЛОНКА РЕДАКТОРА

2 НОВОСТИ ОТРАСЛИ

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

Вера Курочкина

4 На волне роста глобального авторынка

6 Novelis: алюминиевые сплавы нового

поколения

Кевин Видлик

8 Как облегченный автомобиль может быть

более безопасным?

ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ Катерина Атхенис

11 Совершенствование сбора и переработки

вторичного алюминиевого сырья

13 Наилучшая практика управления дроссом

ПРОФИЛЬ РЕГИОНА Модар Аль Мекдад

14 Обзор сектора дальнейшей переработки

алюминия в странах Персидского залива

ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯЛОГИСТИКА

Итало Даль Порто

18 Обеспечение безопасного потока горячего

металла

20 Автоматизированные высокостеллажные

склады для алюминиевых рулонов и плит

АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Дон Нилл

22 Революция в обжиге углеродных анодов

Манфред Бейлштейн

25 Анодомонтажный цех: открыт для бизнеса

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Рут Энгел

28 Соображения по огнеупорной футеровке

печей для плавки алюминия

ВЫСТАВКИ И КОНФЕРЕНЦИИ32 Международный конгресс и выставка

«Цветные металлы и минералы – 2015»ISSN 1475–455X

© Quartz Business Media ltd 2015

Редакция

Редактор: Nadine FirthТел.: +44 (0) 1737 855 [email protected]

Редактор-консультант: Tim Smith, PhD, CEng, MIM

Русскоязычный редактор: Александр Гуров

Выпускающий редактор: Annie Baker

Отдел рекламы

Международный менеджер: Paul [email protected]Тел: +44 (0) 1737 855 116

Региональный менеджер: Anne [email protected]Тел.: +44 (0) 1737 855 139

Директор по продажам рекламы: Ken [email protected]Тел.: +44 (0)1737 855 117

Производство рекламы: Martin [email protected]

Подписка

Elizabeth BarfordТел.: +44 (0) 1737 855 028Факс: +44 (0) 1737 855 034E-mail: [email protected]

Стоимость годовой подписки на англоязычныйжурнал с почтовой доставкой в Россию – £237.Подписка на два года: £426.

Журнал Aluminium International Today издается на английском языке и распространяется поподписке (6 номеров в год), ежегодно издаютсяпо два выпуска на русском и китайском языках.www.aluminiumtoday.com

Журнал издается при поддержке

ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ Quartz Business Media Ltd,

Quartz House, 20 Clarendon Road,Redhill, Surrey, RH1 1QX, UKTel: +44 (0) 1737 855 000Fax: +44 (0) 1737 855 034E-mail: [email protected]

CLAUDIUS PETERS – мировой лидер в области системтранспортировки и обработки материаловwww.claudiuspeters.com

ОБЛОЖКА

Фото на обложке фирмы CLAUDIUS PETERS PROJECTS GmbH, Германия

11

18

8

@AluminiumToday

Журнал издается при поддержке

2 КОЛОНКАРЕДАКТОРА

НОВОСТИ ОТРАСЛИ www.aluminiumtoday.com

Ноябрь 2015 Aluminium International Today на русском языке

Уважаемые читатели!

Добро пожаловать в мир рус-скоязычного выпуска журналаAluminium International Today –ведущего международного жур -нала по производству и перера-ботке алюминия.

Этот выпуск наполнен по-следними отраслевыми ново-стями и актуальными техниче-скими статьями.

Мы также предлагаем чита-телям возможность бесплатнополучать по электронной почтееженедельный бюллетень ми-ровых отраслевых новостей.Если вы уже получаете нашуеженедельную рассылку, то выавтоматически становитесь по-лучателем бесплатной он-лай-новой цифровой версии оче-редного англоязычного номеражурнала сразу же после его пуб-ликации. Однако, если вы этогоеще не сделали, то вы можетелегко зарегистрироваться на на-шем веб-сайте: www.aluminium-today.com/enewsletter

Если вы хотите оставаться вкурсе последних новостей про-мышленности, то помните, что выможете посетить наш ежедневнообновляемый свежими ново-стями и информацией веб-сайт:www.aluminiumtoday.com

Я надеюсь, что вам понра-вится этот очередной специ-альный русскоязычный выпуск.Пожалуйста, не стесняйтесь свя-заться с нами, если вы решитеобсудить возможность публика-ции статьи или хотели бы полу-чить информацию по реклам-ному запросу.

С уважением, Надин Фёз, редактор журнала

Aluminium International TodayE-mail: [email protected]

Nadine Firth

Календарь ведущих международных выставок и конференций

10–13 ноября 2015 Металл-Экспо’2015Международные промышлен-ные выставки «Металл-Экспо»,«МеталлСтройФорум’2015»,«МеталлургМаш’2015» и «Ме-таллТрансЛогистик’2015».Москва, ВДНХ, павильон 75.www.metal-expo.ru

11–12 ноября 2015Aluminum USAThe US market is the third-largest global market in the alu-minium industry. With thelaunch of ALUMINUM USAReed Exhibitions expands itsevent activities into one of thealuminium industry’s most im-portant regions worldwide. www.aluminium-messe.com

15–17 ноября 2015ARABAL 2015The Arab International Alu-minium Conference and Exhibi-tion (ARABAL) is the premiumtrade event for the Middle East’saluminium industry. Hosted byMa’aden, Saudi Arabia. www.arabal.com

16–18 ноября 201523rd International RecycledAluminium Conference,Mad rid, SpainWell established as the leadingglobal gathering of aluminiumrecycling executives, the 23rdInternational Recycled Alu-minium Conference will homein on the latest trends and chal-lenges facing this dynamic andgrowing industry.

29 ноября – 01 декабря2015ICSOBA, DubaiOver the years ICSOBA has beentravelling the world visiting ma-jor bauxite & aluminum produc-tion centers. Goa (India), Belem(Brazil), Krasnoyarsk (Russia)and Zhengzhou (China) – theymark recent stops on ICSOBAglobal mission. www.icsoba.org/icsoba-2015

14–16 февраля 2016TMS 2016, Nashville, Tennesse (USA)The TMS Annual Meeting & Ex-hibition brings together more

than 4,000 business leaders,engineers, scientists and otherprofessionals in the materialsfield for an outstanding ex-change of technical knowledgeleading to solutions in theworkplace and in society. Attendees represent numerouslevels in industry, academia andgovernment, coming frommore than 68 countries, andwith a variety of technical inter-ests and experience.www.tms.org

10–11 мая 2016AluSolutions 2016, Abu Dhabi National Exhibition Centre, UAEExhibition and conference dedi-cated to promoting sustainablealuminium production and pro-cessing technologies. AluSolutionswill explore technology and chal-lenges in the following areas: En-ergy and greenhouse gases; Wastemanagement; Biodiversity andland management; Resource effi-ciency and recycling; and Indige-nous rights and local communities. www.alusolutions.com

Старт строительства нового комплекса компании Combilift

Компания Combilift со штаб-квартирой в г. Монахан (Ир-ландия), производящая четы-рехходовые вилочные погруз-чики Combilift, недавно пре-зентовала начало строитель-ства своей новой производ-ственной площадки около го-рода Монахан.

На земельном участке пло-щадью 40 га с нуля будет по-строен новый многофункцио-нальный комплекс общей пло-

щадью 46 тыс. м2 с производ-ственными, научно-исследо-вательскими и администра-тивными зданиями. Планируе-мый объем инвестиций за двагода составит около 40 млневро. На презентации присут-ствовало около 350 местныхчиновников и работников ком-пании Combilift.

Управляющий директорМартин МакВикар (MartinMcVicar) и технический ди-

ректор Роберт Моффетт(Robert Moffett) символичносняли лопатами первый дернна «девственном» участке, гдебудет возведен этот совре-менный комплекс. Ввод в экс-плуатацию нового объектапозволит компании Combilift к2020 году удвоить текущийторговый оборот компании,который сегодня составляет150 млн евро. nwww.combilift.com

Все отраслевые выставки и конференции на сайтеwww.aluminiumtoday.com/Events Diary

На всех этих выставках и конференциях Вы сможете бесплатно получить свой журналAluminium International Today на нашем стенде.

claudiuspeters.com

CLAUDIUS PETERS PROJECTS GmbHSchanzenstraße 40, DE-21614 Buxtehude, Germany. Tel: +49 (0) 4161 706 0

Claudius Peters Technologies SAS – Illzach / Claudius Peters (Americas) Inc. – Dallas / Claudius Peters (China) Ltd. – Beijing & Hong Kong / Claudius Peters (UK) Ltd. – London / Claudius Peters (Italiana) S.r.l. – Bergamo Claudius Peters (Iberica) S.A. – Madrid / Claudius Peters România S.R.L. – Sibiu / Claudius Peters (do Brasil) Ltda. – São Paulo / Claudius Peters (India) Pvt. Ltd. – Mumbai / Claudius Peters (Asia Pacific) Pte. Ltd. – Singapore

© Claudius Peters

4 АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ www.aluminiumtoday.com


На волне роста глобального авторынка

В настоящее время на автопром приходится 26 % мирового потребления алюминия. По прогно-зам ОК РУСАЛ, лидирующего мирового производителя алюминия, спрос на алюминий в авто-проме будет ежегодно расти на 5–7 % в период с 2015 по 2020 годы, а автомобилестроениеостанется ключевым драйвером роста потребления. Вера Курочкина*

Перевод автомобильной промышленно-сти на облегченный автомобильный листприводит к трансформации прокатнойотрасли в Европе и Северной Америке,поскольку традиционные производителиалюминиевых листов для изготовлениябанок изучают возможности выпуска вы-сокомаржинальной продукции. Глобаль-ные производители алюминия столкну-лись с вызовами по разработке новыхсплавов (BiW) для удовлетворения расту-щего спроса на металл при производствекузовов и автокомпонентов. Как авто-производители, так и производители ме-талла, работают над улучшением стан-дартов устойчивого развития для мини-мизации негативного воздействия наокружающую среду.

Европейская алюминиевая ассоциа-ция, Алюминиевая ассоциация США икомпания Ducker Worldwide недавнопровели исследование для оценки ростаспроса на алюминий в ближайшие годы.В Европе использование алюминия в од-ном автомобиле уже выросло с 50 кг в1990 году до 140 кг в 2012 году. Данныйпоказатель может увеличиться до 160 кгна автомобиль и в перспективе к 2020году достичь 180 кг. В США данный по-казатель увеличился с 72 кг в 1990 годудо 155 кг в 2012 году, с потенциалом ро-ста до 212 кг на автомобиль к 2020 году.

Результаты исследования компанииDucker Worldwide показывают, что к 2025году общемировое содержание алюми-ния в легковых автомобилях может до-

стичь 188 млн тонн, а автопром станетключевым потребителем алюминия. Пооценкам, в 2015 году использованиеалюминия в частях автомобильного кор-пуса, дверях и внешних панелях достиг-нет максимальных показателей за по-следние 40 лет, а затем будет расти уско-ренными темпами между 2015-25 го-дами. Каждый ведущий мировой авто-производитель к 2025 году будет иметьнесколько программ по внедрению алю-миниевого корпуса и внешних панелей.

По данным исследования Bank ofAmerica Merrill Lynch, высокомаржиналь-ные автомобили премиум-класса, какправило, отличаются моторами большихразмеров, которые дают высокие вы-бросы. Поэтому использование алюми-ния для снижения веса автомобиля былоизначально разработано для машин пре-миум-класса и затем постепенно распро-странилось в другие сегменты. В 2014году была отмечена высокая корреляциямежду объемами глобальных продаж ав-томобилей и потреблением алюминия.

По итогам 2014 года глобальные про-дажи автомобилей были рекордно высо-кими. Компания Macquarie оцениваетрост продаж автомобилей за год науровне 3,4 % (2,7 млн единиц продук-ции) и фиксирует самый высокий объемпродаж за все время – 81,6 млн единицпродукции. Данные первого квартала2015 года показывают проложительнуюдинамику спроса. По данным экспертовfocus2move, в 1-ом квартале 2015 года

мировой рынок легковых автомобилейвырос на 2,5 %, достигнув 22,1 млн еди-ниц, что на полмиллиона больше посравнению с 1 кварталом 2014 года. Этопозволяет говорить о положительнойтенденции на рынке шестой год подряд.

В течение последних нескольких летКитай был основным драйвером ростамировой автомобильной промышленно-сти. По данным Macquarie, в течение2008–13 годов спрос на пассажирскиетранспортные средства в Китае рос быст-рыми темпами на уровне 21,6% еже-годно. В 2014 году этот показатель со-кратился до 13% в связи с падениемпродаж легковых коммерческих транс-портных средств. Однако, Китай по-прежнему демонстрирует самые высокиемировые продажи на уровне 1,6 млнединиц продукции. При этом, каждый изчетырех автомобилей, реализованных вКитае, произведен внутри страны, а по-требители отдают предпочтение между-народным маркам, таким как Volkswagenи General Motors. Их продажи по итогам2014 года составили 3,7 и 3,5 млн, соот-ветственно. По оценкам Macquarie, в Ки-тае приходится 269 автомобилей на1000 человек, что соответствует страте-гии по увеличению количества исполь-зуемых автомобилей до 390 млн штук вгод к 2030 году.

На волне мирового роста потребленияавтомобилей компания Toyota объявилав 2014 году о переходе от стального ли-ста к более легкому материалу в новых

*Директор по связям с общественностью, член Совета директоров РУСАЛа

MultiMelter© - общая мощность горелок 11 МВт, 240 т/сутки, емкость 85 тPulsReg© Medusa регенератор

моделях: Lexus RX и Toyota Camry. Компа-ния Jaguar также расширяет использова-ние алюминия при производстве седанаJaguar XE. Новый Volkswagen Golf 8 бла-годаря использованию алюминия станетна 35–75 кг легче, чем предыдущие мо-дели Golf. Широкое использование алю-миния при производстве корпуса пикапаFord F-150 рассматривается как револю-ционный подход в автомобилестроении.Данная модель стала первым массовымавтомобилем с алюминиевым корпусом.Стоит отметить, что пикап F-150 – бест-селлер Ford в США. Успешный переходкомпании Ford на производство алюми-ниевых корпусов может стать положи-тельным примером и для других миро-вых автопроизводителей, которые могутрассмотреть возможности инвестирова-ния в использование алюминия в про-изводстве.

Наряду с автопроизводителями про-изводители алюминия также активно ин-вестируют в научные исследования,чтобы отвечать требованиям рынка. Ком-пания РУСАЛ является одной из такихкомпаний, которая расширяет производ-ство сплавов для нужд автопрома и раз-рабатывает планы по дальнейшему нара-щиванию мощностей, ориентированныхна автопром. Рост мирового спроса наавтомобили влияет на производственнуюполитику РУСАЛа и объем инвестиций влитейное производство для выпускаплоских слитков для дальнейшего про-ката и цилиндрических слитков боль-шого диаметра для прессования.

Преимущества алюминия, снижаю-щего вес автомобиля, являются однойстороной «медали» устойчивого разви-тия. Производство алюминия являетсяэнергоемкой отраслью, и показателиустойчивости металла непосредственносвязаны с тем, как этот металл произво-дится. Алюминиевая промышленностьявляется высококонкурентной с высо-кими входными барьерами, связан-ными со спецификой производства ме-талла. Показатели устойчивого разви-тия, включая экологические факторы,направленные на минимизацию исполь-зования угольной электроэнергии, яв-ляются одним из основных барьеров.При производстве одной тонны алюми-ния на основе энергии угольных ТЭС вы-деляется в пять раз больше выбросов,чем при производстве одной тонны алю-миния по «зеленым» технологиям. Элек-

троэнергия, генерированная на основеугля, дает почти 75 % углеродных вы-бросов при производстве алюминия,если рассматривать всю производствен-ную цепочку.

Для РУСАЛа ключевыми рынкамисбыта являются Европа, Россия и страныСНГ, а также Северная Америка, Юго-Восточная Азия, Япония и Корея. Дляудержания лидирующей позиции на ми-ровом рынке РУСАЛу необходимо следо-вать международным принципам устой-чивого развития. Дисциплинированныйподход к сокращению экологически не-эффективных мощностей алюминиевыхзаводов, в частности работающих наугле, демонстрирует приверженность РУ-САЛа к минимизации вредных выбросовв атмосферу. На сегодняшний день ос-новные производственные мощностикомпании расположены в Сибири, чтообеспечивает прямой доступ к экологи-чески чистым источникам гидроэнергии.Около 95 % российского алюминия про-изводится с использованием гидроэнер-гии, которая не дает вредных выбросов ватмосферу. РУСАЛ стремится сделатьпроизводство алюминия одним из наи-более экологически чистых процессов вовсем металлургическом и горнодобы-вающем секторе, приветствуя присоеди-нение иностранных партнеров к разви-тию огромного потенциала Сибири.

В период 2015–17 годов в США, ЕС,Индии и Китае планируется ввод новыхстандартов контроля выбросов в атмо-сферу. Это потребует от глобальных ав-топроизводителей снижения расходатоплива и сокращения выбросов загряз-няющих веществ, обеспечивая устойчи-вость как производства, так и использо-вания транспортных средств. Один из пу-тей развития – снижение веса автомо-биля, что обеспечит оптимизацию рас-хода топлива и, как следствие, снизитвыбросы CO2.

Другой путь – использование ме-талла, произведенного в соответствии смеждународными требованиями кустойчивости. Прогнозы по увеличениюспроса на алюминий в автомобильномсекторе до 2025 года и далее будут под-талкивать мировых производителей алю-миния к участию в «гонке за устойчи-востью», чтобы гарантировать устойчи-вое производство металла и подтвер-ждать выбор алюминия как наиболееправильного. n

Компания Novelis недавно объявила оразработке новой 7000-й серии высоко-прочных сплавов Novelis Advanz, специ-ально предназначенных для широкогоприменения в критически важных дляобеспечения безопасности компонентахавтомобильного кузова.

Прочность этого сплава в два-три разавыше, чем любого другого алюминие-вого сплава для автомобилестроения,применяемого сегодня в промышленныхобъемах. Сплавы Novelis Advanz 7000-йсерии могут быть использованы для про-изводства таких компонентов пассивнойбезопасности, как системы бамперов,кольцеобразные компоненты энергопо-глощающих зон прогнозируемой дефор-мации (крашбоксы), дверные балки длязащиты при боковом столкновении. Но-вая серия сплавов предлагает значитель-ное снижение веса по сравнению с имею-щимися на рынке высокопрочными ста-лями, что позволит автопроизводителямснижать вес транспортных средств иобеспечивать при этом высокий уровеньбезопасности пассажиров.

«Поскольку все больше автопроизво-дителей стремится к снижению веса ав-томобиля и улучшению топливной эко-номии, высокопрочные алюминиевыесплавы играют все более важную роль вдизайне автомобиля», – сказал ДжекКларк (Jack Clark), старший вице-прези-дент и главный технический директоркомпании Novelis. n

www.novelis.com

Novelis: алюминиевые сплавынового поколения



НОВОСТИ КРАТКО

Messe Düsseldorf GmbHPostfach 10 10 06 _ 40001 Düsseldorf _ Germany

Tel. +49 (0) 2 11/45 60-77 93/-77 07 _ Fax +49 (0) 2 11/45 60-77 40

www.messe-duesseldorf.de

METALLURGY_TUBE_ALU_Russia 2014_Anz_190x127mm.indd 1 11.10.13 12:05


TODAY


TODAY

Журнал на английском языке –25 летЕжегодно издается шесть выпусков журнала на английскомязыке для распространения по подписке и на ведущих мировыхконференциях и выставках, включая Aluminium 2014, Arabal,Metef, TMS, Australasian Aluminium conference и др.

Выпуски на русском языке –20 лет в РоссииИздаются дважды в год с 1994 г. и распространяются на выставках Металлургия-Литмаш

и Алюминий/Цветмет, Металл-Экспо, конгрессе «Цветные металлы» в Красноярске, по рассылкеведущим производителям в России и СНГ.

Выпуски на китайском языкеИздаются дважды в год и распространяются в Китае Металлургическим Департаментом Китайского Совета по развитию международной торговли (MC-CCPIT), а также на основных выставках и конференциях, включая Aluminium China.

Buyers’ DirectoryНаш ежегодно обновляемый Справочник поставщиков мировой цветной металлургии

получают все подписчики журнала Aluminium International Today.Оформите подписку он-лайн сегодня!

Volume 26 No 3May/June 2014


TODAY


TODAY


2Promoting the aluminium industry for 5

NEWS � CASTHOUSE � ENVIRONMENT

years

BUYERS’ DIRECTORY 2014


TODAY


TODAY

claudiuspeters.com

CLAUDIUS PETERS PROJECTS GmbHSchanzenstraße 40, D-21614 Buxtehude, Germany. Tel: +49 (0) 4161 706 0

Мы сделали своей задачей понимать все в деталях.


TODAY


TODAYМЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ СПОНСОР ВСЕМИРНЫХ ВЫСТАВОК ПО АЛЮМИНИЮ

ВЫПУСК НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

Июнь 2014

8 АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ


Пятьдесят лет назад, компания Volvo –автопроизводитель, который продаетбезопасность, заказала свой первый на-бор бамперов из алюминиевых балок нанебольшом заводе прессования алюми-ния в Raufoss, Норвегия. На следующийгод, в августе 1966 года, компания пред-ставила свой новый 4-дверный седанVolvo 144 с этими новыми решениями. Всвоем рекламно-маркетингом каталогевыпускаемой продукции, автопроизво-дитель тогда указал на «множество но-вых возможностей безопасности» в но-вой модели Volvo 144. К ним относится«корпус автомобиля с зонами поглоще-ния энергии удара спереди и сзади».

Компания Volvo тогда прямо не гово-рила о применении алюминия в этих си-стемах безопасности. Это был новыйподход с относительно новым для авто-мобиля материалом. Но времена изме-нились. Теперь компания Форд деклари-рует, что в своем более легком – и болеебезопасном – пикапе F-150, компанияиспользует «высокопрочный, военногокласса, корпус из алюминиевого сплава».

Безопасное вождение с электромобилем TeslaФорд не одинок. От массивных грузовыхмашин с бензиновым двигателем до пе-реключаемых на спортивный режим се-данов, алюминий становится горячимметаллом для автомобильной промыш-ленности.

Электромобиль Tesla Модель S на ак-кумуляторных батареях, изготовленныйпреимущественно из алюминия, являетсяодним из всего лишь трех марок автомо-билей, когда-либо получивших наивыс-шие рейтинги безопасности от двух ос-новных программ: Европейской про-граммы оценки новых автомобилей –Euro NCAP (European New Car AssessmentProgram) и в каждой подкатегории от Ад-министрации национальной безопасно-сти дорожного движения США – NHTSA(U.S. National Highway Traffic Safety Ad-ministration).

Такое достижение в оценке безопасно-сти автомобиля впечатляет, посколькукраш-тесты и оценки безопасности поEuro NCAP и NHTSA делают акцент на раз-личные аспекты безопасности автомоби-лей. Методика NHTSA сконцентрированана структурных особенностях автомобиляи оценке ограничений в области безопас-ности. При этом измеряется способностьавтомобиля противостоять столкновениюи поглощать энергию удара, защищая во-дителя и пассажиров, в основном взрос-лых пассажиров. Подкатегории краш-те-стов включают оценки лобового (фрон-тального) столкновения, бокового удараи опрокидывания автомобиля.

Между тем, программа Евро NCAP со-держит сценарии, которые охватываютоценку уровня активной безопасности,включая тесты по защите ребенка и без-опасности для пешеходов. Кроме того,организация ежегодно подстраивает своистандарты для соответствия передовымтехнологическим достижениям в отрасли.

Различные путиКогда с использованием краш-тестов попрограмме NHTSA тестировали новый пи-кап Форд F-150 на участие в лобовомстолкновении, его кабина была едва за-тронута. Кстати, новый пикап получил бо-лее высокий рейтинг безопасности, чемего предыдущая, более тяжелая модель.

В дополнение к поставленным струк-турным алюминиевым решениям дляФорда F-150 выпуска 2015 года компа-ния Sapa предоставила Форду гарантиюпостоянной поддержки развития будущихприменений прессованных профилей.Компания Sapa с глобальными алюми-ниевыми решениями также работает по-добным образом и с Tesla Motors.

Директор по развитию продуктов ком-пании Sapa Джонас Бжухр (Jonas Bjuhr)отмечает, что существуют некоторые раз-личия в разработке приложений дляэлектромобилей и для автомобилей страдиционной технологией трансмиссии.«В целом требования краш-тестов те же,

независимо от вида трансмиссии авто-мобиля, но основное отличие связано стем, что в случае аварии аккумуляторныебатареи должны быть защищены другимпутем», – говорит он.

«Здесь прессованные профили могутпомочь в обеспечении структурного кар-каса для защиты аккумуляторных бата-рей и, в то же самое время, повысить об-щую безопасность всего транспортногосредства. Если новый автомобиль с пол-ностью электрическим приводом про-ектируют и разрабатывают с нуля, тотакже открываются новые возможностидля рассмотрения другой архитектурыкорпуса транспортного средства, и опятьже, это может быть открыто для приме-нения алюминиевых профилей в не-сколько ином виде», – считает он.

Алюминий – не только простоалюминийКилограмм на килограмм, алюминий мо-жет поглотить в два раза больше энергииудара при столкновении, чем сталь.Именно эта пластичность и обеспечиваетлегкому металлу улучшенную реакцию взоне деформации. Алюминиевая ассо-циация США заявляет, что фунт на фунт,легкий металл поглощает в два разалучше энергию удара, чем сталь, и такжеработает в автомобиле при столкнове-нии. Применение легкого металла в авто-мобиле также обеспечивает преимуще-ства в укороченном тормозном пути, луч-шей управляемости и показателях ма-шины. При возникновении на дороге не-предвиденных ситуаций на более легкомавтомобиле легче осуществить желаемыйманевр и скорректировать его движение.

Алюминий является одним из материа-лов, которые делают автомобили легче. Нонадо сказать, что алюминий – это не толькопросто алюминий. Возможность направ-ленной регулировки многих физическиххарактеристик этого металла гарантирует,что автопроизводители смогут выбратьнаилучшие алюминиевые сплавы для не-обходимого им конкретного решения.

*Kevin Widlic – директор по внешним коммуникациям компании Sapa

Как облегченный автомобиль может быть более безопасным?Автопроизводители уже знают. Теперь перед ними стоит задачаубедить потребителей, что облегченные автомобили, которыеони сегодня выпускают, стали более безопасными, чем тради-ционные тяжелые. Как они могут доказать, что более легкий ав-томобиль стал более безопасным?Кевин Видлик*

(CASA). Егопартнерами в автомобиле-

строении стали компании Audi,Benteler Aluminium Systems, BMW, ToyotaMotor Europe и Sapa.

В дополнение к своей работе для авто-мобильной промышленности этот новыйцентр будет расширять сферу своих инте-ресов и проводить исследования в обла-сти применения легких материалов вобластях, связанных с нефтью и газом,антитеррористической безопасностью.

Нет цены безопасностиУже более 20 лет автомобильная про-мышленность в США принимает участиев исследованиях по определению воз-действия на безопасность облегченныхавтомобилей, изготовленных из такихматериалов, как алюминий. Ее партне-рами в этом направлении являются Де-партамент энергетики, Национальная ла-боратория Oak Ridge и другие нацио-нальные лаборатории и университеты,такие как Стэнфорд и университет штатаМичиган.

Лаборатория Oak Ridge в штате Тен-несси имеет команду исследователей,которые работают по улучшению ди-зайна автомобиля и поощряют внедре-ние технологических инноваций, кото-рые могут сделать легкие автомобилиболее безопасными.

Один из таких инструментов – уста-новка для тестирования машин на авто-мобильную ударопрочность (TMAC), го-ворится в обзоре Oak Ridge National Labo-

Возвращаясь в дни седана Volvo 144,тогда инженеры и автопроизводителиполагали, что результаты механическихиспытаний краш-систем на базе прессо-ванных алюминиевых профилей опреде-лялись спроектированной формой си-стемы безопасности и спецификациеймеханических свойств, известной какTY&E (предел прочности при растяже-нии, предел текучести и относительноеудлинение). Но это не тот случай.

Здесь нет металлургической корреля-ции между механическими свойствамиTY&E и пластическим поведением припрессовании, считает Бжухр. «Толькоподходящее тестирование пластичностиопределенного прессованного профиляможет сказать, будет ли он подходитьдля поглощения энергии удара пристолкновении или нет», – говорит он.

«Можно сказать, что автопроизводи-тели должны плотно работать с экспер-тами в области прессования алюминия,чтобы они не испытывали повышенныхзатрат, низкой производительности и не-оптимальных показателей безопасностикузова».

Определенные классыКомпания Sapa имеет долгую историюразвития сминаемых при аварии алюми-ниевых профилей, и знания, которые гло-бальная компания приобрела в управле-нии энергией удара продолжают расти, ине только со стороны приложений, но и состороны металла. Сегодня компания Sapaпредлагает свой накопленный опыт и ши-рокий спектр специализированных про-филей для автомобильной промышлен-ности в трех определенных классах проч-ности – С20, С24, С28 – и уже находя-щийся в работе по внедрению полно-функциональный сплав марки C32.

Работая со сплавом C28, компания по-няла, что стандартные сплавы серии6082 и 6061 являются достаточно проч-ными, но показывают не достаточно хо-рошие характеристики при аварии.

Поэтому на основе тщательного про-ектирования микроструктуры и точногоконтроля технологического процесса вкомпании был разработан новый сплав6000-й серии.

«Каждый шаг этого технологическогопроцесса весьма важен», – говорит Ста-нислав Заяц (Stanislaw Zajac), эксперт-ме-талловед по микроструктурному анализукомпании Sapa. «Ошибка на любом шагебудет воздействовать на микроструктуруи окончательные показатели алюминие-вого сплава при столкновении».

Модели поведения Проф. Магнус Лангсез (Magnus Lang-seth), руководитель Лаборатории струк-турного влияния (SIMLab) Норвежскогоуниверситета науки и технологии (NTNU)в Тронхейме, вместе со своими колле-гами проводит исследования по приме-

нению алюминия в авто-мобильной промышлен-ности с момента созданияэтой лаборатории в2007 году. «Мы незнаем всего об авто-мобилях, но мы знаемочень много об алю-минии», – отмечает Ланг-сез в статье, опубликованнойNTNU.

Он говорит, что поскольку все про-ектные разработки в автомобильной про-мышленности реализуются на базе ком-пьютерного моделирования, то автопроиз-водители также должны иметь модели, ко-торые адекватно «описывают поведение»материалов, применяемых в автомобилях.Лаборатория SIMlab разрабатывает такиемодели, основанные на физике проблемы,которую требуется решить.

«Вы должны оптимизировать мате-риал с его формой. Вот то, что вы можетесделать при компьютерном моделирова-нии. Вы можете проводить множество те-стов, но если вы используете компьютер-ное моделирование, то можете оставитьработающую модель на включенномкомпьютере во второй половине дня, ко-гда вы пойдете домой с работы, и найтиготовое решение, когда вы вернетесь наследующее утро», – говорит Лангсез.

В своей статье он указывает, что в од-ном кубическом миллиметре алюминияимеется столько же зерен, сколько зеренпеска на пляже, и что ученые работают натаком микроскопическом уровне, чтобыпонять, как функционирует вся полнаяконструкция. Они обнаружили, что «ве-роятно, что-то происходит в простран-стве между зернами таких размеров, и обэтом нужно узнать больше».

В текущем году SIMLab открыла центрРасширенного структурного анализа

9АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ


Производство автокомпонентов на заводе Sapa в Сиднее, шт. Огайо (США)


ratory Review. Используя установку TMACисследователи могут контролируемым ипрограммируемым способом изучатьпроцессы деформирования и ответногоповедения/разрушения композиционныхкомпонентов в зависимости от скоростиудара при столкновении. Другими сло-вами, можно количественно определятьэнергию поглощения удара, деленную намассу материала при столкновении.

Кроме того, специалисты лабораторииOak Ridge разработали компьютерные мо-дели автомобилей с корпусами из компо-зиционных материалов, обычной стали,высокопрочной стали и алюминия.Команда также разработала подробные

многих лет демонстрируют повышениебезопасности. Это понятно – и это нетолько потому, что они изготавливаютсяиз алюминия.

Легкие металлы, безусловно вносятсвой вклад, потому что красота алюми-ния и его характеристики соответствуютмногим потребностям автопроизводи-теля. Но всегда будет существовать не-обходимость комбинировать в автомо-биле различные материалы. Большин-ство автомобилей не может быть, да и недолжны быть полностью изготовленнымииз алюминия.

Научные исследования и инновации,фундаментальная физика не повлияют наежедневную работу автосборочной ли-нии – люди по-прежнему продолжатуправлять автомобилями.

Дизайнер автомобилей из США КайлМакси (Kyle Maxey) в своей статье пишет:«Независимо от того, насколько хорошопостроен ваш автомобиль, лучшей гаран-тией безопасности остается сосредото-ченность самого водителя на полномконтроле его или ее машины. Но еслислучаются непредвиденные внешние со-бытия, приводящие к поломке системы,то всем хорошо известно, что инженерыпри проектировании автомобиля и ку-зова раздвигают границы безопасностивождения». nwww.sapagroup.com

(детальные) модели различных транс-портных средств после разборки реальныхавтомобилей и измерения их деталей.

Работы, проводимые SIMLab в Норве-гии и национальной лабораторией OakRidge в США – и многими другими на-учно-исследовательскими учрежде-ниями – направлены на то, чтобы по-явление и развитие облегченных транс-портных средств не приводило к ухудше-нию их безопасности.

Безопасный дизайнНезависимо от того, сколько они весят,легковые автомобили и другие транс-портные средства уже на протяжении

Патрик Лоулор (Patrick Lawlor), президент компании Sapa Extrusions Americas рядом с новым Ford F-150

Регистрацияуже открыта!

Более 4000 специалистов и ученых совсего мира принимают участие в работеежегодных совещаний The Minerals,Metals & Materials Society (TMS) –общества исследователей минералов,металлов и материалов (США).Присоединяйтесь к ним на TMS 2016!

Посетите веб-сайт TMS чтобызарегистрировать свое участие в TMS2016, зарезервировать место наспециальных мероприятиях, просмотретьсписок семинаров и возможностей для Вашего профессионального роста,которые будут проводиться в рамках конференции.

14–16 февраля 2016

Совершенствование сбора и переработки вторичного алюминиевого сырья

11www.aluminiumtoday.com ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ


Показано, почему рост доли вторично переработанного алюминия в отдельных видах готовыхизделий не обеспечивает улучшение устойчивого развития алюминиевой отрасли.Катерина Атхенис*

Плавка вторичного алюминиевого сырьятребует всего 5 % от полной энергии, ко-торая бы потребовалась для производ-ства аналогичного объема первичногометалла. Ни один другой базовый мате-риал не обладает такой огромной разни-цей в воздействии на окружающую средудвух потенциальных источников его по-лучения. Поэтому вторичная переработкаалюминиевого лома и отходов являетсяосновным фактором устойчивости. Од-нако современный подход с акцентом наповышении процентной доли содержа-ния вторично переработанного сырья вготовой продукции приводит к неадек-ватному представлению о рециклингеалюминия и может даже стать контрпро-дуктивным для реального прогресса в от-ношении устойчивого развития.

По мнению концерна Constellium –глобального производителя алюминие-вых изделий с добавленной стоимостью,было бы более целесообразно направитьусилия промышленности на совершен-ствование процессов сбора алюминие-вого лома, чтобы повысить в целомобъем доступного для рециклинга вто-ричного сырья и снизить воздействие уг-леродных выбросов на окружающуюсреду всей цепочки поставок.

Общий объем сбора ломаВторичное алюминиевое сырье являетсявостребованным ресурсом во всем мире.В последние годы Европа незаконно экс-портирует большое количество отходов в

развивающиеся страны Африки и Азии,что приводит к зависимости игроков от-расли от импорта металла.

В условиях ограниченной доступностиалюминиевого лома, когда мировойспрос превышает предложение, повыше-ние доли вторично переработанных ма-териалов одного продукта – или дажеодного производителя – просто изымаетсырье для переработки из того общегообъема, который доступен для другихвидов продуктов или производителей,поэтому не создает никакой чистой эко-логической выгоды. Вопреки широкораспространенному мнению, повышениедоли вторичного алюминия в готовыхпродуктах не обеспечивает рост устойчи-вости экологически нейтрального алю-миния. Это эквивалентно поговорке:«Robbing Peter to pay Paul» или «поддер-живать одно в ущерб другому». В то времякак некоторые производители алюминияи ключевые игроки отрасли гордятсясвоей более высокой долей вторичногоалюминия в выпускаемой ими продук-ции, обеспечиваемой в рамках реализа-ции своих стратегий устойчивого разви-тия, усилия промышленности лучше бынаправить на улучшение процесса сборалома и на повышение доли возврата от-служивших свой срок продуктов с целью

увеличения общего объема доступногодля рециклинга сырья.

Компания Constellium концентрируетсвои усилия на совершенствовании про-цессов сбора вторичного алюминиевогосырья в трех приоритетных областях:улучшение сбора и повышение доли воз-врата на вторичную переработку алюми-ниевого сырья в сотрудничестве с ключе-выми заинтересованными сторонами;улучшение сортировки собираемого бы-тового лома и отходов потребления че-рез развитие партнерства; совершенство-вание технологических процессов вто-ричной переработки алюминия, включаяразработку новых видов алюминиевыхсплавов, толерантных к содержащимся вломе примесям.

Эти усилия оказывают реальное влия-ние на рост валового объема доступногодля вторичной переработки сырья, помо-гают создавать более замкнутые про-изводственные циклы «производство-ис-пользование-утилизация».

Например, компания участвует в ини-циативе «Каждая банка на счету». Этапрограмма (www.everycancounts.co.uk)была запущена в 2009 году и направленана улучшение собираемости упаковоч-ных материалов из алюминия, в первуюочередь банок для напитков, «на ходу»или в местах их широкого потребления (вколледжах, при проведении мероприя-тий и фестивалей и др.).

Компания Constellium также стала со-учредителем объединенной программы

*Catherine Athènes – Sustainability Council Leader and Marketing Director, Packaging and Automotive Rolled Products, концерн Constellium (Франция)

12 ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ www.aluminiumtoday.com


определенном продукте только снизитдолю вторичного сырья в другом про-дукте, а в этом случае повышение содер-жания вторичного сырья не принесетожидаемой пользы окружающей среде.Единственный способ снизить общие вы-бросы СО2 от алюминиевых продуктов засчет их рециклинга, это увеличение ре-сурсов вторичной металлургии за счетроста объемов доступного вторичногосырья. Есть только одна возможность по-вышения объема вторичного алюминие-вого сырья – увеличение доли рецик-линга после истечения срока службы из-делий, что в настоящее время и достига-ется благодаря реализуемым в промыш-ленности программам и тесному сотруд-ничеству с организациями.

При ожидаемом взлете использова-ния алюминия во всем мире в течениеследующих десятилетий, особенно в ав-томобильной промышленности, алюми-ний станет материалом преимуществен-ного выбора для различных приложений.Автопроизводители обращаются к алю-минию, чтобы достичь снижения весамашин, снизить выбросы CO2 и умень-шить воздействие транспорта на окру-жающую среду. Поддержку в этом оказы-вает недавно развитая инициатива в ав-томобильной отрасли, которая долгоевремя оставалась во власти стали.

Алюминиевая промышленность пони-мает, что в ближайшем будущем ожида-ется не очень большой объем поступле-ния вторичного алюминия после оконча-ния срока эксплуатации автомобилей,изготовленных из алюминия в настоящеевремя. Это оставляет игрокам алюминие-вой отрасли некоторое время для совер-шенствования процессов сортировки –пока первичный металл все еще будетпроизводиться, чтобы ответить на расту-щий спрос мировой автомобильной про-мышленности. Компания Constellium,полностью приверженная разработке,производству и поставкам устойчивыхалюминиевых продуктов, которые удов-летворяют потребности наших клиентовв настоящее время и будут удовлетворятьих в будущем, будет активно присутство-вать на каждом из этих этапов пути. n

Более подробно стратегический под-ход компании Constellium к устойчивомуразвитию и рециклингу алюминия пред-ставлен на сайте: www.business-sustainability.constellium.com

IRT M2P – французской научно-исследо-вательской инициативы, призванной со-действовать передаче новейших техно-логий переработки вторичного алюми-ниевого сырья любого качества, разраба-тываемых в технологическом универси-тете материалов, металлургии и про -цессов (США), напрямую алюминиевойпромышленности с акцентом на улуч-шенную утилизацию отслуживших свойсрок автомобилей.

Благодаря нашей активной работе сполитиками и отраслевыми ассоциа-циями, направленной на усовершенство-вание сбора отходов алюминия и уве-личение объемов собираемого лома, мынадеемся, что дискуссия по этой теменачнет смещаться от малопродуктивногоакцента на повышение доли вторичнопереработанных материалов в продукте,в сторону расширения усилий по обес-печению роста общего объема доступ-ного для переработки вторичного алю-миниевого сырья.

Объем вторичного сырья за счет рециклинга отработавших срок изделийРециклинг алюминия с учетом полногожизненного цикла алюминиевого про-дукта до его полной амортизации связанс различными вызовами и преимуще-ствами по всему пути, включая вторич-ную переработку после окончания срокаслужбы продукта.

Существует два типа вторичного алю-миниевого сырья: оборотный лом и ломпосле завершения срока эксплуатацииизделий. Оборотный лом (отходы про-изводства) происходит от процессов об-работки по всей производственной це-почке, включая операции прокатки,литья, штамповки, механической обра-ботки и др. В настоящее время практиче-ски весь оборотный лом полностью пере-рабатывается. С точки зрения перспективжизненного цикла, оборотный лом ока-зывает весьма незначительное дополни-тельное воздействие на выбросы СО2 впроцессе переплава, в противном случаеон остается «прозрачным».

С другой стороны, лом (отходы по-требления) образуется после окончаниясрока полезного использования изделийв результате утраты их потребительскихсвойств. Переработка такого вторичногосырья после амортизации изделий поз-воляет исключить применение первич-ного металла для производства следую-щего продукта и предлагает преимуще-ства снижения выбросов CO2, так как дляпроизводства первичного алюминия избоксита требуется в 20 раз больше энер-гии, чем на создание нового металла извторично переработанного алюминия.

На данный момент состояние рецик-линга изделий из алюминия после концасрока их службы довольно хорошее. Так,доля вторичной переработки алюминия

в автомобилях и транспортных сред-ствах, а также в строительстве составляетоколо 95 %. Что касается прогресса всекторе упаковки, то при текущей сте-пени вторичной переработки около 70 %всех использованных банок для напитковв Европе, необходимо продолжение уси-лий по совершенствованию сбора.

Цель компании Constellium заключа-ется в повышении доли утилизации от-служивших свой срок изделий. Компаниястремится к созданию эффективных за-мкнутых цепочек и улучшению устойчи-вости всей цепи поставок. Компания ак-тивно работает в области совершенство-вания стратегии управления материа-лами и внедрения обязательных стандар-тов утилизации алюминия.

Компания стала одним из первых чле-нов инициативы Aluminium StewardshipInitiative (ASI), направленной на созданиеглобального стандарта экологическинейтрального алюминия и экологическихстандартов для каждого участника стои-мостной цепочки в алюминиевой про-мышленности. Мы разрабатываем на-правляющее материальное руководство,которое является специфическим длястоимостной цепочки алюминия, учиты-вая возможность его бесконечной вто-ричной переработки и преимущества егорециклинга. С нашей давней привержен-ностью к укреплению устойчивости в дея-тельности компании, мы считаем этот но-вый стандарт ASI естественным расшире-нием наших собственных усилий в обла-сти устойчивости.

Короче говоря, в отрасли должны бытьприняты меры по повышению общейустойчивости стоимостной цепи алюми-ния за счет переработки отслужившихсвой срок изделий и обеспечения болеезамкнутого жизненного цикла. Это сде-лает систему утилизации более эффектив-ной и синхронизированной с динамикойразвития рынка. Эти меры могут включать:диалог с потребителями по утилизацииупаковочных материалов; создание адек-ватных схем сбора отходов алюминия;улучшение сортировки собранного лома исовершенствование методов его пере-плава и рафинирования с целью перера-ботки большего объема различного ис-ходного вторичного сырья; разработку но-вых сплавов, более толерантных к содер-жанию алюминиевого лома с примесями.

В конечном счете, повышение доливторично переработанного материала в

13www.aluminiumtoday.com ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ


Наилучшая практика управления дроссомОписан экологичный и устойчивый способ переработки съемов и дросса на заводском уровне.

Производство алюминия давно считаетсяотраслью промышленности, котораяимеет плохую экологическую репутациюиз-за высокой энергоемкости процессаплавки и образования в процессе плавкиотходов в виде снимаемой с поверхностижидкого алюминия оксидной пленки(дросса). Из этого собранного дросса тра-диционно извлекают алюминий с исполь-зованием прессов и наклонных солевыхпечей. Но такой подход повышает про-изводственные издержки в литейном про-изводстве и приводит к образованию ток-сичных отходов в виде кекса солей суль-фата натрия. В Европе такие солевыешлаки (выгребы) в настоящее время рас-сматриваются как опасные для окружаю-щей среды отходы, складирование кото-рых в отвалах уже больше не разрешается.

Сегодня во всем мире ежегодно гене-рируется около пяти миллионов тонналюминиевого дросса и солевых шлаков.Ясно, что этот объем прирастает с вводомкаждого проекта расширения алюминие-вых заводов. Поэтому сегодня весьма ак-туален поиск более устойчивых и эколо-гически чистых решений по переработкеалюминиевого дросса.

TAHA International for Industrial Services(TAHA) – компания, основанная в Бах-рейне, сосредоточилась на решении этойпроблемы. Она рассматривает собирае-мый дросс как многокомпонентный ма-териал, содержащий захваченный ме-таллический алюминий, неметалличе-ские компоненты, смесь хлоридов калияи натрия, нитриды.

Специалисты компании Таха не согла-сились с тем, что традиционная техноло-

гия извлечения алюминия путем повтор-ного переплава алюминиевого дросса внаклонной печи с добавлением солевыхфлюсов (в процессе которого получаютболее сложный продукт, требующийдальнейшей дополнительной обработ -ки), признается сегодня в качестве наи-лучшей практики в управлении дроссом.

После длительного периода научно-исследовательских работ компания TAHAв 2005 году разработала новую промыш-ленную технологию переработки дросса.

Этот процесс восстановления алюми-ния из дросса состоит из двух этапов: ста-дии «горячей переработки дросса», кото-рая реализуется рядом с работающимлитейным цехом клиента, и стадии даль-нейшей переработки дросса «холоднымспособом», которая может быть прове-дена как у клиента, так и вне территорииалюминиевого завода.

Этап 1: обработка горячего дроссаПреимуществом горячей обработкидросса является возможность проведе-ния операций с сохранением исходнойтепловой энергии в дроссе, изначальноснятого с поверхности расплава. Охлаж-денный снятый дросс требует повторногонагрева для дальнейшей обработки.

Процесс TAHA – процесс с низкимуровнем энергозатрат, который исполь-зует тепловую энергию свежеснятого споверхности расплава дросса и прово-дится без добавления каких-либо солейили других химических веществ.

Оператор литейного цеха снимает впечи скребком слой оксидной пленки в

специальный тигель TAHA для сборадросса. После завершения процесса сня-тия дросса оператор TAHA собирает весьдросс в тигель и транспортирует его навращающуюся установку, которая нахо-дится рядом с литейным цехом.

Он устанавливает ковш с дроссом наротатор и запускает процесс возвратаалюминия из дросса за счет поперемен-ного наклона ковша из стороны в сто-рону, пока весь жидкий металл не выте-чет из выпускных отверстий.

На этом «горячем этапе» степень из-влечения металла из собранного дроссадостигает 90 % и весь восстановленныйметалл сразу возвращается в литейноепроизводство без необходимости леги-рования.

Этап 2: холодная обработка дросса Вторая стадия обработки дросса завер-шает извлечение практически всего до-ступного алюминия за счет тщательногопроцесса механической сепарации. Весьизвлеченный металл собирается в бунке-рах, переплавляется и возвращается влитейное отделение.

Остающийся солевой осадок (<1 %алюминия) используется после проведе-ния дальнейшей переработки в различ-ных приложениях (удобрения, тригидраталюминия, огнеупорное производство ит.п.), завершая решение компании TAHAс нулевыми отходам.

Этот процесс утилизации алюминие-вого дросса полностью соответствуетопределению «наилучшей доступнойпрактики», поскольку он обеспечивает:

n максимальную степень возвратаалюминия;

n отсутствие производства опасных от-ходов;

n отсутствие отходов для последую-щей утилизации;

n исключение загрязнения окружаю-щей среды отвалами дросса.

Сегодняшним вызовом для мировойалюминиевой промышленности являетсяразвитие прогрессивных технологий, ко-торые могли бы исключить образованиеотходов и повысить экономические пока-затели производства алюминия. Ростспроса на алюминий требует внедренияпередовых технологий для устойчивойпереработки с нулевыми отходами по-стоянно растущих во всем мире объемовалюминиевого дросса. n

Контакты:www.tahacorp.com

14 ПРОФИЛЬ РЕГИОНА www.aluminiumtoday.com


Обзор сектора дальнейшей переработки алюминия в странах Персидского залива

Помимо своей популярности за палящее солнце, простирающиеся пески, добычу нефти и раз-витый туризм, страны Персидского залива характеризуются еще одним – захватывающим раз-витием сектора переработки алюминия. Модар Аль Мекдад*

Производство первичногоалюминия в странахПерсидского заливаПроизводство первичного алюминия встранах Совета по сотрудничеству странПерсидского залива1) растет на протяже-нии многих лет и к 2015 году достиглопяти млн т в год, что составляет около10 % от мирового производства первич-ного алюминия, при этом около 70 %экспортируется по всему миру. Активноеразвитие алюминиевой отрасли в этомрегионе обеспечило формированиепоследующих секторов по дальнейшейпереработке первичного алюминия, по-ставляющих на местные и международ-ные рынки прессованные профили длястроительства, автомобильные компо-ненты, кабели, плоский прокат и фольгудля упаковки. Общий объем инвестицийв алюминиевую промышленность шестистран Персидского залива превысил US$40 млрд.

Все эти инвестиции в алюминиевуюпромышленность региона оказали нанего большее социальное влияние. В до-полнение к 12 тысячам занятых напря-мую в отрасли и 30 тысяч работников,связанных с ее обслуживанием, алюми-ниевая промышленность обеспечиласоздание множество мелких и среднихпредприятий, предоставляющих различ-ные технические и логистические услуги.

Страны этого региона давно поняли, чтоих будущее тесно связано с образован-ной и квалифицированной националь-ной рабочей силой. Региональные ком-пании алюминиевой промышленностивкладывают значительные средства впрофессиональное обучение и подго-товку кадров, ежегодно около US$ 20млн. Социальная ответственность яв-ляется ключевым фактором в работебольшинства компаний алюминиевойотрасли, они коллективно вкладывают вразвитие и реализацию социально-об-щественных проектов в регионе околоUS$ 16 млн в год.

Действующие в регионе алюминиевыезаводы с передовым техническим уров-нем и наивысшим качеством первичногоалюминия являются наиболее экологиче-ски чистыми алюминиевыми заводами вмире. Компании имеют низкие про-изводственные затраты по выплавке алю-миния благодаря обильным поставкамэлектроэнергии в этом регионе. За по-следнее пятилетие алюминиевая про-мышленность региона повысила долюрециклинга сточных вод на 150 % и ути-лизации твердых отходов на 48 %, со-кратила выбросы парниковых газов на15 % и фторидов на 46 %. Все алюми-ниевые заводы в этом регионе сертифи-цированы по стандарту ISO 14001 длясистем экологического менеджмента, а

единственный во всем мире алюминие-вый завод из Персидского залива полу-чил престижную экологическую премиюот ООН.

Итак, куда же весь этот первичныйалюминий идет дальше? Вниз по техно-логической цепочке, конечно.

Сектор дальнейшейпереработки алюминияв странах Персидского заливаПервичный алюминий проходит даль-нейшую переработку и продается в видеплоского проката, прессованных профи-лей, литых/кованых изделий, прутков ипроводников. Как видно из сравнитель-ного анализа структуры мировой и регио-нальной алюминиевой перерабатываю-щей отрасли (рис. 1), в глобальном мас-штабе наблюдается приблизительный ба-ланс объемов дальнейшей переработкиосновными секторами вниз по технологи-ческой цепочке, тогда как в странах Пер-сидского залива наблюдается значитель-ное превалирование объемов производ-ства прутков и проводников.

Таблица демонстрирует рост пер-спективных ожиданий в развитии про-изводства плоского проката, алюминие-вых прессованных профилей и отливок вэтом регионе. Такое направление разви-тия вызвано ростом спроса со стороныместной строительной отрасли, а также всвязи с приближением таких знаковыхсобытий, как Экспо-2020 в ОАЭ иФИФА-2022 в Катаре.

*Modar Al Mekdad – генеральный директор компании Gulf Extrusions, Дубай, ОАЭ

1) Совет по сотрудничеству стран Персидского залива (Gulf Cooperation Council) включает шесть стран: Бахрейн, Катар, Кувейт, Объединенные Арабские Эмираты, Оман и Саудовскую Аравию.

Международный аэропорт имени короля Абдель Азиза в г. Джидда, Саудовская Аравия

15www.aluminiumtoday.com ПРОФИЛЬ РЕГИОНА


дели конечный результат. Этот проектстал еще одним подтверждением ли-дерства и ноу-хау компании Gulf Extru-sions в области прессования алюминие-вых профилей.

Пример 2. Создание на БлижнемВостоке вертикально-интегрирован-ной цепи поставок алюминиевыхкомпонентов для автомобильнойпромышленности.

После достижения расширенного при-менения алюминиевых профилей длявнутреннего применения в регионе по-явилось желание выйти на рынок профи-лей для мировой автомобильной про-мышленности. Это привело к рождениюинженерно-обрабатывающей компанииREFCO (Royal Engineering Fabrication Com-pany).

Поставка специальных профилей дляавтомобильной промышленности весьмасложный бизнес, он связан с граничнымивызовами в различных аспектах про-изводства и поставок. Автомобильнаяпромышленность является одной из са-мых требовательных, когда дело касаетсяаудита качества и удовлетворения требо-ваний автомобилестроителей. Сотрудни-чающие компании должны иметь надеж-ный и хорошо отлаженный механизм ве-дения бизнеса по всей цепочке для удов-летворения требований мирового уровняв области качества, стоимости и доставки(QCD) в разные регионы мира на усло-виях «точно в срок».

Построение глобальной компании та-кого рода в ОАЭ стало социально-куль-турным прорывом. Компания REFCO ро-дилась после приобретения специализи-рованной компании в области производ-ства прессованных профилей из алюми-ниевых сплавов – Sport Carrier Limited(Великобритания), которая снабжаласвоей продукцией из алюминиевых спла-вов компании Aston Martin, BOS, UYT,Webasto.

Компания REFCO быстро запустила вОАЭ собственные производственныемощности в непосредственной близостиот поставщиков сырьевых материаловGulf Extrusions и EMAL/DUBAL, позво-ляющие преобразовывать прессованныеалюминиевые сплавы в конечные компо-ненты для сборки автомобилей. Готовыекомпоненты отгружаются логистическойкомпании, которая работает как регио-нальный распределительный пункт дляорганизации поставок на условиях«точно в срок» существующей мировойклиентуре.

Компания REFCO сегодня ежегоднопроизводит около двух миллионов ча-стей для автомобилей, которые входят вперечень критически важных компонен-тов и обеспечивают возможность кине-матических перемещений – солнцеза-щитных направляющих, консолей накрыше, поперечных реек и др. n

Рост регионального потребления ирасширение экспортных поставок на ев-ропейские рынки поддерживают высо-кие затраты на инновации, научные ис-следования и развитие последующихсекторов алюминиевого бизнеса. Нижепредставлены знаковые примеры в обла-сти исследований и развития новых ви-дов алюминиевых профилей, которыесвидетельствуют о растущей диверсифи-кации бизнеса в регионе.

Пример 1. Разработка витого алюми-ниевого профиля для строительствамеждународного аэропорта именикороля Абдель Азиза в Джидда,Королевство Саудовская Аравия.

Кратная характеристика проекта:n Разработчик проекта: Netherlands

Airport Consultants B.V (NACO), Нидер-ланды.

n Основные подрядчики: SBG (SaudiBin Laden Group); United Arab AluminiumCompany; Gulf Extrusions Co LLC.

n Общая площадь аэропорта – 100км2; общая площадь покрытий из стеклаи алюминия – 100 тыс. м2.

n Применение специальной алюми-ниевой системы остекления типа Лувра(Rain Screen Louver System) площадью 40тыс. м2. Эта раздвижная система из алю-миниевых прессованных профилей обес-печивает перемещение на расстояние 6м жалюзи из закрытого в открытое со-стояние.

Техническими вызовами проектастали дизайн, процессы прессования иизготовления витого алюминиевого про-филя с углом скручивания в диапазоне от0° до 60° шириной 430 мм и длиной 6 м.Компания Gulf Extrusions разработала но-

вый подход к прессованию профиля дляреализации этого проекта и специальнуюустановку для его скручивания, позво-лившие изготовить и поставить требуе-мый витой профиль. Этот строительныйпрофиль на выставке Алюминий-2014 вДюссельдорфе был отмечен премией вноминации «Самый инновационныйпродукт из алюминия».

Разработка процесса скручивания спе-циального алюминиевого профилявключала три этапа. На первом этапе из-учили распределение напряжений в про-филе при приложении крутящей нагрузкии разработали специальную гибочнуюмашину с тремя зажимами на базе пнев-матических цилиндров. Мы обнаружили,что процесс такого скручивания не былстабилен из-за эффекта пружинения про-филя, поскольку алюминий старался вер-нуть свою форму обратно в исходное по-ложение. Решением стала доработкаустановки с переходом на применениедвух зажимов с гидравлическими ци-линдрами, а также реализация процессаскручивания в несколько этапов. Про-филь на первой стадии скручивали на30°, а затем дважды поворачивали наугол по 25°, после чего возвращались висходное положение. Таким образом, мысмогли добиться стабильного скручива-ния готового профиля на 60°. После ус-пешного скручивания профиля оставалсяпоследний вызов, связанный с освобож-дением готового профиля из зажимов. Натретьем этапе мы переработали конструк-цию зажимов, придав им форму "Y", поз-воляющую легко снимать с установки го-товый витой профиль.

Клиенты и заинтересованные стороныпришли в восторг, когда впервые уви-

Рис. 1. Сравнение структуры промышленности дальнейшей переработки первичного алюминия в мире (а) и странахПерсидского залива (б). Источник: компания CRU

Прутки и проводники 13 %

Плоский прокат,фольга 31 %

Плоский прокат,фольга 25 %

Прессованные профили 32 %

Отливки и поковки 24 %

Прочие 7%

Прутки и проводники 29 %

Отлив

ки и

поко

вки 7

%

Прессованные профили 32 %

Таблица. Мощности по дальнейшей переработке первичного алюминия в странах Персидского залива

Тип продукции вниз по технологической цепи

Действующие мощности, тыс. т/год

Планируемые мощности, тыс. т/год

Плоский прокат 350,000 MT 800,000 MT

Прессованные профили 450,000 MT 600,000 MT

Прутки и проводники 400,000 MT 400,000 MT

Отливки 100,000 MT 300,000 MT

а) б)

@AluSolutions

Join the AluSolutions Group

ALU SOLUTIONS

Ken ClarkSales DirectorTel: +44 (0)1737 855117Email: [email protected]

Anne ConsidineArea Sales ManagerTel: +44 (0)1737 855139Email: [email protected]

Nadine FirthEditor, Aluminium International TodayTel: +44 (0)1737 855115Email: [email protected]

Esme HornCoordinatorTel: +44 (0)1737 855136Email: [email protected]

WWW.ALUSOLUTIONS.COM

SOLUT

NSOISOLUT

NS

SOLUT

NSOISOLUT

NS



[email protected]:+44 (0)1737 855117el: TTe

ectorSales DirKen Clark


[email protected]+44 (0)1737 855117


[email protected]:+44 (0)1737 855139el: TTe

ea Sales ManagerArAnne Considine

[email protected]:

+44 (0)1737 855115el: TTe, Aluminium InterEditor

Nadine Firth

[email protected]+44 (0)1737 855139

ea Sales ManagerAnne Considine

[email protected]

+44 (0)1737 855115odaynational TTo, Aluminium Inter

[email protected]:

esmehorEmail: +44 (0)1737 855136el:TTedinatorCoor

nEsme Hor

[email protected]

[email protected] esmehor +44 (0)1737 855136

oupGrJoin the AluSolutions

@AluSolutions

10-11 мая 2016, Абу-Даби (ОАЭ), Abu Dhabi National Exhibition Centre

Глобальный форум по устойчивому развитиюалюминиевой промышленности

AluSolutions: новый взгляд на алюминий!AluSolutions – международнаявыставка и конференция в новомформате “свободного участия”,посвященные современным вызо-вам и возможностям устойчивогоиспользования алюминия. ЦельюAluSolutions является демонстра-ция прогресса промышленностив непрерывном повышении эко-логической эффективности про-изводства алюминия, а такжепоказ преимуществ устойчивогоразвития для конечных пользова-телей алюминиевой продукции.

Поддержание устойчивостиалюминиевой промышленности

Несмотря на то, что процесс производствапервичного алюминия является энергоем-ким, алюминиевая промышленность успеш -но демонстрирует преимущества алюминияна стадии использования, которые переве-шивают эти экологические недостатки.

Наряду с «новым взглядом» на алюминий ак-туальным становится оценка влияния недав-него ужесточения природоохранного законо-дательства в области производства первич-ного алюминия (включающего мониторингвоздействия добычи бокситов) на общее сни-жение выбросов, экономию энергию и со-стояние местной окружающей среды.

При постоянном росте мирового спроса наалюминиевую продукцию перерабатываю-

щие компании, производящие различныевиды проката, прессованные и литые про-дукты, увеличивают объемы вторичной пере-работки алюминия, чтобы использовать егоснова и снова в замкнутой системе.

Преимущества устойчивости алюминиятакже продолжаются на фазе конечногоиспользования. Например, в автомобильнойи аэрокосмической промышленности внедре-ние технологии снижения веса приводитк сокращению выбросов парниковых газов,а применение в производстве упаковки повы-шенной доли вторично переработанногоалюминия вносит существенный вклад в при-ближение к замкнутой “круговой экономике”.

В рамках конференции AluSolutions будутрассмотрены технологии и проблемы в сле-дующих областях:

• Снижение энергозатрат и выбросов парни-ковых газов

• Управление отходами • Биоразнообразие и эффективное земле-

пользование • Эффективность использования ресурсов и

рециклинга • Сбор и утилизация алюминиевых отходов • Экологические преимущества у конечных

пользователей алюминия• Диверсификация на последующих переде-

лах

Организаторы: Информационный партнер: Контакты:

СОВМЕСТНЫЙВКЛАД НА ПУТИ К УСТОЙЧИВОМУ

БУДУЩЕМУ

Для получения подробнойинформации свяжитесь с нашей командой:Реклама

Общие вопросы участия:

Конференция и публикация доклада:

ПОЧЕМУ Абу-Даби?

КОНФЕРЕНЦИЯ

Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ) –четвертый в мире по объемам производи-тель алюминия, на которого приходится бо-лее 50% производства алюминия в регионестран Персидского Залива. Этот регион ха-рактеризуется высоким качеством произво-димого первичного алюминия и наиболее пе-редовыми в мире современными алюминие-выми заводами, отличающимися высочай-шим уровнем охраны окружающей среды.Объем производства алюминия в регионеПерсидского залива, как ожидается, достиг-нет к концу 2015 года пяти миллионов тонн.На долю региона приходится около 17,5%общемирового производства алюминия (посравнению с 3,7 млн тонн и 11% от общегомирового производства в 2012 году).

При динамичном росте объемов производ-ства первичного алюминия в регионе значи-тельное внимание уделяется также и совер-шенствованию дальнейшего потока про-изводства готовой продукции и сферы услугпо обслуживанию сектора.

Абу-Даби является международным дело-вым центром, поэтому все участники смогутоценить предлагаемые здесь услуги, а такжепосетить несколько местных предприятийалюминиевой промышленности.

КТО ПРИМЕТ УЧАСТИЕ?Ведущие специалисты мировой алюми-ниевой промышленности и принимающиерешения менеджеры со всего мира будутприсутствовать на этом мероприятии,чтобы принять участие в конференции вкачестве делегатов и посетить выставкудля знакомства с новейшими отрасле-выми решениями и общения с ведущимимировыми поставщиками оборудования иуслуг. Посетителями выставки и конфе-ренции будут специалисты и менеджерыпо всей цепочке производства и перера-ботки алюминия:• Президенты/владельцы компаний • Технические/производственные дирек-

тора• Заводские менеджеры • Инженерно-технический персонал• Производственный, лабораторный и на-

учно-исследовательский персонал • Специалисты по профессиональной под-

готовке персонала • Консультанты/эксперты/исследователи • Специалисты по продажам и маркетингу • Специалисты по охране здоровья, без-

опасности труда и охране окружающейсреды.

Тема конференции: “История устойчивого развития”

“The Sustainability Story”

Эта тема обеспечит хорошую платформу дляобсуждения основных проблем по устойчи-вому развитию, стоящих при производстве идальнейшей обработке алюминия, а такжепозволит взглянуть на экологические пре-имущества алюминиевой продукции конеч-ного применения.

Конференция будет включать доклады и исследования по следующим секциям:• Решения по устойчивому развитию горно-

добывающей промышленности• Производство первичного алюминия• Сокращение выбросов • Энергосбережение • Рециклинг алюминия • Достижение замкнутого цикла • Оценка жизненного цикла изделий• Заводские исследования • Сбор и сортировка отходов алюминия • Экологические преимущества конечных

пользователей продукции из алюминия.

В работе конференции, которая будет про-ходить в рамках выставки, смогут свободно(бесплатно) принять участие все участники ипосетители выставки. Если Вы решите пред-ставить свой доклад, пожалуйста, свяжитесьс Надин Фёз.

Nadine FirthТел: +44 (0)1737 855115 E-mail: [email protected]

18 ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА www.aluminiumtoday.com


Обеспечениебезопасного потока горячего металла

Единственным надежным способом обеспечения долгосрочной рентабельности алюминиевогозавода является повышение общей эффективности работы предприятия. Это достигается путемвнедрения проверенных методов совершенствования производства с систематическим улучше-нием всех компонентов процесса: материальных потоков, технологических процедур, персона-ла, машин и управления ими. Итало Даль Порто*

«Бережливое производство» – один изнаиболее широко признанных подходовк организации производства, в сочета-нии с поддержкой систематического осу-ществления принципа поставок «точнововремя», выявляет существующие про-блемы качества, которые в противномслучае скрываются буферными запа-сами. Стремление к организации логи-стической концепции гладкого протека-ния процессов с реализацией только техшагов, которые обеспечивают получениедобавленной стоимости, ясно раскры-вает проблемы, которые требуют их обя-зательного решения.

Базовый принцип бережливого про-изводства – поток продуктов, которыемаксимально ориентированы на потре-бителя и востребованы на рынке, вместооказывающего на него постоянного дав-ления менеджерами производства. Вслучае производства алюминия мы на-блюдаем все больше и больше алюми-ниевых заводов, где поток горячего ме-талла напрямую определяется потребно-стями литейного производства и литей-ное отделение становится центром всехопераций, включая управление наполь-ными машинами для транспортировкиковшей с расплавом металла.

Применение машин для выливки металлаПрименение для передачи рафиниро-ванного алюминия из электролизеров в

литейное отделение специализирован-ных машин для выливки расплавленногометалла четко соответствует концепциибережливого производства. Такие спе-циализированные машины для выливкиметалла – МВМ (Metal Tapping Vehicles,MTV) способны самостоятельно, без до-полнительных устройств и с непосред-ственным управлением только одним че-ловеком, проводить вакуумный отборжидкого алюминия из ванны электро-лиза, его дальнейшую транспортировку иперелив металла. Также управление ипроведение операций на станции обра-

ботки металла (Metal Treatment Station)возможно без привлечения дополни-тельной рабочей силы или оборудова-ния. Отбор (выливка) из электролизеражидкого алюминия с помощью специа-лизированных транспортных средств –весьма целесообразное решение длябольшинства алюминиевых заводов, ко-торые серьезно заботятся об улучшенииобщей эффективности предприятия.

Освобождение операции выливки ме-талла от необходимости применения мо-стовых кранов сокращает потери ра-бочего времени и повышает доступностькранов для проведения необходимыхопераций в линии электролизеров.

Принцип работы МВМКомпания HMR Hydeq АS (Норвегия) –производитель транспортных средствспециального назначения, обладающий30-летним опытом поставки специализи-рованных машин МВМ на алюминиевыезаводы мира. С помощью машины МВМкомпании HMR один оператор можетобеспечить выливку расплавленногоалюминия в корпусе электролиза, авто-матическое взвешивание и контроль ко-личества вылитого алюминия, транспор-тировку в литейное отделение, обра-ботку на станции обработки металла иперелив расплавленного металла в ли-тейном отделении наиболее безопасными эффективным способом. Так, напри-мер, одна такая машина грузоподъем-

*Italo Dal Porto, MSc – ведущий инженер компании HMR Hydeq AS, Норвегия

Поток расплавленного металла в литейном отделенииалюминиевого завода

Литейное отделение

Конечные продукты

Корпус электролиза

Машина для выливки металла (МВМ)компании HMR на заводе в Катаре

бом направлении, чтобы гарантироватьэффективный процесс полного опустоше-ния тигля при переливе жидкого металла.

Полностью замкнутая система Машина выливки металла интегриро-вана с механизмами очистки тигля, про-чистки транспортирующих труб и ихпредварительного нагрева. Вместе ониобразуют полностью замкнутую системуперелива жидкого металла. На станциичистки тиглей HMR каждый тигель сразуже очищается еще в горячем состоянии –это снижает общее количество необходи-мых тиглей и продлевает срок службытиглей. Срок службы футеровки тигляобычно составляет 1,5–2 года.

Окружающая среда цеха также полу-чает преимущества от замкнутой си-стемы, так как отходящие газы из тигля вовремя слива металла отводятся в системуцеховой вытяжки. Закрытая система и ко-роткая продолжительность цикла сни-жают падение температуры жидкого ме-талла, что опять же экономит энергиюпри обработке жидкого металла в литей-ном отделении.

Условия труда водителяГерметичная кабина с хорошим обзором,полностью соответствующая высокимэкологическим стандартам, а также пол-ностью гидравлическая подвеска на всехколесах, чтобы свести к минимуму виб-рации, обеспечивают отличные условиядля работы оператора.

Все операции контролируются иуправляются из кабины с применениемэлектрических кнопок и джойстиков.Клавиатура и монитор, которые водительиспользует для связи и управления, эрго-номично размещены вокруг оператора.Взвешивающее устройство на борту мо-жет быть подключено через сеть WLAN ксистеме планирования производстваалюминиевого завода. Все данные про-цессов выливки и перелива жидкого ме-талла направляются по беспроводнойсвязи в бортовую систему взвешивания,которая в свою очередь пересылает фак-тические значения этих объемов на цент-ральный компьютер заводской системыуправления производством. n

Контакты:www.hmr.no

ностью 7,9 т может в течение 24 часовпроизвести отбор и переместить более200 т жидкого металла. Причем, безбрызг, без перегрузок, без потерь ме-талла и только одной машиной МВМ.Жидкий металл доставляется в литейноеотделение машиной МВМ на условиях«точно вовремя». Литейное отделениеформирует задание на выливку алюми-ния в корпусе электролиза, которое сразупо прямому радиоканалу передается не-посредственно водителю в системууправления МВМ с указанием требуе-мого количества жидкого алюминия дляэтой доставки и номера электролизера,из которого должна быть проведена этавыливка металла. Весь этот процесс яв-ляется «ясным и прозрачным», так как оннаходится под контролем только одногооператора МВМ. Никакой другой персо-нал в цехе не требуется для этого.

Грязные тигли сразу после переливажидкого металла в миксер напрямую до-ставляются водителем на стенд очисткитиглей HMR, где сразу же, еще в горячемсостоянии, очищаются водителем, опятьже «точно вовремя». Никакого дополни-тельного количества тиглей или местадля локального хранения тиглей не тре-буется. Техническое обслуживание и за-мена заборных или выливных труб натигле также самостоятельно выполняетсяводителем МВМ.

Исключается необходимость в исполь-зовании кантователя тиглей в литейномотделении, так как водитель МВМ сампереливает жидкий металл в миксеры.Никакое дополнительное оборудованиедля этого не требуется. Перелив металлаосуществляется из нижней части тиглячерез систему труб таким образом, чтоверхний шлак остается в тигле. При этомисключается необходимость скачиванияшлака или удаления дросса. Остающийсядросс удаляют из тигля на станции чисткитиглей HMR примерно через каждые во-семь часов. Активная подвеска для на-клона машины позволяет эффективнооптимизировать проведение операциислива металла.

БезопасностьВ результате реализации транспорти-ровки расплавленного металла в замкну-той системе существенно улучшается без-

опасность труда. В процессе транспорти-ровки или при переливе металла в литей-ные миксеры исключено появлениебрызг металла. Система взвешивания наборту машины имеет защиту от пере-грузки, которая автоматически останав-ливает процесс вакуумной выливки ме-талла при достижении максимальногообъема. В дополнение к этому установ-лена система механической блокировкипроцесса выливки металла для исключе-ния возможности переполнения тигля.Тигель остается на борту машины МВМвсе время. Он снимается только для очи-стки и технического обслуживания настанции чистки, после чего опять уста-навливается на машине без применениякакого-либо дополнительного оборудо-вания или ручных операций.

Герметичная кабина с эргономичнымразмещением кнопок управления обес-печивает отличные и комфортные усло-вия для работы оператора.

Самодостаточность МВММашина МВМ для своей работы не тре-бует никакого дополнительного оборудо-вания (например, для подачи сжатоговоздуха, мостовых кранов, платформ дляопрокидывания и т.п.) или помощи дру-гих операторов на полу цеха. Вся системаявляется самодостаточной и независимой.Машина оснащена своим собственнымкомпрессором для вакуумной выливки иперелива жидкого металла из тиглей вмиксеры, она может поднимать и перено-сить тигель без посторонней помощи.Тигли на машине закрыты крышкой, по-этому тепловые потери и потери металлаот окисления являются незначительными.Машина имеет коленчатую функцию, поз-воляющую реализовать ее наклон в лю-

19www.aluminiumtoday.com

Ноябрь 2015

20 ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА www.aluminiumtoday.com


Автоматизированные высокостеллажныесклады для алюминиевых рулонов и плит

Оптимально спроектированная интралогистика – внутрипроизводственная концепция логисти-ки предприятия, является основной областью компетенции компании Vollert (Германия).

В современном промышленном про-изводстве высококачественных алюми-ниевых изделий решающую роль играетвнутрипроизводственная логистика с ин-теллектуально управляемой интеграциейматериальных потоков в основные техно-логические процессы производства. Се-годня производители алюминиевых про-дуктов в цехах прокатки и прессованияалюминия полагаются на полностью ав-томатизированные логистические реше-ния, которые обеспечивают гладкие, ре-сурсосберегающие и экономически эф-фективные условия для всех производ-ственных процессов: от автоматическихкрановых систем подачи алюминиевыхслябов и плит, комплексной логистиче-ской взаимосвязи между станами горя-чей и холодной прокатки до интеллекту-альных систем транспортировки и скла-дирования алюминиевых рулонов весомдо 35 т и температурой в несколько сотенградусов.

Компания Vollert предлагает для удов-летворения данных требований больше,чем просто базовые инженерные си-стемы. Это наглядно подтверждают мно-гочисленные проекты в области внутри-производственной логистики, успешнореализованные компанией Vollert повсему миру.

Высокостеллажный склад длянового стана горячей прокаткикомпании AMAG в АвстрииКомпания AMAG Austria Metall AG –ведущий в Европе производитель алю-миниевых заготовок, слитков и высоко-качественного алюминиевого проката,инвестировала в установку на своем за-воде в городе Рансхофен (Австрия) но-вого полосового стана горячей прокаткиалюминия. Проект реализуется в рамкахинвестиционной программы «AMAG2014» технической модернизации пред-приятия с целью расширения мощностейи ассортимента выпускаемой продукциис включением в сортамент более широ-ких и тяжелых алюминиевых толстых ли-стов/плит и горячекатаных полос в руло-нах.

Выбранная в качестве генеральногоподрядчика компания Vollert поставила иввела в эксплуатацию новый, полностьюавтоматизированный высокостеллажныйсклад для временного хранения алюми-ниевых плит общей вместимостью 1500 т.

Дополнительно склад также оснащен

Сегодняшние гигантскиевысокостеллажные складыработают в автоматическомрежиме и поставляются синтеллектуальными систе-мами охлаждения

Внутрипроизводственнаялогистика с интеллектуаль-ной интеграцией материаль-ных потоков играет решаю-щую роль в современномпромышленном производ-стве высококачественныхалюминиевых изделий

автоматизированной системой пере-кладки штабелей толстых листов. Специ-альный манипулятор-штабелер для пере-кладки двух точек загрузки с перемеще-нием грузов по трем осям захватываетплиты из складированных штабелей на

трех-четырех паллетах хранения иукладывает их в заданные штабели надвух тяжелогруженых паллетах. Процессперекладки штабелей манипулятор вы-полняет полностью автоматически, вклю-чая контроль заданной высоты штабеля.

Новый гигантский высокостеллажный склад, который компания Vollert строит для группы Zhongwang в Тяньцзине (Китай),имеет более полукилометра в длину. После завершения строительства всех трех полностью автоматизированных высокостел-лажных складов на этом комплексе их общая емкость составит около 100 тыс. т алюминиевых рулонов

21www.aluminiumtoday.com ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА


Алюминиевые плиты могут иметь прак-тически любую длину от 4 до 12,5 м илюбую ширину от 1 до 2,3 м. Короткиетолстые листы длиной до 6 м могут бытьуложены на транспортные паллеты ввиде двойных штабелей для повышенияэффективности использования площа-дей хранения. Высокостеллажный складконсольного типа имеет длину 117 м ивысоту всего 7,5 м в связи с исходнымиограничениями свободного пространствапри его строительстве. При загрузке/раз-грузке складирующие паллеты выдви-гаются вбок с помощью четырех телеско-пических захватных приспособлений накран-штабелер. Два приводных подъ-емника позволяют обрабатывать транс-портные паллеты весом до 26 т.

Компания Bridgnorth Aluminium(Великобритания) полагаетсяна технологии VollertКомпания Vollert строит 120-метровыйвысокостеллажный склад для хранениярулонов алюминиевых полос весом до12 т для компании Bridgnorth AluminiumLtd в Великобритании. Склад, интегриро-ванный в уже существующее производ-ственное здание высотой 11 м, включаетдва ряда складирования, каждый из ко-торых состоит из трех ярусов по высоте и52 ячеек складирования по длине, с об-щей емкостью одновременного храненияболее 300 алюминиевых рулонов.

Подачу горячекатаных полос в руло-нах со склада для холодной прокатки нановом прокатном стане будет обеспечи-вать передвижная платформа для руло-нов Vollert CTC. Эта передвижная тележкабольшой грузоподъемности приводитсяв движение с помощью системы бескон-тактного электропитания MOVITRANSкомпании SEW-EURODRIVE. Электропи-тание передается тележке по принципуиндуктивной передачи энергии от ста-ционарно проложенного на полу провод-ника. Электромагнитная связь осуществ-ляется через воздушный зазор, что ис-ключает механический износ и устраняетнеобходимость технического обслужива-ния системы.

Две таких транспортных тележки будутпередавать рулоны алюминиевых го-рячекатаных полос непосредственно изположения их хранения на высокостел-лажном складе с использованием крана-штабелера. Третья передаточная тележкабудет передавать алюминиевые рулоныпосле их термической обработки из отде-ления отжига в положение временногохранения с использованием крана-шта-белера.

Компания Vollert использует для ком-плексного управления складом системуManagement Solution ICS (уровень 2), ко-торая будет подключена к существующейсистеме управления (уровень 3) заводомBridgnorth Aluminium.

Многостеллажный складдлиной более 500 м дляZhongwang Group в КитаеДля китайской Zhongwang Group компа-ния Vollert спроектировала и строит триполностью автоматизированных крупно-масштабных высокостеллажных склададля прокатного комплекса в Тяньцзине,Китай. Гигантский пятиярусный склад,имеющий по 150 рядов на каждом яруседлиной 504 м, обеспечит возможностьодновременного хранения в общейсложности 1500 алюминиевых рулонов.Два других гигантских высокостеллаж-ных склада, которые в настоящее времятакже находятся в стадии строительства,позволят хранить на стеллажах еще по1300 и 2100 рулонов каждый. В целом,это обеспечит комплексу суммарнуювместимость более 100 тыс. т алюминие-вых рулонов.

Поскольку рулонное производствопроката партиями требует наличия бу-ферных накопителей, то все склады ин-тегрированы в комплексную системууправления материальными потоками –от стадии плавления алюминия и отливкислитков до погрузки готовой продукциина транспорт. С этой целью компанияVollert поставит, кроме всего прочего,кантователи алюминиевых слитков, 14автоматических кранов-штабелеров иманипуляторов с вылетом до 31,5 м, по-строит 500 метров подкрановых путей,установит несколько туннельных транс-портеров и автоматически управляемыхтранспортных устройств (AGV), а также15 пар ножничных подъемных тележек,которые позволят подавать рулоны отстеллажей складов к прокатным станам,минуя производственные участки с ин-тенсивными транспортными потоками.

Все эти подъемно-транспортные си-стемы большой грузоподъемности пере-мещаются с полной нагрузкой в рабочейобласти на скорости до 4 м/сек. Чтобыпередавать горячекатаные полосы в руло-нах со стана горячей прокатки на даль-нейшую обработку как можно быстрее,компания Vollert интегрировала в этот вы-сокостеллажный склад активную системуиндивидуального охлаждения. Эта уни-кальная система управляемого охлажде-ния всех отсеков хранилища позволяетохладить поступающие горячекатаные ру-лоны с температурой 350 °С за время ме-нее 50 часов до состояния готовности кдальнейшей обработке. Такое решениеобеспечивает компании Zhongwang нетолько сокращение производственногоцикла на полную обработку партии, но исокращение площадей, требуемых длявременного хранения продукции.

Система Management Solution ICS ком-пании Vollert здесь также используетсядля комплексного управления. n

Vollert, Германияwww.vollert.de

22 АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО www.aluminiumtoday.com


Революция в обжиге углеродных анодовВ статье представлены технологические, экологические и экономические преимущества новогопроизводственного процесса обжига «зеленых» анодов, разработанного для снижения энерго-потребления, минимизации выбросов углеводородов, снижения капитальных и эксплуатацион-ных затрат, повышения качества производимых анодов алюминиевых электролизеров. Дон Нилл*

Компания Lazar Anode Technologies впер-вые в истории алюминиевой промыш-ленности разработала и внедрила про-цесс предварительного обжига углерод-ных анодов, который успешно реализу-ется при прохождении анодов через вер-тикальную огнеупорную колонну обжига.

Новый процесс был разработан г-номРиком Лазаро (Rick Lazarou), бывшим ру-ководителем группы материалов в ком-пании CO-MALCO. Непрерывная печь об-жига углерода Lazar Continuous CarbonBaking Furnace (CCBF) реализует процессобжига угольных анодов, альтернатив-ный дорогостоящим и опасным опера-циям предварительного обжига анодов,связанных с существующей традицион-ной технологией обжига анодов в много-камерных печах кольцевого типа.

Дизайн и проверка работоспособности концепцииКонцепция новой обжиговой печи LazarCCBF была изначально поддержана про-фессиональными научными и инже-нерно-техническими организациями, втом числе научно-исследовательскимцентром Calumet CIVS университета Pur-due University, Массачусетским техноло-гическим институтом (MIT), Университе-том Окленда (University of Auckland, Но-вая Зеландия), компанией Harbison Wal-ker International (Питтсбург, шт. Пенсиль-вания, США), многими партнерами валюминиевом бизнесе.

Первые опыты по полной проверке ра-ботоспособности концепции провели в2007 году на пилотной башенной печи вПиттсбурге (рис. 1). Этот пилотный про-ект продемонстрировал способность ус-пешной реализации пропуска «зеленыханодов» и коксовой набивки из прока-ленного кокса через вертикальную ко-лонну обжига с отводом образующихсявнутри анодного колодца летучих из свя-зующего каменноугольного пека вовнешнюю колонну. В дополнение к под-тверждению возможности успешной реа-лизации такого процесса обжига анодовбыли также проведены исследованияотобранных образцов воздуха, поддер-жания температуры внутри колонны,осаждения летучих веществ на огнеупор-ных поверхностях башни и степени не-

обходимого вмешательства оператора вход непрерывного процесса.

Организация компанииПосле успешных опытов и испытаний,доказавших правильность и работоспо-собность новой концепции обжига ано-дов, в 2008 году г-н Лазаро зарегистри-ровал в Швейцарии совместное пред-приятие Lazar Anode Technologies AG, ор-ганизованное консорциумом частных ин-вестиционных компаний и промышлен-ных партнеров из США.

Прототип промышленной печи былпостроен и введен в эксплуатацию на но-вом предприятии Lazar Anode Technolo-gies LLC (Hawesville, шт. Кентукки, США),полномасштабном промышленном пред-приятии по производству обожженныханодов, необходимых для работы алю-миниевых заводов (рис. 2).

Конструкция обжиговой печи LazarCCBF защищена международными патен-тами по всем ключевым конструктивными эксплуатационным аспектам.

Сравнение конкурирующих технологий обжига анодов1. Кольцевые камерные печиТрадиционная печь обжига анодов коль-цевого типа, первоначально разработан-ная в конце 19-го века, является крупнымкапиталоемким производственным объ-ектом. Печи кольцевого типа имеют вы-

сокие эксплуатационные расходы в связис интенсивными колебаниями темпера-туры в системе с перемещением нагре-вающей мощности по кольцевому пери-метру печи и циклами нагрева и охлаж-дения, необходимыми для обжига ано-дов, а затем и выгрузкой готовых обо-жженных анодов. Традиционные еже-годные ремонты огнеупорной футеровкитаких печей с их перекладкой, а также пе-риодические частичные/локальные ре-монты или полные замены огневых про-стенков при повторных перестройках, яв-ляются необходимыми составляющимипроизводственных расходов, достигаю-щих десятки миллионов долларов в тече-ние всего ожидаемого срока эксплуата-ции печи кольцевого типа.

Противоречивые температурные гра-диенты в обжиговых камерах тради-ционных печей кольцевого типа такженегативно влияют на качество готовыханодов. Сегодня в электродной и алюми-ниевой промышленности для обжигаанодов преимущественно используютсякольцевые печи открытого типа (бессво-довые), которые порой испускают в ра-бочую среду опасные и вредные для здо-ровья персонала загрязнители.

2. Печь Lazar CCBFПечь Lazar CCBF состоит из вертикальныхогнеупорных башен с зонами предвари-тельного нагрева, обжига и охлаждения.Аноды обжигаются в вертикальной ко-лонне в ходе непрерывного процесса,позволяющего точно поддерживать тем-пературу и скорости прохождения мате-риалов для получения последовательнообожженных анодов. Обжигаемые ано -ды проходят печь сверху вниз, а зазормежду кирпичными огнеупорными сте-нами печи и анодами заполнен набивкойэлектродного кокса.

Летучие вещества сжигаются управ-ляемыми горелками, обеспечивая не-обходимое теплотворное значение дляобжига анодов и устраняя наиболееопасные загрязняющие вещества. Принеобходимости процесс сгорания можноинтенсифицировать за счет подачи не-больших объемов природного газа.

После обжига аноды проходят зонуохлаждения. Тепло от анодов отводится

*Don Neill – Senior Advisor, компания Lazar Anode Technologies, Швейцария

Рис. 1. Экспериментальная установка для доказательстваработоспособности концепции обжиговой колонны

23www.aluminiumtoday.com АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО


n Низкие затраты на переналадку. Гиб-кая конструкция печи Lazar CCBF позво-ляет размещать в ней аноды различнойвысоты без каких-либо структурных из-менений.

Проведенные оценки показывают, чтоисходные и последующие удельныеуровни CAPEX на метрическую тонну го-товых обожженных анодов в печи LazarCCBF на 35–45 % ниже, чем при приме-нении традиционных обжиговых печейкольцевого типа.

2. Экономия операционных расходов(OPEX) Эксплуатационные преимущества обжи-говой печи Lazar CCBF формируются последующим статьям экономии.

n Снижение прямых трудовых затратна обожженные аноды.

n Снижение расходов на природныйгаз и коксовую набивку, потребляемыхпри проведении процесса обжига.

n Потенциальная возможность сниже-ния объемов транспортировки и переме-щения готовых анодов для охлаждения ихранения.

n Значительное снижение затрат наобслуживание огнеупорной футеровки ипериодические локальные ремонты фу-теровки печи.

n Исключение необходимости приме-нения многоцелевого мостового кранадля технического обслуживания печи.

3. Повышение гибкости в операцияхобжига анодовСпособность печи Lazar CCBF в проведе-нии обжига и обеспечении непрерывнойподачи обожженных анодов приводит кследующим улучшениям.

n Алюминиевые заводы смогут болееэффективно проводить монтажные ра-боты по сборке анодов с желаемымитемпературами на условиях их поставки«точно в срок».

n Более гибкое регулирование про-изводительности печи обжига. Менед-жеры электролизных отделений могутувеличить или уменьшить объем про-изводимых анодов для удовлетворениятекущих потребностей завода.

При традиционных условиях работыобщие операционные расходы на печиLazar CCBF, по предварительным оцен-кам, будут примерно на 60 % ниже, чемполные затраты, необходимые для экс-плуатации и обслуживания печи кольце-вого типа.

4. Другие преимуществаВ отличие от кольцевых печей модульныесекции печи Lazar CCBF не обязательнодолжны иметь смежное расположение.Они требуют гораздо меньшей площадицеха, что позволяет размещать секциипечи с учетом производственных требо-

через огнеупорные простенки потокомохлаждающего воздуха с температуройвнешней среды. Поток охлаждающеговоздуха в этой зоне регулируется при по-мощи комбинации заслонок и вентиля-тора с переменной скоростью вращения.Это позволяет охлаждать аноды с опре-деленной требуемой скоростью и выда-вать их из нижней части печи с понижен-ными температурами по сравнению с зо-нами горения.

Для автоматизации функций полногопроцесса обжига в печи Lazar CCBF ис-пользуется система с двумя человеко-ма-шинными интерфейсами. Одна системаконтролирует процесс горения и гаран-тирует непрерывное поддержание целе-вой температуры, а также проводит мо-ниторинг давления в печи. Вторая си-стема регулирует процесс движения ано-дов, доставку прокаленного кокса длянабивки, работу другого вспомогатель-ного оборудования.

Кроме того, автоматизированные си-стемы управления непрерывно регистри-руют и архивируют значения темпера-туры и измерений характеристик анодов.Системы регистрируют температуру об-жига, размеры и изменение массы каж-дого обжигаемого в печи анода.

Аварийная сигнализация, встроеннаяв систему мониторинга температуры иусловий технологического процесса,обеспечивает безопасный и согласован-ный ход работы всех компонентов печи.

Изменение уровня затрат на обжиг анодовНа рис. 3 схематично представленосравнение процессов обжига анодов втрадиционных многокамерных кольце-вых печах с обжигом анодов в печи LazarCCBF. Это сравнение наглядно показы-вает принципиальное снижение общих

производственных затрат на обжиг ано-дов при переводе существующих алюми-ниевых заводов с традиционной техно-логии на технологию обжига в печи LazarCCBF. Новая печь обеспечивает большуюгибкость в технологических операциях иснижает негативное воздействие на окру-жающую среду.

1. Экономия капитальных затрат (CAPEX)Основные статьи снижения капитальныхзатрат на обжиг анодов в новой печи пе-речислены ниже.

n Снижение объемов дорогостоящихогнеупорных формованных кирпичейдля футеровки печи Lazar CCBF. Крометого, исключается необходимость строи-тельства бетонного днища каркаса печи(обечайки) для размещения футерован-ных простенков и опор.

n Требуется менее специализирован-ное оборудование. Автоматизированныйпроцесс перемещения коксовой набивкиустраняет потребность в применении до-рогостоящих мостовых многооперацион-ных кранов.

n Меньше перекладки огнеупорнойфутеровки. Постоянные температурывнутри печи Lazar CCBF гораздо болееблагоприятны для длительной эксплуата-ции материалов и самой печи.

n Высокоэффективное сжигание лету-чих снижает потребность в дорогостоя-щем газоочистном оборудовании дляборьбы с загрязнением.

n Низкие затраты на капитальноестроительство. Меньший объем переме-щения материалов с помощью крановустраняет необходимость дорогостоя-щего строительства металлических кон-струкций, традиционно применяемыхдля поддержания работы многофунк-циональных кранов на кольцевых печах.

Рис. 2. Прототип промышленной печи обжига анодов Lazar CCBF



Рис. 3. Сравнение технологического процесса Lazar CCBF с традиционной кольцевой печью обжига анодов

Рис. 4. Схема системы удаления летучих из печи Lazar CCBF

«Зеленый» анод

Подача «зеленых» анодов

ПЕЧЬ LAZAR CCBF

Одноцелевой кран

Пост

авка

«точ

но в

сро

к»

Пост

авка

«точ

но в

сро

к»

ПР

ОЦ

ЕС

С О

БЖ

ИГА

АН

ОД

ОВ

Склад «зеленых» анодов

Традиционная кольцеваяпечь (открытого типа)

Многоцелевой мостовой кран

Удельныезначения

CAPEX

Удельныезначения

OPEX

CCBF ORT CCBF ORT

CCBF ORT CCBF ORT

Охлаждение

Складирование

Монтаж анодов

Кольцевая камерная печь

Печь Lazar CCBF

Монтажанодов

Электролизная секция

Системаудалениялетучих

Зона нагрева

Коксовая набивка

Обожженный анод

ваний. Например, для установки печиCCBF для алюминиевого завода произво-дительностью 250 тыс. т/год потребуетсяв общем только около 30 % от площади,необходимой для установки традицион-ной кольцевой печи.

Уникальные особенности печи LazarCCBF обеспечивают лучшие условия ин-теграции процесса предварительного об-жига анодов с анодомонтажными опера-циями (в горячем состоянии или тради-ционным образом) и, следовательно, сработой электролизной серии. Это обес-печивает дополнительное преимуществоза счет исключения расходов на хранениеи предварительный нагрев поступающиханодов.

Поскольку обжиг анодов в печи LazarCCBF проводится в условиях более после-довательного температурного профиля,то возникновение и распространениетрещин в результате изменения степенинагрева, исключается. Кроме того, обес-печиваются оптимизированные электри-ческие свойства анодов, что приводит кизмеряемым на практике улучшениямпроизводительности электролизеров впроцессе выплавки алюминия.

Печь Lazar CCBF делает ненужныминекоторые расточительные и потенци-ально вредные виды деятельности приобжиге анодов. На этой печи извле-каются и сжигаются практически все ле-тучие вещества, испускаемые анодами впроцессе обжига, предотвращая вы-бросы в печную атмосферу и исключаяотложения на внутренних огнеупорахпечи. Такой уровень эффективностиустраняет необходимость улавливания

летучих веществ (ПАУ) из отходящих га-зов печи. Рис. 4 показывает, как рабо-тает система вытяжки летучих в печиCCBF.

Устранение негативного влияния тер-мических циклов на огнеупоры такжепозволяет исключить использованиевредных керамических волокон. Такоеснижение материальных выбросов и эко-логических опасностей приводит к болеебезопасному и экологически чистомупроцессу обжига анодов.

Экологическое влияниеНациональные и местные органы властипостоянно ужесточают законодательныетребования, непосредственно направ-ленные на регулирование работы круп-ных промышленных сегментов.

На производителей алюминия посто-янно оказывается давление, чтобы сокра-тить их потребление энергии и влияниена окружающую среду.

Традиционные открытые печи коль-цевого типа не так эффективны, как тех-нология печи Lazar CCBF, и они порож-дают значительное выделение токсиновво время обжига анодов. Эти токсины,в первую очередь смолы/пек, могутпроникать в огнеупоры и поддерживаю-щие бетонные конструкции. Это застав-ляет алюминиевые заводы и огнеупор-ные предприятия применять безопас-ные методологии для их утилизациипосле замены футеровки, например,складируя их в отвалах на промышлен-ных свалках.

Процесс обжига анодов Lazar CCBFимеет внутренне более низкую степеньвоздействия на окружающую среду, чемобычные печи кольцевого типа. Низкиеобщие уровни выбросов вредных ве-ществ технологии CCBF позволяют сни-зить жесткие требования к дизайну си-стем скрубберов по улавливанию фтори-дов, снизить затраты и обеспечить без-опасную рабочую среду для заводскогоперсонала.

ВыводыТехнология печи Lazar CCBF являетсяэкологически предпочтительным про-мышленным процессом обжига анодов.Конструкция печи стала результатоммноголетних и интенсивных научных ис-следований и разработок, концепцияпечи прошла проверку и получила дока-зательство ее работоспособности на пи-лотной полупромышленной установке,была построена и пущена в эксплуата-цию полномасштабная промышленнаяпечь на заводе в Hawesville (США, шт.Кентукки).

Этот непрерывный процесс обжигаобеспечивает высокий уровень стабиль-ности и беспрецедентного контроля про-цесса обжига анодов при сохранениивозможности проектирования гибкойконструкции для удовлетворения различ-ных технологических требований.

Применение печи Lazar CCBF обес-печивает получение значительных фи-нансовых преимуществ для алюминие-вых заводов за счет обеспечения воз-можности поэтапной замены устаревшейинфраструктуры, предоставления опера-ционных преимуществ по эффективностипроизводства, пониженного воздействияна окружающую среду и модульностиконструкции. n

www.lazaranodetech.com

«Горячий»монтаж



Анодомонтажный цех: открыт для бизнесаКомпания Outotec (Финляндия) в марте 2015 года приобрела алюминиевый бизнес австралий-ской инжиниринговой компании Kempe Engineering, специализирующейся в области развитиятехнологий, проектов, технического обслуживания, изготовления и поставки технологическогооборудования для алюминиевых заводов.

Манфред Бейлштейн*

Технологии и сервисные продукты ком-пании Kempe Engineering (Австралия)сфокусированы на производстве обору-дования для демонтажа отработанных имонтажа новых анодов, производствен-ных мощностей для подготовки и пере-работки электролита для ванн электроли-зеров. Благодаря этому приобретению,компания Outotec существенно расши-рила и укрепила свой портфель продук-ции и услуг для алюминиевых заводовмира.

Анодомонтажный цех В настоящее время компания Outotecпредлагает полный спектр технологиче-ского и вспомогательного оборудованиядля анодомонтажного производства –«anode rodding shop», включая подвес-ной конвейер, вспомогательные цеха длядробления и переработки остатков угле-родных продуктов («анодных огарков»),а также оборудование для переработкитвердого криолитоглиноземного рас-плава, удаления горячей корки электро-лита и ее охлаждения, если это нужно.Компания Outotec покрывает полныйдиапазон: от комплексных решений наусловиях «под ключ» до разработки и по-ставки индивидуально спроектирован-ного оборудования и услуг по его экс-плуатации и техническому обслужива-нию. Что касается конфигурации анод-ного устройства, то продукты компанииохватывают все известные виды кон-струкций анододержателей для обо-жженных анодов, которые используютсяв настоящее время в алюминиевой про-мышленности. Конструкции анододер-жателей бывают: с одним, 2-мя, 3-мяили 4-мя ниппелями в однорядном рас-положении; с четырьмя или шестью нип-пелями в двухрядном расположении –«паукообразной» конструкции.

Цех монтажа и демонтажа анодов иг-рает очень важную роль в работе всегоалюминиевого завода, поскольку он слу-жит связующим звеном между ваннамивосстановления (электролизерами) иэлектродным заводом, обеспечивающимнепрерывное производство алюминиярасходуемыми предварительно обо-жженными анодами. В то же время, ано-

домонтажный цех вторично перерабаты-вает огарки и ремонтирует конструктив-ные элементы анододержателей и со-бранных анодных устройств, получает иготовит для вторичного использованияотработанные анодные материалы (по-крытия анодов в ванне, углеродные от-ходы, чугунную заливку).

При проектировании новых анодо-монтажных цехов с полным циклом опе-

раций компания Outotec основное вни-мание направляет на улучшение и опти-мизацию эффективности всех технологи-ческих процессов.

С точки зрения перспектив нового ано-домонтажного производства это озна-чает, что поставленными для достиженияцелями являются:

n обеспечение последовательной, сучетом текущей потребности, поставкисобранных на анододержателях анодовна электролизную линию;

n обеспечение гарантии, что качествособранных анодов, поставляемых в элек-тролизную линию, не будет оказывать не-гативного влияния на работу электролиз-ной секции;

*Manfred Beilstein – директор по продажам и инжиниринговым процессам (Sales & Process Engg) компании Outotec, Финляндия

Рис. 1. Возможные конфигурации собранных анодных устройств

Загрузка/выгрузкаСобранные аноды для доставки в электролизную секцию



заводов специалисты компании Outotecиспользуют 3-D моделирование и пред-варительно детально исследуют ход про-изводственных процессов во времени идвижении.

Динамическая симуляционная модельявляется мощным инструментом на ис-ходном этапе проектирования, которыйпозволяет доказать, что завод со всемиего конструктивными параметрами ипредложениями будет работать так, каки предполагалось клиентом при приня-тии решения по инвестициям.

3-D модель анодомонтажного цеха,охватывающая все ключевые эксплуата-ционные характеристики, покажет, гдепотенциально могут возникать «узкиеместа» на производстве, она также впоследующем может быть использованадля оптимизации структуры производ-ства. После создания 3-D симуляционноймодели в нее вводятся проектные пара-метры завода, данные о производитель-ности оборудования (MTBF – среднеевремя между отказами и MTTR – среднеевремя между ремонтами), сменный гра-фик работы завода, а затем реализуетсявысокоскоростной процесс моделирова-ния с реализацией множества возмож-ных вариантов и получением результатовдля детального анализа. Значения MTBFи MTTR основаны на статистических дан-ных действующих заводов с аналогич-ным оборудованием.

Уже на ранней стадии проектированиямодель помогает лучше понять ход и на-дежность производственных процессов,которые можно ожидать от анодомон-тажного цеха, позволяет прогнозироватьс повышенной точностью и с высокой сте-пенью достоверности ожидаемую про-изводительность завода, тем самым спо-собствуя оптимизации инвестиций.

Что касается основного технологиче-ского оборудования, то Outotec фокуси-руется на ключевых операциях анодо-монтажного производства:

n автоматизированных станциях по-грузки/разгрузки поддонов;

n системах автоматизированного уда-ления твердой корки электролита, вторич-ной и тонкой очистки анодных огарков;

n станциях сборки анодов и заливкиновых сборок анодных устройств литей-ным чугуном.

n обеспечение гарантии, что работасамого анодомонтажного цеха будет эко-номически эффективной.

Хотя акцент и делается на повышенииэффективности производственного про-цесса, но одновременно проектиров-щики цеха и дизайнеры оборудованиядолжны принимать во внимание ряд по-тенциальных переменных каждого кон-кретного проекта. Например, таких, ко-торые связаны с входными продуктамидля анодомонтажного цеха (отработан-ными анодами из электролизных серий иобожженными анодными блоками из пе-чей обжига анодов). Это могут быть:

n плохо расположенные на поддонаханодные огарки;

n высокий уровень наличия глиноземаи твердой корки электролита на поверх-ности отработавших анодов;

n поломанные анодные огарки;n пригоревшие на воздухе карманы на

огарках;n изношенные или отсутствующие то-

копроводящие штыри, изогнутые нип-пели;

n отклонения допусков размеров обо-жженных анодов, анодные трещины.

Для адаптации к таким переменным висходных материалах технологическоеоборудование анодомонтажного цехадолжно обеспечивать успешное проведе-ние работ в пределах узкого диапазонаколебаний переменных. Основные вы-зовы и переменные при демонтаже отра-ботанных и монтаже новых анодов пред-ставлены ниже.

Очистка анодных огарков от гли-нозема и твердой корки электролита:стадии горячей и холодной очистки,средняя твердость, высота, крылья,ограничения в размерах поломанныхогарков.

Дробеструйная обработка огарков:достижение пониженного уровня содер-жания солей натрия, обращение с отхо-дами.

Перекрестное загрязнение потоковпродукции: углерод в электролите/элек тро лит в углероде/железо в любомматериале.

Очистка анододержателей: очисткатокопроводящих штанг и ниппельныхкронштейнов, переработка отходов.

Ремонт и правка анододержателейи ниппелей: потерянные, сломанные,изогнутые ниппели, их эрозия, наплывычугунной заливки.

Сборка анодного устройства: вы-равнивание соосности ниппельныхгнезд, выравнивание блока штанги и тра-верс.

Литейный чугун: химический состав,температура, доставка чугунной заливки.

Заливка чугуна: точность при за-ливке, переливы, очистка носика, пред-варительный подогрев, очистка.

На концептуальной и базовой стадиипроектирования новых анодомонтажных

Проект системы удаления и переработки застывшего электролита

Обдувка сжатымвоздухом

Мощные гидравлические молотковые дробилки

Очистка цепны-ми молотками

Станция очистки скребками

Анодные устройства в сборе

Установка для дробеструйной обработки огарков



Система подготовки электролита

Компания Ouotec разработала и по-ставила множество различных видовстанций погрузки/разгрузки поддонов,как этого требовали различные конфигу-рации анодных устройств и различныеспособы размещения анодов на поддо-нах. Таким образом, все машины былиполностью спроектированы и изготов-лены специально для удовлетворенияиндивидуальных требований конкретныхпроектов.

Новейшие системы удаления твердойкорки электролита и очистки поверхно-сти огарков от остатков глинозема и элек-тролита, как правило, спроектированы ввиде оборудования для многоступенча-той обработки, расположенного в общемшумо- и пылезащитном корпусе.

Для первичного разрушения и удале-ния твердой корки электролита, покры-вающей отработанный анод, установ-лены мощные, гидравлически приводи-мые молотковые дробилки. После пред-варительной очистки огарки обрабаты-ваются скребками/жесткими щетками,цепными молотками и обдуваются сжа-тым воздухом.

После предварительной очистки огар-ков для их окончательной чистки прово-дится обработка в дробеструйной ма-шине, которая является решающим эта-пом для достижения минимальных уров-ней натрия в угольных отходах перераба-тываемых огарков. Дробеструйная го-ловка машины должна вращаться вокруганодной сборки на 360° для полногоохвата обрабатываемой области угле-родной поверхности. Машины дробе-струйной обработки анодных огарковкомпании Outotec оснащены полностьюгерметичным защитным корпусом и поз-воляют проводить настройку продолжи-тельности обработки для оптимизациипроцесса очистки.

Станция сборки анодных устройствобычно состоит из станций контроляанододержателей и соосного совмеще-ния анода с анододержателем. Собран-

Переработка твердого электролита и подготовка покрытия анодов в ваннеВ области переработки застывшего крио-литоглиноземного расплава (электро-лита) компания Outotec является веду-щим поставщиком на условиях «подключ» установок для дробления и рецик-линга анодного покрытия и скаченногоиз электролизеров электролита, включаяподготовку «материала для укрытияанода» или глиноземную засыпку (смесьизмельченного твердого электролита ивторичного глинозема с предварительнозаданным соотношением глинозема).

Для охлаждения «горячей» твердойкорки криолитоглиноземного расплаваот температуры 800–850 °С до темпера-туры ниже 80 °C компания Outotec по-ставляет проверенный тип охлаждающихконвейеров, а также вертикальные баш -ни охлаждения шахтного типа, которыеоснащены воздушными теплообменни-ками с «четырьмя противоточными про-ходами». Последние являются предпоч-тительным решением в условиях, когдадоступен ограниченный углеродный следтолько для установки охлаждения твер-дой корки электролита.

Заключение Возможность поставлять полный ком-плексный анодомонтажный цех с вспо-могательными цехами по утилизации по-путного углеродного лома и переработкитвердой корки электролита (криолита) изединого источника в качестве общего па-кета на условиях поставки «под ключ» де-лает компанию Outotec уникальным по-ставщиком для мировой алюминиевойпромышленности. n

Контакты:www.outotec.com

ный анодный блок передается по кон-вейеру (с зажимными системами дляточного совмещения анода с анододер-жателем посредством опускания ниппе-лей в ниппельные гнезда) на полуавто-матическую заливку расплавленного чу-гуна между ниппелем и стенкой нип-пельного гнезда для прочной фиксациианодной сборки. Основные функции за-ливочной машины анодов литейным чу-гуном:

n точная и быстрая регулировка на-клона литейного ковша с использова-нием новейших VFD-приводов;

n центр наклона ковша с жидким чугу-ном совмещен с носиком, но основныеподшипники расположены на удаленииот источника тепла;

n процесс заливки реализуется прак-тически в автоматическом режиме с ис-пользованием новейших систем регули-рования и современных возможностейпрограммирования.

Переработка углеродного ломаДля дробления углеродного лома (анод-ных огарков) компания Outotec предла-гает решение в виде двухстадийного про-цесса дробления, который успешно реа-лизован на многочисленных заводахмира. Ключевыми элементами этогоучастка являются первичная дробилка(такая как, гидравлическая дробилкаанодов Outotec) и конусная дробилка(как вторичная дробилка для дополни-тельного измельчения угольных отходовдо заданной крупности).

Пропускная способность процессаобычно составляет 30–40 т/ч, с измель-ченным углеродным материалом докрупности зерен, как правило, менее 20мм, готовым для использования в каче-стве грубой фракции сухого наполнителяанодов.Гидравлическая дробилка отработанных анодов

28 ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ www.aluminiumtoday.com


Соображения по огнеупорной футеровке печей для плавки алюминия В статье рассмотрены причины и механизмы износа футеровок, даны рекомендации по выборуогнеупорных материалов для футеровки алюминиевых плавильных печей и миксеров. Рут Энгел*

Алюминиевая промышленность являетсякрупным потребителем огнеупорных ма-териалов. Плавка алюминия происходитпри сравнительно низкой температуре(рис. 1), поэтому можно ожидать, чтовыбор огнеупорной футеровки печей дляплавки вторичного алюминия болеепрост, чем для других процессов [1], ноэто заблуждение.

Горячая огнеупорная футеровка пла-вильных печей/миксеров подвергаетсявоздействию чрезвычайно агрессивнойсреды, от нее одновременно ожидаютповышенной эффективности и мини-мальных затрат времени на обслужива-ние. Совершенствование процесса плав -ки вторичного алюминия за счет приме-нения различных флюсов и лигатур, ме-тодов очистки печи, замены традицион-ных газовых горелок на топливно-кисло-родные горелки, повышения доли алю-миниевых отходов и лома [2], связанноес ростом температуры в зонах печи, атакже расширение производства алюми-ниевых сплавов с Mg негативно влияютна стойкость огнеупоров.

В этой статье рассматриваются основ-ные причины износа/разрушения огне-упорной футеровки и вопросы обосно-ванного выбора огнеупорных материаловв металлургии вторичного алюминия.

Общие соображенияКомпозиция огнеупорной футеровкиплавильных печей и миксеров, как пра-вило, зависит от зон печи и состоит из не-скольких слоев. Внутренняя рабочая сто-рона футеровки, непрерывно контакти-рующая с расплавленным металлом,должна стойко выдерживать его воздей-ствие и атаку флюсов/солей/дросса,быть инертной по отношению к щелоч-ной атмосфере. Под этим огнеупорнымслоем могут быть установлены промежу-точный, опорный и изолирующий слои.Соответствующий дизайн огнеупорнойфутеровки, вместе с надлежащей практи-кой ее эксплуатации, сводит к минимумутепловые потери в системе и обеспечи-вает максимальную энергоэффектив-ность процесса плавки (рис. 2).

Износ огнеупоров Плавильные печи/миксеры включают

нескольких различных рабочих зон: верх-нюю зону с горелками и горячей атмосфе-рой (свод) и нижнюю зону с ванной (по-дину) для накопления расплавленногоалюминия. Плавильная камера должнавыдерживать комбинированное воздей-ствие расплавленного алюминия/дросса/флюсов/атмосферы и является наиболеесложной зоной для футеровки.

Большинство плавильных печей футе-руют алюмосиликатным огнеупорнымматериалом (шамотом) в силу его легкойдоступности и низкой стоимости. Частодля верхней и нижней зон печи исполь-зуют разные футеровочные материалы,чтобы лучше удовлетворить их различ-ные требования. Футеровка в контакте срасплавленным металлом подвергаетсяизносу в результате химических реакцийалюминия с компонентами футеровки,может получать механические поврежде-ния при очистке, скалывании настылей,удалении дросса, а также при выпускеметалла, когда подвергается воздей-ствию высоких температур, щелочей итепловых ударов при открывании дверипечи. Зона плавильной ванны должнапротивостоять всем перечисленнымвыше вызовам и, кроме этого, периоди-чески выдерживать локальные и экстре-мальные перепады температуры.

Взаимодействие огнеупоров с расплавом алюминияИзучению реакций между огнеупорами ирасплавленным алюминием посвященомножество исследований, но до сих нетчеткого понимания механизма коррозиифутеровки. Алюмосиликатные огне-упоры в контакте с расплавленным алю-минием взаимодействуют с формирова-нием корунда (Al2O3), что приводит к об-разованию на поверхности футеровкинастылей из смеси корунда, шпинели,

*Ruth Engel – Refractory Consulting Services, E-mail: [email protected] www.refractoryexpert.comПервоначально статья «Refractory Considerations for Aluminum Melting and Holding Furnaces» опубликована в журнале IRE, p. 22–25, Jan. 2015. Печатается с разрешения.

Рис 1. Температурный диапазон реализации различных промышленных процессов [1]

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Температура, °C

Тугоплавкие металлыГрафит

Угольные электродыРазложение фосфатов

ПортландцементСпеченные карбиды

FusionСпеченная керамикаПлавка оксидов

Разложение сульфатовКальцинирование карбонатов

Плавка Al и MgТермообработка и отжиг

СтеклокерамикаОбжиг сульфидных руд

Карбиды и нитриды металловВарка и формование стекла

Угольные топливные элементыПаровые бойлеры

Прокаливание гидрокисиНефтехимические процессы

Промышленная сушка

При

мер

ный

тем

пера

турн

ый

диап

азон

про

цесс

ов

Рис. 2. Диаграмма Сэнки ( Sankey) тепловых потоков и то-чек потери тепловой энергии в печи плавления алюминия [3]

Потери с отходящими газами

ПЕЧЬ

Тепло для ванны

ПОЛЕЗНЫЙ ВЫХОД

ТЕПЛА

Потери

через сте

ныПоте

ри при

открыван

ииПоте

ри на к

онвейере

Нетто

Доступное

Со хра(только ванна)

тепло

ненное

Скры

тые

Види

мые

ПОЛНЫЙПОДВОДТЕПЛА

29www.aluminiumtoday.com ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


личных фторидов (AlF3, CaF2). Добавка вогнеупоры барита приводит [10] к обра-зованию при 1000 °С цельзиана, которыйстановится барьером для коррозии Al, вто время как фториды заполняют порыпродуктами реакции. Антисмачивающиедобавки разлагаются при различных тем-пературах и после их полного разложе-ния огнеупоры теряют свою инертность красплаву алюминия.

Другим направлением являются не-смачиваемые фосфатные огнеупоры. До-бавка фосфата придает огнеупорам вы-сокую устойчивость к инфильтрации домомента их разложения при температуревыше 1500 °C [13]. Такая добавка вклю-чается в состав смеси огнеупорного кир-пича перед обжигом, в плавлено-литыхогнеупорах она может быть связующимили дополнением к нему, а в огнеупор-ных бетонах для монолитных футеровок(формованных термопластиках) – свя-зующим. Кроме того, добавка фосфата вкачестве компонента неформованных ог-неупоров для монолитных футеровок избетона существенно улучшает сцеплениеновых и уже установленных огнеупоров,что важно при проведении ремонта огне-упорной футеровки.

Применение золь-гельных связующих,в частности коллоидного кремнезема,проникающего в мельчайшие поры ипрепятствующего инфильтрации ме-талла, минимизирует или исключает не-обходимость применения добавок дляпридания несмачиваемости [9].

непрореагировавших кусков огнеупоров,а также Si и Al. Для сохранения исходногополезного объема печи и ее проектнойпроизводительности необходима регу-лярная очистка стен печи со скалываниемналипшего слоя корунда. Такие настылидовольно трудно удаляются из-за ихпрочной связи с огнеупорами за счет ин-фильтрации металла в пористую струк-туру футеровки.

На рис. 3 схематично показан меха-низм формирования корунда на стенахпечи, а на рис. 4 показаны примеры об-разующихся настылей.

Поскольку многие оксиды проявляюттермодинамическую неустойчивость вконтакте с жидким алюминием, то дляоценки взаимодействия расплавленногометалла с различными минеральнымикомпонентами огнеупоров используютпринципы термодинамики. На рис. 5представлена диаграмма Ellingham, ха-рактеризующая контакт расплава алюми-ния с некоторыми видами огнеупорногосырья. Видно, что при взаимодействииоксида кремния с расплавом алюминиявесь кремний может быть восстановлен(независимо от его вида: чистый кремне-зем или минерал, как муллит).

Корунд образуется при восстановле-нии SiO2 в соответствии со следующейреакцией:

3SiO2 (т) + 4Al (ж) → 2Al2O3 (т) + 3Si (ж)

Если алюминиевый сплав содержитмагний, то за счет образования магнезииможет быть снижено содержание SiO2или при реакции Mg с Al2O3 – образовы-ваться шпинель:

SiO2 (т) + 2Mg (ж) → 2MgO (т) + Si (ж)

4Al2O3 (т) + 3Mg (ж) → 3MgAl2O4 (т) +2Al (ж)

Кроме этого, при доступности кисло-рода будет происходить окисление жид-кого алюминия с образованием на по-верхности ванны слоя оксидов Al2O3:

4Al(ж) + 3O2(г) → 2Al2O3 (т)

На рис. 6 схематично представлен ме-ханизм реакций в зоне контакта алюми-ниево-магниевого расплава и огнеупо-ров с образованием глинозема, магне-зии и шпинели. На рис. 7 показана мик-роструктура зоны контакта после такихреакций. Подробно эти механизмы об-суждаются в работах [7–9].

При этом нельзя забывать и о другихоксидах, присутствующих в огнеупорныхматериалах (таких как оксид железа, TiO2и др.). Они также восстанавливаютсярасплавленным алюминием и образуютпрочный спекшийся монолит на поверх-ности футеровки, защищающий ее отдальнейшей инфильтрации алюминия.

Устойчивость к инфильтрацииалюминияИзвестно несколько подходов к повыше-нию устойчивости огнеупоров к инфильт-рации алюминия и придания им не-смачиваемости. Их целью является за-медление или исключение вышеприве-денных реакций восстановления огне-упорных компонентов. Ниже перечис-лены некоторые доступные промышлен-ные технологии.

Наиболее общим подходом, особеннодля плавлено-литых огнеупоров с алю-минатом кальция, является применениеразличных добавок [10–12] для прида-ния огнеупорам несмачиваемости. Такиедобавки, обеспечивающие инертностьогнеупоров к расплаву алюминия, могутбыть на основе сульфата бария или раз-

Рис. 3. Схема формирования корунда [4] Рис. 4. Формирование корунда: настыли на огнеупорах стенок печи (а) и кусок настыли (б) после скалывания [5]

Рис. 5. Свободная энергия минера-лов, применяемых в огнеупорныхкомпозициях, при прямом контактеогнеупоров с расплавом алюминияи его сплавов [6]. Стабильные (сверху) и нестабиль-ные (снизу) оксиды разделеныпунктирной линией.

ДИАГРАММА ELLINGHAM ДЛЯ АЛЮМИНИЯ

Температура, [K]

1073 1273 1473CaO

MgO

ЦирконийBaOSiCИбонит

TiO2Муллит КианитКремнезем

125

75

25

-25

-75

-125

Своб

одна

я эн

ерги

я, к

Дж

/км

оль

Внутренний рост корунда

Настыли корунда

Ванна алюминиевого

сплава

Инфильтрация металлаЗона прореагировавших

огнеупоров

Неизмененная огнеупорная футеровка (а) (б)

Воздух/атмосфера

30 ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ www.aluminiumtoday.com


Новым подходом является использо-вание специальных сырьевых материа-лов или связующих с низкой смачивае-мостью алюминием, которые содержаттолько известь и глинозем, таких как хек-салюминат кальция или бонит [6, 14, 15].Микроструктура огнеупорных образцовна основе бонита показывает отсутствиеинфильтрации металла после выдержкив расплаве алюминия (рис. 8). Такиеплавлено-литые огнеупоры в силу самойприроды их соединения могут такжеобладать встроенными изоляционнымисвойствами [17].

Испытания огнеупоров на инфильтрацию и износостойкостьДля оценки устойчивости к инфильтра-ции алюминия новых огнеупорных мате-риалов проводят тесты-выдержки образ-цов с моделированием реальных усло-вий применения. Некоторые крупныеалюминиевые компании разработалисвои собственные «стандартные» тесты[18] с определенной длительностью вы-держки образцов огнеупоров различнойформы (рис. 9) в расплаве металла сустановленной температурой. Затем ог-неупоры классифицируют в соответствиис принятыми критериями, чаще на ос-нове визуального сравнения инфильтра-ции металла и изменений между полу-ченным состоянием и новыми огнеупо-рами.

Огнеупоры в районе ванны расплавадополнительно подвергаются воздей-ствию флюсов, содержащих различныетипы и количества щелочных солей, фто-ридов и хлоридов, которые имеют низ-кую температуру плавления и легко про-никают в пористую структуру футеровки.Для оценки дополнительного влиянияфлюсов на футеровку и огнеупорныекомпоненты проводят стендовые высоко-температурные испытания с тестовымичашами, покрытыми солями, KCl, CaCl2,NaCl, CaF2, NaF, криолитом (Na3AlF6). По-лучено (рис. 10), что фториды болееагрессивны к футеровке, чем хлориды, аиспользование криолита приводит к наи-большим разрушениям [19].

Условия в верхней зоне печи зависятот температуры в печи, чистоты и видаотапливающего газа, присутствия любыхщелочей, поскольку при высоких темпе-ратурах флюсы разлагаются и в газооб-разном состоянии проникают в огне-упоры и реагируют с ними.

Новые огнеупорные композиции про-ходят тестирование на износостойкостьпод влиянием щелочей. Огнеупорныеобразцы устанавливают в закрытой ка-мере и заполняют щелочью, после чегосборку нагревают и выдерживают привысокой температуре в течение задан-ного периода времени. Образцы послевыдержки анализируют на инфильтра-цию и изменения. Рис. 11 демонстрирует

Рис. 7. Микроструктура [8] сплава Al 5 %-Mgпосле окисления на воздухе с температуры1150 °C (слой между областями глиноземаи алюминия – шпинель MgAl2O4)

Рис. 8. Микрофотографии, полученные на растровом электронном микроскопе в отраженном свете (а) и методом катодолюми-несценции (б), демонстрирующие отсутствие инфильтрации металла и инертность огнеупоров на основе бонита [16]

Рис. 9. Примеры образцов огнеупоров при проведении тестов на инфильтрацию расплавленного алюминия [18]

Рис. 6. Схематическое представление реакций футуровки с расплавом Al и Mg [8]

(а) (б)

Алюминий ААллююммиинниийй

ГГллииннооззеемм (из-за окисленияалюминия)

Глинозем

(PO2 = 0,2 атм)

Mg (g) + 1/2 O2 (g)

2 Al (1) + 3 MgO (s)

Mg (g) + 2 Al (1) + 2O2(g)

+ 3 Mg (g)

MgO

Вторичная шпинель (плотная)

Al2O3/Al композит (с низкой скоростью роста)

Al2O3/Al композит (с высокой скоростью роста)

Вторичная шпинель (пористая)

Al-Mg (сплав)

2 Al (1) + 4 MgO (s) ➝MgAl2O4 (s) + 3 Mg (g)

3 MgAl2O4 + 3 Mg (g) (s) + 2 Al (l)

MgO (s)

Al2O3 (s)

Al-Mg(CLAS)

3 Mg (g)

MgAl2O4 (s)

4 Al2O3 (s)

31www.aluminiumtoday.com ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


результаты одной такой серии испыта-ний. В печах плавления/миксерах ще-лочи могут реагировать с силикатами вогнеупорах с образованием глазури, ко-торая герметизирует микропоры поры,предотвращая дальнейшее разрушениефутеровки.

Выбор огнеупоров для футеровки плавильных печейДля футеровки плавильных печей/мик-серов могут применяться огнеупорныекирпичи, плавлено-литые огнеупорныеблоки, пластические монолиты, а такжеих сочетание.

Изначально использовали обо-жженные кирпичи с фосфатной связ-кой, но позже их заменили на плав-лено-литые огнеупорные блоки с низ-ким содержанием цемента. Недостат-ком использования огнеупорного кир-пича является необходимость приме-нения труда каменщиков и высокаядлительность процесса изготовленияогнеупорной футеровки. Преимуще-ством является возможность контролясвойств огнеупоров при их изготовле-нии и независимость от условий местаустановки.

При раннем применении плавлено-литых огнеупоров существовали огра -ничения в предварительном проведе-нии литья и обжига крупных огнеупор-ных блоков, но сегодня их можно уста-навливать на месте [21]. Предвари-тельно отлитые огнеупорные изделияобладают теми же преимуществами, чтои кирпич, но все еще сохраняют стыки,которые при высоких температурах мо-

Список литературы

1. Refractories for Industrial Processing: Opportunities for Im-

proved Energy Efficiency. J. Hemrick, H.W. Hayden, P. Angelini, etc.

DOE-EERE Industrial Technology Program, 2005.

2. Aluminium Salt Slag Characterization and Utilization – A Review.

P.E. Tsakiridis, Journal of Hazardous Materials, 2012.

3. Energy Savings Through Phosphate Bonded Refractory Materials.

J. Decker, Aluminium Cast House Technology, edited by J.F. Grand-

field & J.A. Taylor, 2009.

4. Characterization of Post-Mortem Refractory Ceramics from Alu-

minum Melting Furnaces. M. Karakus, W. Headrick, E. Feiner. TMS

Annual Meet., 2006.

5. Comparative Strengths of Refractories versus Corundum in Fur-

nace Linings. K.A. McGowan, P.A. Beaulieu. Die Casting Eng., V.52,

№6, 2011.

6. Advantages of Calcium Hexaluminate in a Corrosive Environ-

ment. M. Schnabel, A. Buhr, G. Büchel, R. Kockegey-Lorenz, J. Dut-

ton. Refractories World Forum, V.3, №4, 2011.

7. Refractories for Molten Aluminum Confinement. C. Allaire, Can.

Cer. Soc., V.69, №1, 2000.

8. Interfacial Phenomena. C. Allaire, Am. Ceram. Soc. Proc., V.1,

d883, 2000.

9. Advances in no Cement Colloidal Silica Bonded Monolithic Refrac-

tories for Aluminum and Magnesium Applications. M.W. Anderson,

L.A. Hrenak, D.A. Snyder. UNITECR Proceedings, Vancouver, 2013.

10. Additives and the Corrosion Resistance of Aluminosilicate Refrac-

tories in Molten Al-5 Mg. M. Allahevrdi, S. Afshar, C. Allaire, JoM, 1998.

11. Anti wetting Additives for Aluminosilicate Refractories in

Molten Aluminum Contact Applications. Devdutt Pramod Shukla,

PhD Thesis, 2009.

12. Furnaces: Improvement of Low Cement Castables by Non- Wet-

ting Additives. S. Afshar, C. Allaire, JoM, V.1, 2001.

13. The adhesion, cohesion, and non-wetting properties of liquid

phosphate bonded refractories, docs.google.com/viewer?url=

http:// www.thermbond.com/White Papers/

14. The Use of Calcium Aluminate Solutions in the Aluminium In-

dustry. C. Wöhrmeyer, N. Kreuels, C. Parr, T. A. Bier. UNITECR Pro-

ceedings, Berlin, 1999.

15. Raw Material Concepts for SiO2 Free High Strength and Low

Wettability Aluminium Castables. A. Buhr, Dagmar Gierisch, R.W.

McConnell. UNITECR Proceedings, Orlando, 2005.

16. Characterization of Submerged and Metal Contact Refractory

Materials for Aluminum Melting/Handling Processes. M. Karakus, W.

Headrick, D. Shukla, M. Bright, MST, 2006.

17. Overview of New Refractory Technology and Its Impact on En-

ergy and Maintenance Cost Savings at Several Die Casting Facilities.

R.M. Cullen, K.A. McGowan. Die Casting Engineer, 1, March 2013.

18. Assessing Monolithic Refractories for Use in Aluminum Melt-

Hold Furnaces. A. Wynn, J. Coppack, T. Steele. Advanced Materials &

Processes, July, 2011.

19. Effects of Salts on Metal Oxidation and Refractory Corrosion In-

duced by Molten Aluminum Alloys. S. Afshar, C. Allaire, E. Dajoux.

CIM, V.3, 2004.

20. Improved Monolithic Materials for Aluminum Melt-Hold Fur-

naces. J. Coppack, T. Steele, A. Wynn. Industrial Heating, Jan., 2012.

21. Current Trends in Aluminium Casthouse Furnace Linings. D.

Jones. 3rd International Melt Quality Workshop, Dubai, Nov. 2005.

гут вызвать проблемы. Плавлено-литыеблоки требуют меньше времени дляустановки, чем кирпичная кладка,имеют минимум стыков. Их недостат-ком является зависимость свойств отпроцедуры установки и правильнойсуш ки/обжига до их контакта с распла-вом алюминия. При выборе огнеупоровнеобходимо проанализировать различ-ные типы систем связующих/сырьевыхматериалов по износостойкости, хими-ческой совместимости, доступностиоборудования и персонала для уста-новки, рекомендованной скорости суш -ки, стоимости.

Хотя применение пластических моно-литов не так широко распространено, какплавлено-литых огнеупоров, но сегоднянет никаких технических причин для от-каза от их промышленного применения.Для обеспечения надлежащих процедурпо их установке следует избегать появле-ния слоистой структуры, а обжиг необхо-димо проводить немедленно после уста-новки (поскольку исходный материалможет сползать при нагреве).

Каждый тип огнеупоров может при-меняться отдельно или в сочетании.Существует множество различных ви-дов огнеупоров, доступных сегоднядля футеровки плавильных печей/миксеров. Их выбор должен прово-диться с учетом локальных условий,профессиональных навыков персо-нала, который будет проводить уста-новку футеровки, оборудования, до-ступного для сушки/обжига, времени,требуемого для установки и нагрева,полных затрат и др. n

Рис. 10. Поперечное сечение тестовых чашек, показывающее влияние различных солей на низкоцементный огнеупорный бетонС-6070 (30 % SiO2 и 57 % Al2O3) с антисмачиваемыми добавками [19]

Рис. 11. Сравнение состояния материала огнеупорной футеровки плавильных печей до (а) и после (б) щелочного (K2CO3/Na2CO3) тестирования при температуре 1100 °C [20]

(а) (б)

32 ВЫСТАВКИ И КОНФЕРЕНЦИИ www.aluminiumtoday.com


Конгресс и выставка «Цветные металлы и минералы-2015» в КрасноярскеС 14 по 17 сентября 2015 г. в Красно-ярске прошел VII Международный Кон-гресс и выставка «Цветные металлы и ми-нералы – 2015», в рамках которого тра-диционно состоялись XI Симпозиум «Зо-лото Сибири», IX Конференция «Метал-лургия цветных и редких металлов», XXIКонференция «Алюминий Сибири» иГорно-геологическая конференция. Про-ведение этого ежегодного Конгресса поз-воляет консолидировать научные и про-изводственные силы для обсужденияпроблем горно-металлургической от-расли, выработки решений по внедре-нию в производство инновационныхидей, уникальных технологий и совре-менного оборудования.

В работе конгресса приняли участиеболее 600 делегатов – представителей150 компаний из 22 стран мира. В числеучастников – специалисты отечественныхи зарубежных горно-металлургическихкомпаний, представители российских изарубежных вузов, научно-исследова-тельских и академических институтов.Программа Конгресса началась с курсаУстановочных лекций по металлургииалюминия, минеральному сырью и гео-металлургии, которые прочли для участ-ников российские и зарубежные ученые.После официального открытия меро-приятия состоялось пленарное заседа-ние, на котором выступили Министрпромышленности, энергетики и торговлиКрасноярского края А.Г. Цыкалов, гене-ральный директор ОК РУСАЛ В.А. Со-ловьев и чл.-корр. РАН, профессор УрФУС.С. Набойченко.

На Конгрессе состоялся семинар“DREAM CELL” (Электролизер мечты), по-священный празднованию 80-летияпредседателя оргкомитета Конгресса –доктора химических наук, заслуженногометаллурга РСФСР, проф. Петра Василь-евича Полякова. В рамках семинара про-звучали доклады об эволюции понима-

ния процессов тепло- и массопереносапри высокотемпературном электролизе иконцепции электролизера будущего,впервые было рассказано о новейшейтехнологии производства алюминия, ко-торая абсолютно не похожа ни на какуюдругую. В этом году на Конгрессе былопредставлено более 200 научных докла-дов о текущем состоянии и тенденцияхрынка цветной металлургии, о новейшихдостижениях в науке и производстве.

Конгресс «Цветные металлы и мине-ралы» – это важное звено в программероста молодых специалистов. Ассоциа-ция «Молодежная площадка профессио-нальных металлургов» в рамках Кон-гресса провела Всероссийский чемпио-нат технологических кейсов, целью кото-рого являлось создание условий для про-фессиональной самореализации моло-дых ученых. Также для молодежной со-ставляющей Конгресса – студентов, ас-пирантов, инженеров и научных сотруд-ников прошла Ярмарка вакансий.

На Выставке ведущие российские и за-рубежные компании представили своиразработки, технологии, материалы иоборудование для горно-металлургиче-ской промышленности.

Одним из ключевых мероприятийКонгресса является проведение круглыхстолов, где в обсуждениях проблемгорно-металлургической отрасли, выра-ботки стратегий и решений, перспективразвития цветной металлургии участвуютпредставители власти, бизнеса, науки иобразования. В этом году при поддержкеСибирского федерального университетабыл организован круглый стол «Труд:

мораль, ментальность, менеджмент».Под руководством Правительства Крас-ноярского края состоялся мозговойштурм «Нужен ли Региональный инжи-ниринговый центр горно-металлургиче-ских технологий?». В рамках круглых сто-лов «Обеспечение надежности работыоборудования» и «Жизненный циклэлектролизера – 2200 суток» (организа-тор - компания «РУС-Инжиниринг») про-шли обсуждения современных методовобеспечения надежности промышлен-ного оборудования, его эксплуатации иобслуживания, а также аутопсии элек-тролизеров как инструмента для оценкиих срока службы.

Помимо деловой части Конгресса дляучастников были организованы экскур-сии на промышленные предприятияКрасноярского края: РУСАЛ Красно-ярский алюминиевый завод, Красно-ярский металлургический завод, а такжев Музей геологии Центральной Сибири.Оргкомитет выражает глубокую благо-дарность за плодотворное сотрудниче-ство организаторам и спонсорам Кон-гресса: Российской академии наук, Пра-вительству Красноярского края, ОК РУ-САЛ, обществу TMS, Сибирскому феде-ральному университету, Золотодобываю-щей Компании «Полюс», Norwegian Uni-versity of Science and Technology, Красно-ярскому заводу цветных металлов им.В.Н. Гулидова, Институту химии и хими-ческой технологии СО РАН, компаниям«Легкие металлы», «Сибцветметнии-проект», R&D Carbon, Verder Scientific,«ВНИПИпромтехнологии», Новоангар-скому обогатительному комбинату, Ассо-циации «Молодежная площадка профес-сиональных металлургов».

Приглашаем всех желающих принятьучастие в VIII Международном Конгрессеи Выставке «Цветные металлы и мине-ралы», который состоится в сентябре2016 года. n

Проф. Петр Васильевич Поляков

+1 509 922 1404 | www.wagstaff.com

Al

› ›

›

› › ›

Documents

Aluminium International Today Russia October 2015