Aluminium International Today Russia October 2015

Ноябрь 2015

THE JOURNAL OF ALUMINIUM PRODUCTION AND PROCESSING

TODAY ВЫПУСК НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

Alumina T Technik

Доверие …

Visit us at

Metal-Expo‘2015 10 – 13 November 2015, Moscow

Компетентность в алюминиевой промышленности 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 производство 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 Олимпийский пр., 18/1

Тел.: +7 495 931-9823 Факс: +7 495 931-9824

Эл. почта: office@sms-siemag.ru Интернет: www.sms-siemag.com

СОДЕРЖАНИЕ

www.aluminiumtoday.com

2

КОЛОНКА РЕДАКТОРА

2

НОВОСТИ ОТРАСЛИ

1

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ Вера Курочкина

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

ОБЛОЖКА

Редакция

4

На волне роста глобального авторынка

6

Novelis: алюминиевые сплавы нового

Редактор: Nadine Firth Тел.: +44 (0) 1737 855 115 nadinefirth@quartzltd.com

поколения Кевин Видлик

Редактор-консультант: Tim Smith, PhD, CEng, MIM Русскоязычный редактор: Александр Гуров

8

Выпускающий редактор: Annie Baker

Как облегченный автомобиль может быть

Отдел рекламы

более безопасным?

Международный менеджер: Paul Rossage paulrossage@quartzltd.com Тел: +44 (0) 1737 855 116

ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ

Региональный менеджер: Anne Considine anneconsidine@quartzltd.com Тел.: +44 (0) 1737 855 139

Катерина Атхенис

11 Совершенствование сбора и переработки

Директор по продажам рекламы: Ken Clark kenclark@quartzltd.com Тел.: +44 (0)1737 855 117

вторичного алюминиевого сырья

Производство рекламы: Martin Lawrence martinlawrence@quartzltd.com

13 Наилучшая практика управления дроссом

Подписка

ПРОФИЛЬ РЕГИОНА

Elizabeth Barford Тел.: +44 (0) 1737 855 028 Факс: +44 (0) 1737 855 034 E-mail: subscription@quartzltd.com Стоимость годовой подписки на англоязычный журнал с почтовой доставкой в Россию – £237. Подписка на два года: £426. Журнал Aluminium International Today издается на английском языке и распространяется по подписке (6 номеров в год), ежегодно издаются по два выпуска на русском и китайском языках. www.aluminiumtoday.com

Модар Аль Мекдад Фото на обложке фирмы CLAUDIUS PETERS PROJECTS GmbH, Германия

14 Обзор сектора дальнейшей переработки

CLAUDIUS PETERS – мировой лидер в области систем транспортировки и обработки материалов www.claudiuspeters.com

алюминия в странах Персидского залива

ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА Итало Даль Порто

Журнал издается при поддержке

18 Обеспечение безопасного потока горячего

8

металла 20 Автоматизированные высокостеллажные склады для алюминиевых рулонов и плит

АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Дон Нилл

11 ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ Quartz Business Media Ltd, Quartz House, 20 Clarendon Road, Redhill, Surrey, RH1 1QX, UK Tel: +44 (0) 1737 855 000 Fax: +44 (0) 1737 855 034 E-mail: aluminium@quartzltd.com www.aluminiumtoday.com © Quartz Business Media ltd 2015

22 Революция в обжиге углеродных анодов Манфред Бейлштейн

25 Анодомонтажный цех: открыт для бизнеса

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 18

Рут Энгел

28 Соображения по огнеупорной футеровке печей для плавки алюминия

ВЫСТАВКИ И КОНФЕРЕНЦИИ ISSN 1475–455X

Aluminium International Today на русском языке

@AluminiumToday

32 Международный конгресс и выставка «Цветные металлы и минералы – 2015» Ноябрь 2015

2

КОЛОНКА РЕДАКТОРА

Nadine Firth

Уважаемые читатели! Добро пожаловать в мир русскоязычного выпуска журнала Aluminium International Today – ведущего международного журнала по производству и переработке алюминия. Этот выпуск наполнен последними отраслевыми новостями и актуальными техническими статьями. Мы также предлагаем читателям возможность бесплатно получать по электронной почте еженедельный бюллетень мировых отраслевых новостей. Если вы уже получаете нашу еженедельную рассылку, то вы автоматически становитесь получателем бесплатной он-лайновой цифровой версии очередного англоязычного номера журнала сразу же после его публикации. Однако, если вы этого еще не сделали, то вы можете легко зарегистрироваться на нашем веб-сайте: www.aluminiumtoday.com/enewsletter Если вы хотите оставаться в курсе последних новостей промышленности, то помните, что вы можете посетить наш ежедневно обновляемый свежими новостями и информацией веб-сайт: www.aluminiumtoday.com Я надеюсь, что вам понравится этот очередной специальный русскоязычный выпуск. Пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами, если вы решите обсудить возможность публикации статьи или хотели бы получить информацию по рекламному запросу. С уважением, Надин Фёз, редактор журнала Aluminium International Today E-mail: nadinefirth@quartzltd.com

Ноябрь 2015

НОВОСТИ ОТРАСЛИ

www.aluminiumtoday.com

Старт строительства нового комплекса компании Combilift

Компания Combilift со штабквартирой в г. Монахан (Ирландия), производящая четырехходовые вилочные погрузчики Combilift, недавно презентовала начало строительства своей новой производственной площадки около города Монахан. На земельном участке площадью 40 га с нуля будет построен новый многофункциональный комплекс общей пло-

щадью 46 тыс. м2 с производственными, научно-исследовательскими и административными зданиями. Планируемый объем инвестиций за два года составит около 40 млн евро. На презентации присутствовало около 350 местных чиновников и работников компании Combilift. Управляющий директор Мартин МакВикар (Martin McVicar) и технический ди-

ректор Роберт Моффетт (Robert Moffett) символично сняли лопатами первый дерн на «девственном» участке, где будет возведен этот современный комплекс. Ввод в эксплуатацию нового объекта позволит компании Combilift к 2020 году удвоить текущий торговый оборот компании, который сегодня составляет 150 млн евро. n www.combilift.com

Календарь ведущих международных выставок и конференций 10–13 ноября 2015 Металл-Экспо’2015 Международные промышленные выставки «Металл-Экспо», «МеталлСтройФорум’2015», «МеталлургМаш’2015» и «МеталлТрансЛогистик’2015». Москва, ВДНХ, павильон 75. www.metal-expo.ru 11–12 ноября 2015 Aluminum USA The US market is the thirdlargest global market in the aluminium industry. With the launch of ALUMINUM USA Reed Exhibitions expands its event activities into one of the aluminium industry’s most important regions worldwide. www.aluminium-messe.com 15–17 ноября 2015 ARABAL 2015 The Arab International Aluminium Conference and Exhibition (ARABAL) is the premium trade event for the Middle East’s aluminium industry. Hosted by Ma’aden, Saudi Arabia. www.arabal.com

16–18 ноября 2015 23rd International Recycled Aluminium Conference, Madrid, Spain Well established as the leading global gathering of aluminium recycling executives, the 23rd International Recycled Aluminium Conference will home in on the latest trends and challenges facing this dynamic and growing industry.

29 ноября – 01 декабря 2015 ICSOBA, Dubai Over the years ICSOBA has been travelling the world visiting major bauxite & aluminum production centers. Goa (India), Belem (Brazil), Krasnoyarsk (Russia) and Zhengzhou (China) – they mark recent stops on ICSOBA global mission. www.icsoba.org/icsoba-2015 14–16 февраля 2016 TMS 2016, Nashville, Tennesse (USA) The TMS Annual Meeting & Exhibition brings together more

than 4,000 business leaders, engineers, scientists and other professionals in the materials field for an outstanding exchange of technical knowledge leading to solutions in the workplace and in society.

Attendees represent numerous levels in industry, academia and government, coming from more than 68 countries, and with a variety of technical interests and experience. www.tms.org 10–11 мая 2016 AluSolutions 2016, Abu Dhabi National Exhibition Centre, UAE Exhibition and conference dedicated to promoting sustainable aluminium production and processing technologies. AluSolutions will explore technology and challenges in the following areas: Energy and greenhouse gases; Waste management; Biodiversity and land management; Resource efficiency and recycling; and Indigenous rights and local communities. www.alusolutions.com

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

Все отраслевые выставки и конференции на сайте www.aluminiumtoday.com/Events Diary Aluminium International Today на русском языке

ħŏŌőŒŋʼnŐ ŕŒ ŎŔńŖőşŐ ŗņʼnŏŌśʼnőŌʼnŐ

© Claudius Peters

Ȩɗ ɍɀɁɇȼɇɄ ɍȾɊɁɅ ɃȼɀȼɓɁɅ

ɋɊɉɄɈȼɎɘ ȾɍɁ Ⱦ ɀɁɎȼɇɛɑ

claudiuspeters.com

İş ŋőńʼnŐ ŎńŎ šŖŒ ŕňʼnŏńŖŠ

ͥΫͻΆ΁͹ͽΫ΁͹Ή ϞϲͻΫͷͶςͽ͹ς ϞͿ͵ϡϺ͸ͺΫ ͡ϟ͸͹ϡϟʹΫͽ͹ς ίϺϲϟς ΰͼς΃͹ʹΫͽ͹ς ίϺ΃ͺΫ ͧϟͼϟͻ ͨ;ΫͺϟʹͺΫ ͧͽςʹͼϟͿϡΫͽΰ;ϟϡͿ͹ϡϟʹͺΫ

ͧгͻςϺ͵ϟͻΆͽϟς ʹͶϺʹΫͽ͹ς ί͹ͻϟΰͽгς ΰ͹ΰͿςͼг ίͺͻΫͶΰͺ͹ς ΰ͹ΰͿςͼг Ϟ;ςϡΫ΁͹͹ ΰ ͵ͻ͹ͽϟ͸πͼϟͼ ͧϡϟςͺͿг ;ϟͶ ͺͻΈ΂

ļŖńŅ ŎņńŔŖŌŔń! CLAUDIUS PETERS PROJECTS GmbH Schanzenstraße 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

4

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

www.aluminiumtoday.com

На волне роста глобального авторынка

В настоящее время на автопром приходится 26 % мирового потребления алюминия. По прогнозам ОК РУСАЛ, лидирующего мирового производителя алюминия, спрос на алюминий в автопроме будет ежегодно расти на 5–7 % в период с 2015 по 2020 годы, а автомобилестроение останется ключевым драйвером роста потребления. Вера Курочкина* Перевод автомобильной промышленности на облегченный автомобильный лист приводит к трансформации прокатной отрасли в Европе и Северной Америке, поскольку традиционные производители алюминиевых листов для изготовления банок изучают возможности выпуска высокомаржинальной продукции. Глобальные производители алюминия столкнулись с вызовами по разработке новых сплавов (BiW) для удовлетворения растущего спроса на металл при производстве кузовов и автокомпонентов. Как автопроизводители, так и производители металла, работают над улучшением стандартов устойчивого развития для минимизации негативного воздействия на окружающую среду. Европейская алюминиевая ассоциация, Алюминиевая ассоциация США и компания Ducker Worldwide недавно провели исследование для оценки роста спроса на алюминий в ближайшие годы. В Европе использование алюминия в одном автомобиле уже выросло с 50 кг в 1990 году до 140 кг в 2012 году. Данный показатель может увеличиться до 160 кг на автомобиль и в перспективе к 2020 году достичь 180 кг. В США данный показатель увеличился с 72 кг в 1990 году до 155 кг в 2012 году, с потенциалом роста до 212 кг на автомобиль к 2020 году. Результаты исследования компании Ducker Worldwide показывают, что к 2025 году общемировое содержание алюминия в легковых автомобилях может до-

стичь 188 млн тонн, а автопром станет ключевым потребителем алюминия. По оценкам, в 2015 году использование алюминия в частях автомобильного корпуса, дверях и внешних панелях достигнет максимальных показателей за последние 40 лет, а затем будет расти ускоренными темпами между 2015-25 годами. Каждый ведущий мировой автопроизводитель к 2025 году будет иметь несколько программ по внедрению алюминиевого корпуса и внешних панелей. По данным исследования Bank of America Merrill Lynch, высокомаржинальные автомобили премиум-класса, как правило, отличаются моторами больших размеров, которые дают высокие выбросы. Поэтому использование алюминия для снижения веса автомобиля было изначально разработано для машин премиум-класса и затем постепенно распространилось в другие сегменты. В 2014 году была отмечена высокая корреляция между объемами глобальных продаж автомобилей и потреблением алюминия. По итогам 2014 года глобальные продажи автомобилей были рекордно высокими. Компания Macquarie оценивает рост продаж автомобилей за год на уровне 3,4 % (2,7 млн единиц продукции) и фиксирует самый высокий объем продаж за все время – 81,6 млн единиц продукции. Данные первого квартала 2015 года показывают проложительную динамику спроса. По данным экспертов focus2move, в 1-ом квартале 2015 года

мировой рынок легковых автомобилей вырос на 2,5 %, достигнув 22,1 млн единиц, что на полмиллиона больше по сравнению с 1 кварталом 2014 года. Это позволяет говорить о положительной тенденции на рынке шестой год подряд. В течение последних нескольких лет Китай был основным драйвером роста мировой автомобильной промышленности. По данным Macquarie, в течение 2008–13 годов спрос на пассажирские транспортные средства в Китае рос быстрыми темпами на уровне 21,6 % ежегодно. В 2014 году этот показатель сократился до 13 % в связи с падением продаж легковых коммерческих транспортных средств. Однако, Китай попрежнему демонстрирует самые высокие мировые продажи на уровне 1,6 млн единиц продукции. При этом, каждый из четырех автомобилей, реализованных в Китае, произведен внутри страны, а потребители отдают предпочтение международным маркам, таким как Volkswagen и General Motors. Их продажи по итогам 2014 года составили 3,7 и 3,5 млн, соответственно. По оценкам Macquarie, в Китае приходится 269 автомобилей на 1000 человек, что соответствует стратегии по увеличению количества используемых автомобилей до 390 млн штук в год к 2030 году. На волне мирового роста потребления автомобилей компания Toyota объявила в 2014 году о переходе от стального листа к более легкому материалу в новых

*Директор по связям с общественностью, член Совета директоров РУСАЛа

Ноябрь 2015

Aluminium International Today на русском языке

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

6

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

www.aluminiumtoday.com

НОВОСТИ КРАТКО

Novelis: алюминиевые сплавы нового поколения

моделях: Lexus RX и Toyota Camry. Компания Jaguar также расширяет использование алюминия при производстве седана Jaguar XE. Новый Volkswagen Golf 8 благодаря использованию алюминия станет на 35–75 кг легче, чем предыдущие модели Golf. Широкое использование алюминия при производстве корпуса пикапа Ford F-150 рассматривается как революционный подход в автомобилестроении. Данная модель стала первым массовым автомобилем с алюминиевым корпусом. Стоит отметить, что пикап F-150 – бестселлер Ford в США. Успешный переход компании Ford на производство алюминиевых корпусов может стать положительным примером и для других мировых автопроизводителей, которые могут рассмотреть возможности инвестирования в использование алюминия в производстве. Наряду с автопроизводителями производители алюминия также активно инвестируют в научные исследования, чтобы отвечать требованиям рынка. Компания РУСАЛ является одной из таких компаний, которая расширяет производство сплавов для нужд автопрома и разрабатывает планы по дальнейшему наращиванию мощностей, ориентированных на автопром. Рост мирового спроса на автомобили влияет на производственную политику РУСАЛа и объем инвестиций в литейное производство для выпуска плоских слитков для дальнейшего проката и цилиндрических слитков большого диаметра для прессования. Преимущества алюминия, снижающего вес автомобиля, являются одной стороной «медали» устойчивого развития. Производство алюминия является энергоемкой отраслью, и показатели устойчивости металла непосредственно связаны с тем, как этот металл производится. Алюминиевая промышленность является высококонкурентной с высокими входными барьерами, связанными со спецификой производства металла. Показатели устойчивого развития, включая экологические факторы, направленные на минимизацию использования угольной электроэнергии, являются одним из основных барьеров. При производстве одной тонны алюминия на основе энергии угольных ТЭС выделяется в пять раз больше выбросов, чем при производстве одной тонны алюминия по «зеленым» технологиям. ЭлекНоябрь 2015

троэнергия, генерированная на основе угля, дает почти 75 % углеродных выбросов при производстве алюминия, если рассматривать всю производственную цепочку. Для РУСАЛа ключевыми рынками сбыта являются Европа, Россия и страны СНГ, а также Северная Америка, ЮгоВосточная Азия, Япония и Корея. Для удержания лидирующей позиции на мировом рынке РУСАЛу необходимо следовать международным принципам устойчивого развития. Дисциплинированный подход к сокращению экологически неэффективных мощностей алюминиевых заводов, в частности работающих на угле, демонстрирует приверженность РУСАЛа к минимизации вредных выбросов в атмосферу. На сегодняшний день основные производственные мощности компании расположены в Сибири, что обеспечивает прямой доступ к экологически чистым источникам гидроэнергии. Около 95 % российского алюминия производится с использованием гидроэнергии, которая не дает вредных выбросов в атмосферу. РУСАЛ стремится сделать производство алюминия одним из наиболее экологически чистых процессов во всем металлургическом и горнодобывающем секторе, приветствуя присоединение иностранных партнеров к развитию огромного потенциала Сибири. В период 2015–17 годов в США, ЕС, Индии и Китае планируется ввод новых стандартов контроля выбросов в атмосферу. Это потребует от глобальных автопроизводителей снижения расхода топлива и сокращения выбросов загрязняющих веществ, обеспечивая устойчивость как производства, так и использования транспортных средств. Один из путей развития – снижение веса автомобиля, что обеспечит оптимизацию расхода топлива и, как следствие, снизит выбросы CO2. Другой путь – использование металла, произведенного в соответствии с международными требованиями к устойчивости. Прогнозы по увеличению спроса на алюминий в автомобильном секторе до 2025 года и далее будут подталкивать мировых производителей алюминия к участию в «гонке за устойчивостью», чтобы гарантировать устойчивое производство металла и подтверждать выбор алюминия как наиболее правильного. n

Компания Novelis недавно объявила о разработке новой 7000-й серии высокопрочных сплавов Novelis Advanz, специально предназначенных для широкого применения в критически важных для обеспечения безопасности компонентах автомобильного кузова.

Прочность этого сплава в два-три раза выше, чем любого другого алюминиевого сплава для автомобилестроения, применяемого сегодня в промышленных объемах. Сплавы Novelis Advanz 7000-й серии могут быть использованы для производства таких компонентов пассивной безопасности, как системы бамперов, кольцеобразные компоненты энергопоглощающих зон прогнозируемой деформации (крашбоксы), дверные балки для защиты при боковом столкновении. Новая серия сплавов предлагает значительное снижение веса по сравнению с имеющимися на рынке высокопрочными сталями, что позволит автопроизводителям снижать вес транспортных средств и обеспечивать при этом высокий уровень безопасности пассажиров. «Поскольку все больше автопроизводителей стремится к снижению веса автомобиля и улучшению топливной экономии, высокопрочные алюминиевые сплавы играют все более важную роль в дизайне автомобиля», – сказал Джек Кларк (Jack Clark), старший вице-президент и главный технический директор компании Novelis. n www.novelis.com

Aluminium International Today на русском языке

l½¾¼ËŸÈƼŸ· ºÓÉʸºÂ¸ ĸÐÀŠƹÆÈ˼ƺ¸ÅÀ· ʽÍÅÆÃÆ»ÀÁ À ÇÈƼËÂÎÀÀ ĽʸÃÃËÈ»ÀϽÉÂÆÁ ÇÈÆÄÓÐýÅÅÆÉÊÀ

l½¾¼ËŸÈƼŸ· ºÓÉʸºÂ¸ ÊÈ˹ÅÆÁ ÇÈÆÄÓÐýÅÅÆÉÊÀ À ÊÈ˹ÆÇÈƺƼƺ

l½¾¼ËŸÈƼŸ· ºÓÉʸºÂ¸ ÇÆ ¸ÃÖÄÀÅÀÖ Îº½ÊÅÓÄ Ä½Ê¸ÃÃ¸Ä Ä¸Ê½ÈÀ¸Ã¸Ä ʽÍÅÆÃÆ»À·Ä À ÇÈƼËÂÎÀÀ

ª ÀÖÅ· 1ÆÉÉÀ· lÆɺ¸ vbj ¤}jqonvemrp¥ Ÿ jȸÉÅÆÁ oȽÉŽ

IUUQ NFUBMMVSHZ UVCF BMVNJOJVN SV

XXX NFUBMMVSHZ UVCF SVTTJB DPN

oÈÀ ÉÆÊÈ˼ÅÀϽÉʺ½ É Messe Düsseldorf GmbH Postfach 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

Июнь 2014

THE JOURNAL OF ALUMINIUM PRODUCTION AND PROCESSING

TODAY

THE JOURNAL OF ALUMINIUM PRODUCTION AND PROCESSING

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ СПОНСОР ВСЕМИРНЫХ ВЫСТАВОК ПО АЛЮМИНИЮ

ВЫПУСК НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

TODAY

May/June 2014

25 years

Volume 26 No 3

Promoting the aluminium industry for

THEJOURNAL JOURNALOF OFALUMINIUM ALUMINIUM PRODUCTION PRODUCTION AND PROCESSING PROCESSING THE

TODAY

Журнал на английском языке – 25 лет

Мы сделали своей задачей понимать все в деталях. ƜDŽǁdžLJǀǚDž ƻ ǃljƹNjdžLJDž njƻƾDŽǁǐƾdžǁǁ ƙƻNjLJljNJǃLJƾ LjljƹƻLJ &ODXGLXV 3HWHUV

ƥǔ ǀdžƹƾDž ǃƹǃ ǖNjLJ NJƽƾDŽƹNjǕ

claudiuspeters.com

Q ƣƹDŽǕǏǁdžƹǏǁǘ Q ƧǎDŽƹƿƽƾdžǁƾ Q ƧNjƼljnjǀǃƹ Q ƝLJǀǁljLJƻƹdžǁƾ Q ƪnjǎLJƾ NJDžƾǑǁƻƹdžǁƾ

Q ƪnjǑǃƹ

Ежегодно издается шесть выпусков журнала на английском языке для распространения по подписке и на ведущих мировых конференциях и выставках, включая Aluminium 2014, Arabal, Metef, TMS, Australasian Aluminium conference и др.

Q ƨLJDžLJDŽ Q ƬLjƹǃLJƻǃƹ Q ƨdžƾƻDž NjljƹdžNJLjLJljNjǁljLJƻǃƹ

Q ƨLJƽƹǐƹ njƼLJDŽǕdžLJǂ LjǔDŽǁ

Q ƪǁDŽLJNJdžǔƾ NJǁNJNjƾDžǔ

Q ƪǃDŽƹƽNJǃǁƾ NJǁNJNjƾDžǔ

Q ƧLjƾljƹǏǁǁ NJ ƼDŽǁdžLJǀǚDžLJDž

Q ƨljLJƾǃNjǔ LjLJƽ ǃDŽǗǐ

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

Выпуски на русском языке – 20 лет в России

THE JOURNAL OF ALUMINIUM PRODUCTION AND PROCESSING

TODAY NEWS

Ɂ

CASTHOUSE

Ɂ

ENVIRONMENT

Издаются дважды в год с 1994 г. и распространяются на выставках Металлургия-Литмаш и Алюминий/Цветмет, Металл-Экспо, конгрессе «Цветные металлы» в Красноярске, по рассылке ведущим производителям в России и СНГ.

Выпуски на китайском языке Издаются 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’ Directory Наш ежегодно обновляемый Справочник поставщиков мировой цветной металлургии получают все подписчики журнала Aluminium International Today. Оформите подписку он-лайн сегодня!

BUYERS’ DIRECTORY 2014

8

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

Как облегченный автомобиль может быть более безопасным? Автопроизводители уже знают. Теперь перед ними стоит задача убедить потребителей, что облегченные автомобили, которые они сегодня выпускают, стали более безопасными, чем традиционные тяжелые. Как они могут доказать, что более легкий автомобиль стал более безопасным? Кевин Видлик* Пятьдесят лет назад, компания Volvo – автопроизводитель, который продает безопасность, заказала свой первый набор бамперов из алюминиевых балок на небольшом заводе прессования алюминия в Raufoss, Норвегия. На следующий год, в августе 1966 года, компания представила свой новый 4-дверный седан Volvo 144 с этими новыми решениями. В своем рекламно-маркетингом каталоге выпускаемой продукции, автопроизводитель тогда указал на «множество новых возможностей безопасности» в новой модели Volvo 144. К ним относится «корпус автомобиля с зонами поглощения энергии удара спереди и сзади». Компания Volvo тогда прямо не говорила о применении алюминия в этих системах безопасности. Это был новый подход с относительно новым для автомобиля материалом. Но времена изменились. Теперь компания Форд декларирует, что в своем более легком – и более безопасном – пикапе F-150, компания использует «высокопрочный, военного класса, корпус из алюминиевого сплава».

Безопасное вождение с электромобилем Tesla Форд не одинок. От массивных грузовых машин с бензиновым двигателем до переключаемых на спортивный режим седанов, алюминий становится горячим металлом для автомобильной промышленности. Электромобиль Tesla Модель S на аккумуляторных батареях, изготовленный преимущественно из алюминия, является одним из всего лишь трех марок автомобилей, когда-либо получивших наивысшие рейтинги безопасности от двух основных программ: Европейской программы оценки новых автомобилей – Euro NCAP (European New Car Assessment Program) и в каждой подкатегории от Администрации национальной безопасности дорожного движения США – NHTSA (U.S. National Highway Traffic Safety Administration).

Такое достижение в оценке безопасности автомобиля впечатляет, поскольку краш-тесты и оценки безопасности по Euro NCAP и NHTSA делают акцент на различные аспекты безопасности автомобилей. Методика NHTSA сконцентрирована на структурных особенностях автомобиля и оценке ограничений в области безопасности. При этом измеряется способность автомобиля противостоять столкновению и поглощать энергию удара, защищая водителя и пассажиров, в основном взрослых пассажиров. Подкатегории краш-тестов включают оценки лобового (фронтального) столкновения, бокового удара и опрокидывания автомобиля. Между тем, программа Евро NCAP содержит сценарии, которые охватывают оценку уровня активной безопасности, включая тесты по защите ребенка и безопасности для пешеходов. Кроме того, организация ежегодно подстраивает свои стандарты для соответствия передовым технологическим достижениям в отрасли.

Различные пути Когда с использованием краш-тестов по программе NHTSA тестировали новый пикап Форд F-150 на участие в лобовом столкновении, его кабина была едва затронута. Кстати, новый пикап получил более высокий рейтинг безопасности, чем его предыдущая, более тяжелая модель. В дополнение к поставленным структурным алюминиевым решениям для Форда F-150 выпуска 2015 года компания Sapa предоставила Форду гарантию постоянной поддержки развития будущих применений прессованных профилей. Компания Sapa с глобальными алюминиевыми решениями также работает подобным образом и с Tesla Motors. Директор по развитию продуктов компании Sapa Джонас Бжухр (Jonas Bjuhr) отмечает, что существуют некоторые различия в разработке приложений для электромобилей и для автомобилей с традиционной технологией трансмиссии. «В целом требования краш-тестов те же,

независимо от вида трансмиссии автомобиля, но основное отличие связано с тем, что в случае аварии аккумуляторные батареи должны быть защищены другим путем», – говорит он. «Здесь прессованные профили могут помочь в обеспечении структурного каркаса для защиты аккумуляторных батарей и, в то же самое время, повысить общую безопасность всего транспортного средства. Если новый автомобиль с полностью электрическим приводом проектируют и разрабатывают с нуля, то также открываются новые возможности для рассмотрения другой архитектуры корпуса транспортного средства, и опять же, это может быть открыто для применения алюминиевых профилей в несколько ином виде», – считает он.

Алюминий – не только просто алюминий Килограмм на килограмм, алюминий может поглотить в два раза больше энергии удара при столкновении, чем сталь. Именно эта пластичность и обеспечивает легкому металлу улучшенную реакцию в зоне деформации. Алюминиевая ассоциация США заявляет, что фунт на фунт, легкий металл поглощает в два раза лучше энергию удара, чем сталь, и также работает в автомобиле при столкновении. Применение легкого металла в автомобиле также обеспечивает преимущества в укороченном тормозном пути, лучшей управляемости и показателях машины. При возникновении на дороге непредвиденных ситуаций на более легком автомобиле легче осуществить желаемый маневр и скорректировать его движение. Алюминий является одним из материалов, которые делают автомобили легче. Но надо сказать, что алюминий – это не только просто алюминий. Возможность направленной регулировки многих физических характеристик этого металла гарантирует, что автопроизводители смогут выбрать наилучшие алюминиевые сплавы для необходимого им конкретного решения.

*Kevin Widlic – директор по внешним коммуникациям компании Sapa

Ноябрь 2015

Aluminium International Today на русском языке

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ 9 Возвращаясь в дни седана Volvo 144, тогда инженеры и автопроизводители полагали, что результаты механических испытаний краш-систем на базе прессованных алюминиевых профилей определялись спроектированной формой системы безопасности и спецификацией механических свойств, известной как TY&E (предел прочности при растяжении, предел текучести и относительное удлинение). Но это не тот случай. Здесь нет металлургической корреляции между механическими свойствами TY&E и пластическим поведением при прессовании, считает Бжухр. «Только подходящее тестирование пластичности определенного прессованного профиля может сказать, будет ли он подходить для поглощения энергии удара при столкновении или нет», – говорит он. «Можно сказать, что автопроизводители должны плотно работать с экспертами в области прессования алюминия, чтобы они не испытывали повышенных затрат, низкой производительности и неоптимальных показателей безопасности кузова».

Определенные классы Компания Sapa имеет долгую историю развития сминаемых при аварии алюминиевых профилей, и знания, которые глобальная компания приобрела в управлении энергией удара продолжают расти, и не только со стороны приложений, но и со стороны металла. Сегодня компания Sapa предлагает свой накопленный опыт и широкий спектр специализированных профилей для автомобильной промышленности в трех определенных классах прочности – С20, С24, С28 – и уже находящийся в работе по внедрению полнофункциональный сплав марки C32. Работая со сплавом C28, компания поняла, что стандартные сплавы серии 6082 и 6061 являются достаточно прочными, но показывают не достаточно хорошие характеристики при аварии. Поэтому на основе тщательного проектирования микроструктуры и точного контроля технологического процесса в компании был разработан новый сплав 6000-й серии. «Каждый шаг этого технологического процесса весьма важен», – говорит Станислав Заяц (Stanislaw Zajac), эксперт-металловед по микроструктурному анализу компании Sapa. «Ошибка на любом шаге будет воздействовать на микроструктуру и окончательные показатели алюминиевого сплава при столкновении».

нению алюминия в автомобильной промышленности с момента создания этой лаборатории в 2007 году. «Мы не знаем всего об автомобилях, но мы знаем очень много об алюминии», – отмечает Лангсез в статье, опубликованной NTNU. Он говорит, что поскольку все проектные разработки в автомобильной промышленности реализуются на базе компьютерного моделирования, то автопроизводители также должны иметь модели, которые адекватно «описывают поведение» материалов, применяемых в автомобилях. Лаборатория SIMlab разрабатывает такие модели, основанные на физике проблемы, которую требуется решить. «Вы должны оптимизировать материал с его формой. Вот то, что вы можете сделать при компьютерном моделировании. Вы можете проводить множество тестов, но если вы используете компьютерное моделирование, то можете оставить работающую модель на включенном компьютере во второй половине дня, когда вы пойдете домой с работы, и найти готовое решение, когда вы вернетесь на следующее утро», – говорит Лангсез. В своей статье он указывает, что в одном кубическом миллиметре алюминия имеется столько же зерен, сколько зерен песка на пляже, и что ученые работают на таком микроскопическом уровне, чтобы понять, как функционирует вся полная конструкция. Они обнаружили, что «вероятно, что-то происходит в пространстве между зернами таких размеров, и об этом нужно узнать больше». В текущем году SIMLab открыла центр Расширенного структурного анализа

(CASA). Его партнерами в автомобилестроении стали компании Audi, Benteler Aluminium Systems, BMW, Toyota Motor Europe и Sapa. В дополнение к своей работе для автомобильной промышленности этот новый центр будет расширять сферу своих интересов и проводить исследования в области применения легких материалов в областях, связанных с нефтью и газом, антитеррористической безопасностью.

Нет цены безопасности Уже более 20 лет автомобильная промышленность в США принимает участие в исследованиях по определению воздействия на безопасность облегченных автомобилей, изготовленных из таких материалов, как алюминий. Ее партнерами в этом направлении являются Департамент энергетики, Национальная лаборатория Oak Ridge и другие национальные лаборатории и университеты, такие как Стэнфорд и университет штата Мичиган. Лаборатория Oak Ridge в штате Теннесси имеет команду исследователей, которые работают по улучшению дизайна автомобиля и поощряют внедрение технологических инноваций, которые могут сделать легкие автомобили более безопасными. Один из таких инструментов – установка для тестирования машин на автомобильную ударопрочность (TMAC), говорится в обзоре Oak Ridge National Labo-

Модели поведения Проф. Магнус Лангсез (Magnus Langseth), руководитель Лаборатории структурного влияния (SIMLab) Норвежского университета науки и технологии (NTNU) в Тронхейме, вместе со своими коллегами проводит исследования по примеAluminium International Today на русском языке

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

Ноябрь 2015

10 АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

www.aluminiumtoday.com

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

ratory Review. Используя установку TMAC исследователи могут контролируемым и программируемым способом изучать процессы деформирования и ответного поведения/разрушения композиционных компонентов в зависимости от скорости удара при столкновении. Другими словами, можно количественно определять энергию поглощения удара, деленную на массу материала при столкновении. Кроме того, специалисты лаборатории Oak Ridge разработали компьютерные модели автомобилей с корпусами из композиционных материалов, обычной стали, высокопрочной стали и алюминия. Команда также разработала подробные

(детальные) модели различных транспортных средств после разборки реальных автомобилей и измерения их деталей. Работы, проводимые SIMLab в Норвегии и национальной лабораторией Oak Ridge в США – и многими другими научно-исследовательскими учреждениями – направлены на то, чтобы появление и развитие облегченных транспортных средств не приводило к ухудшению их безопасности.

Безопасный дизайн Независимо от того, сколько они весят, легковые автомобили и другие транспортные средства уже на протяжении

14–16 февраля 2016

многих лет демонстрируют повышение безопасности. Это понятно – и это не только потому, что они изготавливаются из алюминия. Легкие металлы, безусловно вносят свой вклад, потому что красота алюминия и его характеристики соответствуют многим потребностям автопроизводителя. Но всегда будет существовать необходимость комбинировать в автомобиле различные материалы. Большинство автомобилей не может быть, да и не должны быть полностью изготовленными из алюминия. Научные исследования и инновации, фундаментальная физика не повлияют на ежедневную работу автосборочной линии – люди по-прежнему продолжат управлять автомобилями. Дизайнер автомобилей из США Кайл Макси (Kyle Maxey) в своей статье пишет: «Независимо от того, насколько хорошо построен ваш автомобиль, лучшей гарантией безопасности остается сосредоточенность самого водителя на полном контроле его или ее машины. Но если случаются непредвиденные внешние события, приводящие к поломке системы, то всем хорошо известно, что инженеры при проектировании автомобиля и кузова раздвигают границы безопасности вождения». n www.sapagroup.com

Более 4000 специалистов и ученых со всего мира принимают участие в работе ежегодных совещаний The Minerals, Metals & Materials Society (TMS) – общества исследователей минералов, металлов и материалов (США). Присоединяйтесь к ним на TMS 2016! Посетите веб-сайт TMS чтобы зарегистрировать свое участие в TMS 2016, зарезервировать место на специальных мероприятиях, просмотреть список семинаров и возможностей для Вашего профессионального роста, которые будут проводиться в рамках конференции.

Регистрация уже открыта!

www.aluminiumtoday.com

ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ 11

Совершенствование сбора и переработки вторичного алюминиевого сырья Показано, почему рост доли вторично переработанного алюминия в отдельных видах готовых изделий не обеспечивает улучшение устойчивого развития алюминиевой отрасли. Катерина Атхенис* Плавка вторичного алюминиевого сырья требует всего 5 % от полной энергии, которая бы потребовалась для производства аналогичного объема первичного металла. Ни один другой базовый материал не обладает такой огромной разницей в воздействии на окружающую среду двух потенциальных источников его получения. Поэтому вторичная переработка алюминиевого лома и отходов является основным фактором устойчивости. Однако современный подход с акцентом на повышении процентной доли содержания вторично переработанного сырья в готовой продукции приводит к неадекватному представлению о рециклинге алюминия и может даже стать контрпродуктивным для реального прогресса в отношении устойчивого развития. По мнению концерна Constellium – глобального производителя алюминиевых изделий с добавленной стоимостью, было бы более целесообразно направить усилия промышленности на совершенствование процессов сбора алюминиевого лома, чтобы повысить в целом объем доступного для рециклинга вторичного сырья и снизить воздействие углеродных выбросов на окружающую среду всей цепочки поставок.

Общий объем сбора лома Вторичное алюминиевое сырье является востребованным ресурсом во всем мире. В последние годы Европа незаконно экспортирует большое количество отходов в

развивающиеся страны Африки и Азии, что приводит к зависимости игроков отрасли от импорта металла. В условиях ограниченной доступности алюминиевого лома, когда мировой спрос превышает предложение, повышение доли вторично переработанных материалов одного продукта – или даже одного производителя – просто изымает сырье для переработки из того общего объема, который доступен для других видов продуктов или производителей, поэтому не создает никакой чистой экологической выгоды. Вопреки широко распространенному мнению, повышение доли вторичного алюминия в готовых продуктах не обеспечивает рост устойчивости экологически нейтрального алюминия. Это эквивалентно поговорке: «Robbing Peter to pay Paul» или «поддерживать одно в ущерб другому». В то время как некоторые производители алюминия и ключевые игроки отрасли гордятся своей более высокой долей вторичного алюминия в выпускаемой ими продукции, обеспечиваемой в рамках реализации своих стратегий устойчивого развития, усилия промышленности лучше бы направить на улучшение процесса сбора лома и на повышение доли возврата отслуживших свой срок продуктов с целью

увеличения общего объема доступного для рециклинга сырья. Компания Constellium концентрирует свои усилия на совершенствовании процессов сбора вторичного алюминиевого сырья в трех приоритетных областях: улучшение сбора и повышение доли возврата на вторичную переработку алюминиевого сырья в сотрудничестве с ключевыми заинтересованными сторонами; улучшение сортировки собираемого бытового лома и отходов потребления через развитие партнерства; совершенствование технологических процессов вторичной переработки алюминия, включая разработку новых видов алюминиевых сплавов, толерантных к содержащимся в ломе примесям. Эти усилия оказывают реальное влияние на рост валового объема доступного для вторичной переработки сырья, помогают создавать более замкнутые производственные циклы «производство-использование-утилизация». Например, компания участвует в инициативе «Каждая банка на счету». Эта программа (www.everycancounts.co.uk) была запущена в 2009 году и направлена на улучшение собираемости упаковочных материалов из алюминия, в первую очередь банок для напитков, «на ходу» или в местах их широкого потребления (в колледжах, при проведении мероприятий и фестивалей и др.). Компания Constellium также стала соучредителем объединенной программы

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

Aluminium International Today на русском языке

Ноябрь 2015

12 ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ IRT M2P – французской научно-исследовательской инициативы, призванной содействовать передаче новейших технологий переработки вторичного алюминиевого сырья любого качества, разрабатываемых в технологическом университете материалов, металлургии и процессов (США), напрямую алюминиевой промышленности с акцентом на улучшенную утилизацию отслуживших свой срок автомобилей. Благодаря нашей активной работе с политиками и отраслевыми ассоциациями, направленной на усовершенствование сбора отходов алюминия и увеличение объемов собираемого лома, мы надеемся, что дискуссия по этой теме начнет смещаться от малопродуктивного акцента на повышение доли вторично переработанных материалов в продукте, в сторону расширения усилий по обеспечению роста общего объема доступного для переработки вторичного алюминиевого сырья.

Объем вторичного сырья за счет рециклинга отработавших срок изделий Рециклинг алюминия с учетом полного жизненного цикла алюминиевого продукта до его полной амортизации связан с различными вызовами и преимуществами по всему пути, включая вторичную переработку после окончания срока службы продукта. Существует два типа вторичного алюминиевого сырья: оборотный лом и лом после завершения срока эксплуатации изделий. Оборотный лом (отходы производства) происходит от процессов обработки по всей производственной цепочке, включая операции прокатки, литья, штамповки, механической обработки и др. В настоящее время практически весь оборотный лом полностью перерабатывается. С точки зрения перспектив жизненного цикла, оборотный лом оказывает весьма незначительное дополнительное воздействие на выбросы СО2 в процессе переплава, в противном случае он остается «прозрачным». С другой стороны, лом (отходы потребления) образуется после окончания срока полезного использования изделий в результате утраты их потребительских свойств. Переработка такого вторичного сырья после амортизации изделий позволяет исключить применение первичного металла для производства следующего продукта и предлагает преимущества снижения выбросов CO2, так как для производства первичного алюминия из боксита требуется в 20 раз больше энергии, чем на создание нового металла из вторично переработанного алюминия. На данный момент состояние рециклинга изделий из алюминия после конца срока их службы довольно хорошее. Так, доля вторичной переработки алюминия Ноябрь 2015

в автомобилях и транспортных средствах, а также в строительстве составляет около 95 %. Что касается прогресса в секторе упаковки, то при текущей степени вторичной переработки около 70 % всех использованных банок для напитков в Европе, необходимо продолжение усилий по совершенствованию сбора. Цель компании Constellium заключается в повышении доли утилизации отслуживших свой срок изделий. Компания стремится к созданию эффективных замкнутых цепочек и улучшению устойчивости всей цепи поставок. Компания активно работает в области совершенствования стратегии управления материалами и внедрения обязательных стандартов утилизации алюминия. Компания стала одним из первых членов инициативы Aluminium Stewardship Initiative (ASI), направленной на создание глобального стандарта экологически нейтрального алюминия и экологических стандартов для каждого участника стоимостной цепочки в алюминиевой промышленности. Мы разрабатываем направляющее материальное руководство, которое является специфическим для стоимостной цепочки алюминия, учитывая возможность его бесконечной вторичной переработки и преимущества его рециклинга. С нашей давней приверженностью к укреплению устойчивости в деятельности компании, мы считаем этот новый стандарт ASI естественным расширением наших собственных усилий в области устойчивости. Короче говоря, в отрасли должны быть приняты меры по повышению общей устойчивости стоимостной цепи алюминия за счет переработки отслуживших свой срок изделий и обеспечения более замкнутого жизненного цикла. Это сделает систему утилизации более эффективной и синхронизированной с динамикой развития рынка. Эти меры могут включать: диалог с потребителями по утилизации упаковочных материалов; создание адекватных схем сбора отходов алюминия; улучшение сортировки собранного лома и совершенствование методов его переплава и рафинирования с целью переработки большего объема различного исходного вторичного сырья; разработку новых сплавов, более толерантных к содержанию алюминиевого лома с примесями. В конечном счете, повышение доли вторично переработанного материала в

www.aluminiumtoday.com

определенном продукте только снизит долю вторичного сырья в другом продукте, а в этом случае повышение содержания вторичного сырья не принесет ожидаемой пользы окружающей среде. Единственный способ снизить общие выбросы СО2 от алюминиевых продуктов за счет их рециклинга, это увеличение ресурсов вторичной металлургии за счет роста объемов доступного вторичного сырья. Есть только одна возможность повышения объема вторичного алюминиевого сырья – увеличение доли рециклинга после истечения срока службы изделий, что в настоящее время и достигается благодаря реализуемым в промышленности программам и тесному сотрудничеству с организациями. При ожидаемом взлете использования алюминия во всем мире в течение следующих десятилетий, особенно в автомобильной промышленности, алюминий станет материалом преимущественного выбора для различных приложений. Автопроизводители обращаются к алюминию, чтобы достичь снижения веса машин, снизить выбросы CO2 и уменьшить воздействие транспорта на окружающую среду. Поддержку в этом оказывает недавно развитая инициатива в автомобильной отрасли, которая долгое время оставалась во власти стали. Алюминиевая промышленность понимает, что в ближайшем будущем ожидается не очень большой объем поступления вторичного алюминия после окончания срока эксплуатации автомобилей, изготовленных из алюминия в настоящее время. Это оставляет игрокам алюминиевой отрасли некоторое время для совершенствования процессов сортировки – пока первичный металл все еще будет производиться, чтобы ответить на растущий спрос мировой автомобильной промышленности. Компания Constellium, полностью приверженная разработке, производству и поставкам устойчивых алюминиевых продуктов, которые удовлетворяют потребности наших клиентов в настоящее время и будут удовлетворять их в будущем, будет активно присутствовать на каждом из этих этапов пути. n Более подробно стратегический подход компании Constellium к устойчивому развитию и рециклингу алюминия представлен на сайте: www.business-sustainability.constellium.com Aluminium International Today на русском языке

ВТОРИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ 13

www.aluminiumtoday.com

Наилучшая практика управления дроссом Описан экологичный и устойчивый способ переработки съемов и дросса на заводском уровне. Производство алюминия давно считается отраслью промышленности, которая имеет плохую экологическую репутацию из-за высокой энергоемкости процесса плавки и образования в процессе плавки отходов в виде снимаемой с поверхности жидкого алюминия оксидной пленки (дросса). Из этого собранного дросса традиционно извлекают алюминий с использованием прессов и наклонных солевых печей. Но такой подход повышает производственные издержки в литейном производстве и приводит к образованию токсичных отходов в виде кекса солей сульфата натрия. В Европе такие солевые шлаки (выгребы) в настоящее время рассматриваются как опасные для окружающей среды отходы, складирование которых в отвалах уже больше не разрешается. Сегодня во всем мире ежегодно генерируется около пяти миллионов тонн алюминиевого дросса и солевых шлаков. Ясно, что этот объем прирастает с вводом каждого проекта расширения алюминиевых заводов. Поэтому сегодня весьма актуален поиск более устойчивых и экологически чистых решений по переработке алюминиевого дросса.

TAHA International for Industrial Services (TAHA) – компания, основанная в Бахрейне, сосредоточилась на решении этой проблемы. Она рассматривает собираемый дросс как многокомпонентный материал, содержащий захваченный металлический алюминий, неметаллические компоненты, смесь хлоридов калия и натрия, нитриды. Специалисты компании Таха не согласились с тем, что традиционная техноло-

гия извлечения алюминия путем повторного переплава алюминиевого дросса в наклонной печи с добавлением солевых флюсов (в процессе которого получают более сложный продукт, требующий дальнейшей дополнительной обработки), признается сегодня в качестве наилучшей практики в управлении дроссом. После длительного периода научноисследовательских работ компания TAHA в 2005 году разработала новую промышленную технологию переработки дросса. Этот процесс восстановления алюминия из дросса состоит из двух этапов: стадии «горячей переработки дросса», которая реализуется рядом с работающим литейным цехом клиента, и стадии дальнейшей переработки дросса «холодным способом», которая может быть проведена как у клиента, так и вне территории алюминиевого завода.

Этап 1: обработка горячего дросса Преимуществом горячей обработки дросса является возможность проведения операций с сохранением исходной тепловой энергии в дроссе, изначально снятого с поверхности расплава. Охлажденный снятый дросс требует повторного нагрева для дальнейшей обработки. Процесс TAHA – процесс с низким уровнем энергозатрат, который использует тепловую энергию свежеснятого с поверхности расплава дросса и проводится без добавления каких-либо солей или других химических веществ. Оператор литейного цеха снимает в печи скребком слой оксидной пленки в

специальный тигель TAHA для сбора дросса. После завершения процесса снятия дросса оператор TAHA собирает весь дросс в тигель и транспортирует его на вращающуюся установку, которая находится рядом с литейным цехом. Он устанавливает ковш с дроссом на ротатор и запускает процесс возврата алюминия из дросса за счет попеременного наклона ковша из стороны в сторону, пока весь жидкий металл не вытечет из выпускных отверстий. На этом «горячем этапе» степень извлечения металла из собранного дросса достигает 90 % и весь восстановленный металл сразу возвращается в литейное производство без необходимости легирования.

Этап 2: холодная обработка дросса Вторая стадия обработки дросса завершает извлечение практически всего доступного алюминия за счет тщательного процесса механической сепарации. Весь извлеченный металл собирается в бункерах, переплавляется и возвращается в литейное отделение. Остающийся солевой осадок (<1 % алюминия) используется после проведения дальнейшей переработки в различных приложениях (удобрения, тригидрат алюминия, огнеупорное производство и т.п.), завершая решение компании TAHA с нулевыми отходам. Этот процесс утилизации алюминиевого дросса полностью соответствует определению «наилучшей доступной практики», поскольку он обеспечивает: n максимальную степень возврата алюминия; n отсутствие производства опасных отходов; n отсутствие отходов для последующей утилизации; n исключение загрязнения окружающей среды отвалами дросса. Сегодняшним вызовом для мировой алюминиевой промышленности является развитие прогрессивных технологий, которые могли бы исключить образование отходов и повысить экономические показатели производства алюминия. Рост спроса на алюминий требует внедрения передовых технологий для устойчивой переработки с нулевыми отходами постоянно растущих во всем мире объемов алюминиевого дросса. n Контакты: www.tahacorp.com

Aluminium International Today на русском языке

Ноябрь 2015

14 ПРОФИЛЬ РЕГИОНА

www.aluminiumtoday.com

Обзор сектора дальнейшей переработки алюминия в странах Персидского залива Международный аэропорт имени короля Абдель Азиза в г. Джидда, Саудовская Аравия

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

Производство первичного алюминия в странах Персидского залива Производство первичного алюминия в странах Совета по сотрудничеству стран Персидского залива1) растет на протяжении многих лет и к 2015 году достигло пяти млн т в год, что составляет около 10 % от мирового производства первичного алюминия, при этом около 70 % экспортируется по всему миру. Активное развитие алюминиевой отрасли в этом регионе обеспечило формирование последующих секторов по дальнейшей переработке первичного алюминия, поставляющих на местные и международные рынки прессованные профили для строительства, автомобильные компоненты, кабели, плоский прокат и фольгу для упаковки. Общий объем инвестиций в алюминиевую промышленность шести стран Персидского залива превысил US$ 40 млрд. Все эти инвестиции в алюминиевую промышленность региона оказали на него большее социальное влияние. В дополнение к 12 тысячам занятых напрямую в отрасли и 30 тысяч работников, связанных с ее обслуживанием, алюминиевая промышленность обеспечила создание множество мелких и средних предприятий, предоставляющих различные технические и логистические услуги.

Страны этого региона давно поняли, что их будущее тесно связано с образованной и квалифицированной национальной рабочей силой. Региональные компании алюминиевой промышленности вкладывают значительные средства в профессиональное обучение и подготовку кадров, ежегодно около US$ 20 млн. Социальная ответственность является ключевым фактором в работе большинства компаний алюминиевой отрасли, они коллективно вкладывают в развитие и реализацию социально-общественных проектов в регионе около US$ 16 млн в год. Действующие в регионе алюминиевые заводы с передовым техническим уровнем и наивысшим качеством первичного алюминия являются наиболее экологически чистыми алюминиевыми заводами в мире. Компании имеют низкие производственные затраты по выплавке алюминия благодаря обильным поставкам электроэнергии в этом регионе. За последнее пятилетие алюминиевая промышленность региона повысила долю рециклинга сточных вод на 150 % и утилизации твердых отходов на 48 %, сократила выбросы парниковых газов на 15 % и фторидов на 46 %. Все алюминиевые заводы в этом регионе сертифицированы по стандарту ISO 14001 для систем экологического менеджмента, а

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

единственный во всем мире алюминиевый завод из Персидского залива получил престижную экологическую премию от ООН. Итак, куда же весь этот первичный алюминий идет дальше? Вниз по технологической цепочке, конечно.

Сектор дальнейшей переработки алюминия в странах Персидского залива Первичный алюминий проходит дальнейшую переработку и продается в виде плоского проката, прессованных профилей, литых/кованых изделий, прутков и проводников. Как видно из сравнительного анализа структуры мировой и региональной алюминиевой перерабатывающей отрасли (рис. 1), в глобальном масштабе наблюдается приблизительный баланс объемов дальнейшей переработки основными секторами вниз по технологической цепочке, тогда как в странах Персидского залива наблюдается значительное превалирование объемов производства прутков и проводников. Таблица демонстрирует рост перспективных ожиданий в развитии производства плоского проката, алюминиевых прессованных профилей и отливок в этом регионе. Такое направление развития вызвано ростом спроса со стороны местной строительной отрасли, а также в связи с приближением таких знаковых событий, как Экспо-2020 в ОАЭ и ФИФА-2022 в Катаре.

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

Ноябрь 2015

Aluminium International Today на русском языке

ПРОФИЛЬ РЕГИОНА 15

www.aluminiumtoday.com

е 7% Прочи

Прутки и проводники 13 % Плоский прокат, фольга 31 %

дели конечный результат. Этот проект стал еще одним подтверждением лидерства и ноу-хау компании Gulf Extrusions в области прессования алюминиевых профилей.

Плоский прокат, фольга 25 %

Прутки и проводники 29 %

От по ливк ко и вки и 7%

Отливки и поковки 24 %

Прессованные профили 32 %

Прессованные профили 32 %

а)

б)

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

Рост регионального потребления и расширение экспортных поставок на европейские рынки поддерживают высокие затраты на инновации, научные исследования и развитие последующих секторов алюминиевого бизнеса. Ниже представлены знаковые примеры в области исследований и развития новых видов алюминиевых профилей, которые свидетельствуют о растущей диверсификации бизнеса в регионе. Пример 1. Разработка витого алюминиевого профиля для строительства международного аэропорта имени короля Абдель Азиза в Джидда, Королевство Саудовская Аравия. Кратная характеристика проекта: n Разработчик проекта: Netherlands Airport Consultants B.V (NACO), Нидерланды. n Основные подрядчики: SBG (Saudi Bin Laden Group); United Arab Aluminium Company; Gulf Extrusions Co LLC. n Общая площадь аэропорта – 100 км2; общая площадь покрытий из стекла и алюминия – 100 тыс. м2. n Применение специальной алюминиевой системы остекления типа Лувра (Rain Screen Louver System) площадью 40 тыс. м2. Эта раздвижная система из алюминиевых прессованных профилей обеспечивает перемещение на расстояние 6 м жалюзи из закрытого в открытое состояние. Техническими вызовами проекта стали дизайн, процессы прессования и изготовления витого алюминиевого профиля с углом скручивания в диапазоне от 0° до 60° шириной 430 мм и длиной 6 м. Компания Gulf Extrusions разработала ноAluminium International Today на русском языке

вый подход к прессованию профиля для реализации этого проекта и специальную установку для его скручивания, позволившие изготовить и поставить требуемый витой профиль. Этот строительный профиль на выставке Алюминий-2014 в Дюссельдорфе был отмечен премией в номинации «Самый инновационный продукт из алюминия». Разработка процесса скручивания специального алюминиевого профиля включала три этапа. На первом этапе изучили распределение напряжений в профиле при приложении крутящей нагрузки и разработали специальную гибочную машину с тремя зажимами на базе пневматических цилиндров. Мы обнаружили, что процесс такого скручивания не был стабилен из-за эффекта пружинения профиля, поскольку алюминий старался вернуть свою форму обратно в исходное положение. Решением стала доработка установки с переходом на применение двух зажимов с гидравлическими цилиндрами, а также реализация процесса скручивания в несколько этапов. Профиль на первой стадии скручивали на 30°, а затем дважды поворачивали на угол по 25°, после чего возвращались в исходное положение. Таким образом, мы смогли добиться стабильного скручивания готового профиля на 60°. После успешного скручивания профиля оставался последний вызов, связанный с освобождением готового профиля из зажимов. На третьем этапе мы переработали конструкцию зажимов, придав им форму "Y", позволяющую легко снимать с установки готовый витой профиль. Клиенты и заинтересованные стороны пришли в восторг, когда впервые уви-

Пример 2. Создание на Ближнем Востоке вертикально-интегрированной цепи поставок алюминиевых компонентов для автомобильной промышленности. После достижения расширенного применения алюминиевых профилей для внутреннего применения в регионе появилось желание выйти на рынок профилей для мировой автомобильной промышленности. Это привело к рождению инженерно-обрабатывающей компании REFCO (Royal Engineering Fabrication Company). Поставка специальных профилей для автомобильной промышленности весьма сложный бизнес, он связан с граничными вызовами в различных аспектах производства и поставок. Автомобильная промышленность является одной из самых требовательных, когда дело касается аудита качества и удовлетворения требований автомобилестроителей. Сотрудничающие компании должны иметь надежный и хорошо отлаженный механизм ведения бизнеса по всей цепочке для удовлетворения требований мирового уровня в области качества, стоимости и доставки (QCD) в разные регионы мира на условиях «точно в срок». Построение глобальной компании такого рода в ОАЭ стало социально-культурным прорывом. Компания REFCO родилась после приобретения специализированной компании в области производства прессованных профилей из алюминиевых сплавов – Sport Carrier Limited (Великобритания), которая снабжала своей продукцией из алюминиевых сплавов компании Aston Martin, BOS, UYT, Webasto. Компания REFCO быстро запустила в ОАЭ собственные производственные мощности в непосредственной близости от поставщиков сырьевых материалов Gulf Extrusions и EMAL/DUBAL, позволяющие преобразовывать прессованные алюминиевые сплавы в конечные компоненты для сборки автомобилей. Готовые компоненты отгружаются логистической компании, которая работает как региональный распределительный пункт для организации поставок на условиях «точно в срок» существующей мировой клиентуре. Компания REFCO сегодня ежегодно производит около двух миллионов частей для автомобилей, которые входят в перечень критически важных компонентов и обеспечивают возможность кинематических перемещений – солнцезащитных направляющих, консолей на крыше, поперечных реек и др. n Ноябрь 2015

ALU SOLUT SOLUTIONS IONS

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

Глобальный форум по устойчивому развитию алюминиевой промышленности

AluSolutions: новый взгляд на алюминий!

AluSolutions – международная выставка и конференция в новом формате “свободного участия”, посвященные современным вызовам и возможностям устойчивого использования алюминия. Целью AluSolutions является демонстрация прогресса промышленности в непрерывном повышении экологической эффективности производства алюминия, а также показ преимуществ устойчивого развития для конечных пользователей алюминиевой продукции.

щие компании, производящие различные виды проката, прессованные и литые продукты, увеличивают объемы вторичной переработки алюминия, чтобы использовать его снова и снова в замкнутой системе.

Поддержание устойчивости алюминиевой промышленности

• Снижение энергозатрат и выбросов парниковых газов • Управление отходами • Биоразнообразие и эффективное землепользование • Эффективность использования ресурсов и рециклинга • Сбор и утилизация алюминиевых отходов • Экологические преимущества у конечных пользователей алюминия • Диверсификация на последующих переделах

Несмотря на то, что процесс производства первичного алюминия является энергоемким, алюминиевая промышленность успешно демонстрирует преимущества алюминия на стадии использования, которые перевешивают эти экологические недостатки. Наряду с «новым взглядом» на алюминий актуальным становится оценка влияния недавнего ужесточения природоохранного законодательства в области производства первичного алюминия (включающего мониторинг воздействия добычи бокситов) на общее снижение выбросов, экономию энергию и состояние местной окружающей среды. При постоянном росте мирового спроса на алюминиевую продукцию перерабатываю-

Преимущества устойчивости алюминия также продолжаются на фазе конечного использования. Например, в автомобильной и аэрокосмической промышленности внедрение технологии снижения веса приводит к сокращению выбросов парниковых газов, а применение в производстве упаковки повышенной доли вторично переработанного алюминия вносит существенный вклад в приближение к замкнутой “круговой экономике”. В рамках конференции AluSolutions будут рассмотрены технологии и проблемы в следующих областях:

Организаторы:

СОВМЕСТНЫЙ ВКЛАД НА ПУТИ К УСТОЙЧИВОМУ БУДУЩЕМУ

WWW.ALUSOLUTIONS.COM Для получения подробной информации свяжитесь с нашей командой: Реклама Ken Clark Director Sales Director 855117 T e el: +44 (0)1737 855117 Tel: Email: kenclark@quartzltd.com

Anne Considine Area Area Sales Manager T e el: +44 (0)1737 855139 Tel: Email: anneconsidine@quartzltd.com Конференция и публикация доклада: Nadine Firth Editor, Aluminium International International T oday o

Editor, Today T e el: +44 (0)1737 855115 Tel: Email: nadinefirth@quartzltd.com Общие вопросы участия: Horn Esme Horn Coordinator Coordinator 855136 T e el: +44 (0)1737 855136 Tel: esmehorn@quartzltd.com Email: esmehorn@quartzltd.com

Информационный партнер:

Контакты:

Join the AluSolutions Group Group @AluSolutions

КТО ПРИМЕТ УЧАСТИЕ?

ПОЧЕМУ Абу-Даби? Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ) – четвертый в мире по объемам производитель алюминия, на которого приходится более 50% производства алюминия в регионе стран Персидского Залива. Этот регион характеризуется высоким качеством производимого первичного алюминия и наиболее передовыми в мире современными алюминиевыми заводами, отличающимися высочайшим уровнем охраны окружающей среды. Объем производства алюминия в регионе Персидского залива, как ожидается, достигнет к концу 2015 года пяти миллионов тонн. На долю региона приходится около 17,5% общемирового производства алюминия (по сравнению с 3,7 млн тонн и 11% от общего мирового производства в 2012 году).

При динамичном росте объемов производства первичного алюминия в регионе значительное внимание уделяется также и совершенствованию дальнейшего потока производства готовой продукции и сферы услуг по обслуживанию сектора. Абу-Даби является международным деловым центром, поэтому все участники смогут оценить предлагаемые здесь услуги, а также посетить несколько местных предприятий алюминиевой промышленности.

Ведущие специалисты мировой алюминиевой промышленности и принимающие решения менеджеры со всего мира будут присутствовать на этом мероприятии, чтобы принять участие в конференции в качестве делегатов и посетить выставку для знакомства с новейшими отраслевыми решениями и общения с ведущими мировыми поставщиками оборудования и услуг. Посетителями выставки и конференции будут специалисты и менеджеры по всей цепочке производства и переработки алюминия: • Президенты/владельцы компаний • Технические/производственные директора • Заводские менеджеры • Инженерно-технический персонал • Производственный, лабораторный и научно-исследовательский персонал • Специалисты по профессиональной подготовке персонала • Консультанты/эксперты/исследователи • Специалисты по продажам и маркетингу • Специалисты по охране здоровья, безопасности труда и охране окружающей среды.

КОНФЕРЕНЦИЯ Тема конференции: “История устойчивого развития”

“The Sustainability Story” Эта тема обеспечит хорошую платформу для обсуждения основных проблем по устойчивому развитию, стоящих при производстве и дальнейшей обработке алюминия, а также позволит взглянуть на экологические преимущества алюминиевой продукции конечного применения.

Конференция будет включать доклады и исследования по следующим секциям: • Решения по устойчивому развитию горнодобывающей 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 проходить в рамках выставки, смогут свободно (бесплатно) принять участие все участники и посетители выставки. Если Вы решите представить свой доклад, пожалуйста, свяжитесь с Надин Фёз.

Nadine Firth Тел: +44 (0)1737 855115 E-mail: nadinefirth@quartzltd.com

18 ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА

www.aluminiumtoday.com

Обеспечение безопасного потока горячего металла Единственным надежным способом обеспечения долгосрочной рентабельности алюминиевого завода является повышение общей эффективности работы предприятия. Это достигается путем внедрения проверенных методов совершенствования производства с систематическим улучшением всех компонентов процесса: материальных потоков, технологических процедур, персонала, машин и управления ими. Итало Даль Порто* «Бережливое производство» – один из наиболее широко признанных подходов к организации производства, в сочетании с поддержкой систематического осуществления принципа поставок «точно вовремя», выявляет существующие проблемы качества, которые в противном случае скрываются буферными запасами. Стремление к организации логистической концепции гладкого протекания процессов с реализацией только тех шагов, которые обеспечивают получение добавленной стоимости, ясно раскрывает проблемы, которые требуют их обязательного решения. Базовый принцип бережливого производства – поток продуктов, которые максимально ориентированы на потребителя и востребованы на рынке, вместо оказывающего на него постоянного давления менеджерами производства. В случае производства алюминия мы наблюдаем все больше и больше алюминиевых заводов, где поток горячего металла напрямую определяется потребностями литейного производства и литейное отделение становится центром всех операций, включая управление напольными машинами для транспортировки ковшей с расплавом металла.

Применение машин для выливки металла Применение для передачи рафинированного алюминия из электролизеров в

Корпус электролиза

Конечные продукты

Литейное отделение

ботки металла (Metal Treatment Station) возможно без привлечения дополнительной рабочей силы или оборудования. Отбор (выливка) из электролизера жидкого алюминия с помощью специализированных транспортных средств – весьма целесообразное решение для большинства алюминиевых заводов, которые серьезно заботятся об улучшении общей эффективности предприятия. Освобождение операции выливки металла от необходимости применения мостовых кранов сокращает потери рабочего времени и повышает доступность кранов для проведения необходимых операций в линии электролизеров.

Принцип работы МВМ Поток расплавленного металла в литейном отделении алюминиевого завода

литейное отделение специализированных машин для выливки расплавленного металла четко соответствует концепции бережливого производства. Такие специализированные машины для выливки металла – МВМ (Metal Tapping Vehicles, MTV) способны самостоятельно, без дополнительных устройств и с непосредственным управлением только одним человеком, проводить вакуумный отбор жидкого алюминия из ванны электролиза, его дальнейшую транспортировку и перелив металла. Также управление и проведение операций на станции обра-

Компания HMR Hydeq АS (Норвегия) – производитель транспортных средств специального назначения, обладающий 30-летним опытом поставки специализированных машин МВМ на алюминиевые заводы мира. С помощью машины МВМ компании HMR один оператор может обеспечить выливку расплавленного алюминия в корпусе электролиза, автоматическое взвешивание и контроль количества вылитого алюминия, транспортировку в литейное отделение, обработку на станции обработки металла и перелив расплавленного металла в литейном отделении наиболее безопасным и эффективным способом. Так, например, одна такая машина грузоподъем-

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

Ноябрь 2015

Aluminium International Today на русском языке

19

www.aluminiumtoday.com

ностью 7,9 т может в течение 24 часов произвести отбор и переместить более 200 т жидкого металла. Причем, без брызг, без перегрузок, без потерь металла и только одной машиной МВМ. Жидкий металл доставляется в литейное отделение машиной МВМ на условиях «точно вовремя». Литейное отделение формирует задание на выливку алюминия в корпусе электролиза, которое сразу по прямому радиоканалу передается непосредственно водителю в систему управления МВМ с указанием требуемого количества жидкого алюминия для этой доставки и номера электролизера, из которого должна быть проведена эта выливка металла. Весь этот процесс является «ясным и прозрачным», так как он находится под контролем только одного оператора МВМ. Никакой другой персонал в цехе не требуется для этого. Грязные тигли сразу после перелива жидкого металла в миксер напрямую доставляются водителем на стенд очистки тиглей HMR, где сразу же, еще в горячем состоянии, очищаются водителем, опять же «точно вовремя». Никакого дополнительного количества тиглей или места для локального хранения тиглей не требуется. Техническое обслуживание и замена заборных или выливных труб на тигле также самостоятельно выполняется водителем МВМ. Исключается необходимость в использовании кантователя тиглей в литейном отделении, так как водитель МВМ сам переливает жидкий металл в миксеры. Никакое дополнительное оборудование для этого не требуется. Перелив металла осуществляется из нижней части тигля через систему труб таким образом, что верхний шлак остается в тигле. При этом исключается необходимость скачивания шлака или удаления дросса. Остающийся дросс удаляют из тигля на станции чистки тиглей HMR примерно через каждые восемь часов. Активная подвеска для наклона машины позволяет эффективно оптимизировать проведение операции слива металла.

Безопасность В результате реализации транспортировки расплавленного металла в замкнутой системе существенно улучшается без-

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

опасность труда. В процессе транспортировки или при переливе металла в литейные миксеры исключено появление брызг металла. Система взвешивания на борту машины имеет защиту от перегрузки, которая автоматически останавливает процесс вакуумной выливки металла при достижении максимального объема. В дополнение к этому установлена система механической блокировки процесса выливки металла для исключения возможности переполнения тигля. Тигель остается на борту машины МВМ все время. Он снимается только для очистки и технического обслуживания на станции чистки, после чего опять устанавливается на машине без применения какого-либо дополнительного оборудования или ручных операций. Герметичная кабина с эргономичным размещением кнопок управления обеспечивает отличные и комфортные условия для работы оператора.

Самодостаточность МВМ Машина МВМ для своей работы не требует никакого дополнительного оборудования (например, для подачи сжатого воздуха, мостовых кранов, платформ для опрокидывания и т.п.) или помощи других операторов на полу цеха. Вся система является самодостаточной и независимой. Машина оснащена своим собственным компрессором для вакуумной выливки и перелива жидкого металла из тиглей в миксеры, она может поднимать и переносить тигель без посторонней помощи. Тигли на машине закрыты крышкой, поэтому тепловые потери и потери металла от окисления являются незначительными. Машина имеет коленчатую функцию, позволяющую реализовать ее наклон в лю-

бом направлении, чтобы гарантировать эффективный процесс полного опустошения тигля при переливе жидкого металла.

Полностью замкнутая система Машина выливки металла интегрирована с механизмами очистки тигля, прочистки транспортирующих труб и их предварительного нагрева. Вместе они образуют полностью замкнутую систему перелива жидкого металла. На станции чистки тиглей HMR каждый тигель сразу же очищается еще в горячем состоянии – это снижает общее количество необходимых тиглей и продлевает срок службы тиглей. Срок службы футеровки тигля обычно составляет 1,5–2 года. Окружающая среда цеха также получает преимущества от замкнутой системы, так как отходящие газы из тигля во время слива металла отводятся в систему цеховой вытяжки. Закрытая система и короткая продолжительность цикла снижают падение температуры жидкого металла, что опять же экономит энергию при обработке жидкого металла в литейном отделении.

Условия труда водителя Герметичная кабина с хорошим обзором, полностью соответствующая высоким экологическим стандартам, а также полностью гидравлическая подвеска на всех колесах, чтобы свести к минимуму вибрации, обеспечивают отличные условия для работы оператора. Все операции контролируются и управляются из кабины с применением электрических кнопок и джойстиков. Клавиатура и монитор, которые водитель использует для связи и управления, эргономично размещены вокруг оператора. Взвешивающее устройство на борту может быть подключено через сеть WLAN к системе планирования производства алюминиевого завода. Все данные процессов выливки и перелива жидкого металла направляются по беспроводной связи в бортовую систему взвешивания, которая в свою очередь пересылает фактические значения этих объемов на центральный компьютер заводской системы управления производством. n Контакты: www.hmr.no

Ноябрь 2015

20 ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА

www.aluminiumtoday.com

Автоматизированные высокостеллажные склады для алюминиевых рулонов и плит Оптимально спроектированная интралогистика – внутрипроизводственная концепция логистики предприятия, является основной областью компетенции компании Vollert (Германия). В современном промышленном производстве высококачественных алюминиевых изделий решающую роль играет внутрипроизводственная логистика с интеллектуально управляемой интеграцией материальных потоков в основные технологические процессы производства. Сегодня производители алюминиевых продуктов в цехах прокатки и прессования алюминия полагаются на полностью автоматизированные логистические решения, которые обеспечивают гладкие, ресурсосберегающие и экономически эффективные условия для всех производственных процессов: от автоматических крановых систем подачи алюминиевых слябов и плит, комплексной логистической взаимосвязи между станами горячей и холодной прокатки до интеллектуальных систем транспортировки и складирования алюминиевых рулонов весом до 35 т и температурой в несколько сотен градусов. Компания Vollert предлагает для удовлетворения данных требований больше, чем просто базовые инженерные системы. Это наглядно подтверждают многочисленные проекты в области внутрипроизводственной логистики, успешно реализованные компанией Vollert по всему миру.

Высокостеллажный склад для нового стана горячей прокатки компании AMAG в Австрии Компания AMAG Austria Metall AG – ведущий в Европе производитель алюминиевых заготовок, слитков и высококачественного алюминиевого проката, инвестировала в установку на своем заводе в городе Рансхофен (Австрия) нового полосового стана горячей прокатки алюминия. Проект реализуется в рамках инвестиционной программы «AMAG 2014» технической модернизации предприятия с целью расширения мощностей и ассортимента выпускаемой продукции с включением в сортамент более широких и тяжелых алюминиевых толстых листов/плит и горячекатаных полос в рулонах. Выбранная в качестве генерального подрядчика компания Vollert поставила и ввела в эксплуатацию новый, полностью автоматизированный высокостеллажный склад для временного хранения алюминиевых плит общей вместимостью 1500 т. Дополнительно склад также оснащен Ноябрь 2015

автоматизированной системой перекладки штабелей толстых листов. Специальный манипулятор-штабелер для перекладки двух точек загрузки с перемещением грузов по трем осям захватывает плиты из складированных штабелей на

трех-четырех паллетах хранения и укладывает их в заданные штабели на двух тяжелогруженых паллетах. Процесс перекладки штабелей манипулятор выполняет полностью автоматически, включая контроль заданной высоты штабеля.

Внутрипроизводственная логистика с интеллектуальной интеграцией материальных потоков играет решающую роль в современном промышленном производстве высококачественных алюминиевых изделий

Сегодняшние гигантские высокостеллажные склады работают в автоматическом режиме и поставляются с интеллектуальными системами охлаждения

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

ВНУТРИПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛОГИСТИКА 21 Многостеллажный склад длиной более 500 м для Zhongwang Group в Китае

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 высокостеллажных складов на этом комплексе их общая емкость составит около 100 тыс. т алюминиевых рулонов

Алюминиевые плиты могут иметь практически любую длину от 4 до 12,5 м и любую ширину от 1 до 2,3 м. Короткие толстые листы длиной до 6 м могут быть уложены на транспортные паллеты в виде двойных штабелей для повышения эффективности использования площадей хранения. Высокостеллажный склад консольного типа имеет длину 117 м и высоту всего 7,5 м в связи с исходными ограничениями свободного пространства при его строительстве. При загрузке/разгрузке складирующие паллеты выдвигаются вбок с помощью четырех телескопических захватных приспособлений на кран-штабелер. Два приводных подъемника позволяют обрабатывать транспортные паллеты весом до 26 т.

Компания Bridgnorth Aluminium (Великобритания) полагается на технологии Vollert Компания Vollert строит 120-метровый высокостеллажный склад для хранения рулонов алюминиевых полос весом до 12 т для компании Bridgnorth Aluminium Ltd в Великобритании. Склад, интегрированный в уже существующее производственное здание высотой 11 м, включает два ряда складирования, каждый из которых состоит из трех ярусов по высоте и 52 ячеек складирования по длине, с общей емкостью одновременного хранения более 300 алюминиевых рулонов.

Aluminium International Today на русском языке

Подачу горячекатаных полос в рулонах со склада для холодной прокатки на новом прокатном стане будет обеспечивать передвижная платформа для рулонов Vollert CTC. Эта передвижная тележка большой грузоподъемности приводится в движение с помощью системы бесконтактного электропитания MOVITRANS компании SEW-EURODRIVE. Электропитание передается тележке по принципу индуктивной передачи энергии от стационарно проложенного на полу проводника. Электромагнитная связь осуществляется через воздушный зазор, что исключает механический износ и устраняет необходимость технического обслуживания системы. Две таких транспортных тележки будут передавать рулоны алюминиевых горячекатаных полос непосредственно из положения их хранения на высокостеллажном складе с использованием кранаштабелера. Третья передаточная тележка будет передавать алюминиевые рулоны после их термической обработки из отделения отжига в положение временного хранения с использованием крана-штабелера. Компания Vollert использует для комплексного управления складом систему Management Solution ICS (уровень 2), которая будет подключена к существующей системе управления (уровень 3) заводом Bridgnorth Aluminium.

Для китайской Zhongwang Group компания Vollert спроектировала и строит три полностью автоматизированных крупномасштабных высокостеллажных склада для прокатного комплекса в Тяньцзине, Китай. Гигантский пятиярусный склад, имеющий по 150 рядов на каждом ярусе длиной 504 м, обеспечит возможность одновременного хранения в общей сложности 1500 алюминиевых рулонов. Два других гигантских высокостеллажных склада, которые в настоящее время также находятся в стадии строительства, позволят хранить на стеллажах еще по 1300 и 2100 рулонов каждый. В целом, это обеспечит комплексу суммарную вместимость более 100 тыс. т алюминиевых рулонов. Поскольку рулонное производство проката партиями требует наличия буферных накопителей, то все склады интегрированы в комплексную систему управления материальными потоками – от стадии плавления алюминия и отливки слитков до погрузки готовой продукции на транспорт. С этой целью компания Vollert поставит, кроме всего прочего, кантователи алюминиевых слитков, 14 автоматических кранов-штабелеров и манипуляторов с вылетом до 31,5 м, построит 500 метров подкрановых путей, установит несколько туннельных транспортеров и автоматически управляемых транспортных устройств (AGV), а также 15 пар ножничных подъемных тележек, которые позволят подавать рулоны от стеллажей складов к прокатным станам, минуя производственные участки с интенсивными транспортными потоками. Все эти подъемно-транспортные системы большой грузоподъемности перемещаются с полной нагрузкой в рабочей области на скорости до 4 м/сек. Чтобы передавать горячекатаные полосы в рулонах со стана горячей прокатки на дальнейшую обработку как можно быстрее, компания Vollert интегрировала в этот высокостеллажный склад активную систему индивидуального охлаждения. Эта уникальная система управляемого охлаждения всех отсеков хранилища позволяет охладить поступающие горячекатаные рулоны с температурой 350 °С за время менее 50 часов до состояния готовности к дальнейшей обработке. Такое решение обеспечивает компании Zhongwang не только сокращение производственного цикла на полную обработку партии, но и сокращение площадей, требуемых для временного хранения продукции. Система Management Solution ICS компании Vollert здесь также используется для комплексного управления. n Vollert, Германия www.vollert.de

Ноябрь 2015

22 АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

www.aluminiumtoday.com

Революция в обжиге углеродных анодов В статье представлены технологические, экологические и экономические преимущества нового производственного процесса обжига «зеленых» анодов, разработанного для снижения энергопотребления, минимизации выбросов углеводородов, снижения капитальных и эксплуатационных затрат, повышения качества производимых анодов алюминиевых электролизеров. Дон Нилл* Компания Lazar Anode Technologies впервые в истории алюминиевой промышленности разработала и внедрила процесс предварительного обжига углеродных анодов, который успешно реализуется при прохождении анодов через вертикальную огнеупорную колонну обжига. Новый процесс был разработан г-ном Риком Лазаро (Rick Lazarou), бывшим руководителем группы материалов в компании CO-MALCO. Непрерывная печь обжига углерода Lazar Continuous Carbon Baking Furnace (CCBF) реализует процесс обжига угольных анодов, альтернативный дорогостоящим и опасным операциям предварительного обжига анодов, связанных с существующей традиционной технологией обжига анодов в многокамерных печах кольцевого типа.

Рис. 1. Экспериментальная установка для доказательства работоспособности концепции обжиговой колонны

Дизайн и проверка работоспособности концепции

обходимого вмешательства оператора в ход непрерывного процесса.

Концепция новой обжиговой печи Lazar CCBF была изначально поддержана профессиональными научными и инженерно-техническими организациями, в том числе научно-исследовательским центром Calumet CIVS университета Purdue University, Массачусетским технологическим институтом (MIT), Университетом Окленда (University of Auckland, Новая Зеландия), компанией Harbison Walker International (Питтсбург, шт. Пенсильвания, США), многими партнерами в алюминиевом бизнесе. Первые опыты по полной проверке работоспособности концепции провели в 2007 году на пилотной башенной печи в Питтсбурге (рис. 1). Этот пилотный проект продемонстрировал способность успешной реализации пропуска «зеленых анодов» и коксовой набивки из прокаленного кокса через вертикальную колонну обжига с отводом образующихся внутри анодного колодца летучих из связующего каменноугольного пека во внешнюю колонну. В дополнение к подтверждению возможности успешной реализации такого процесса обжига анодов были также проведены исследования отобранных образцов воздуха, поддержания температуры внутри колонны, осаждения летучих веществ на огнеупорных поверхностях башни и степени не-

Организация компании После успешных опытов и испытаний, доказавших правильность и работоспособность новой концепции обжига анодов, в 2008 году г-н Лазаро зарегистрировал в Швейцарии совместное предприятие Lazar Anode Technologies AG, организованное консорциумом частных инвестиционных компаний и промышленных партнеров из США. Прототип промышленной печи был построен и введен в эксплуатацию на новом предприятии Lazar Anode Technologies LLC (Hawesville, шт. Кентукки, США), полномасштабном промышленном предприятии по производству обожженных анодов, необходимых для работы алюминиевых заводов (рис. 2). Конструкция обжиговой печи Lazar CCBF защищена международными патентами по всем ключевым конструктивным и эксплуатационным аспектам.

Сравнение конкурирующих технологий обжига анодов 1. Кольцевые камерные печи Традиционная печь обжига анодов кольцевого типа, первоначально разработанная в конце 19-го века, является крупным капиталоемким производственным объектом. Печи кольцевого типа имеют вы-

сокие эксплуатационные расходы в связи с интенсивными колебаниями температуры в системе с перемещением нагревающей мощности по кольцевому периметру печи и циклами нагрева и охлаждения, необходимыми для обжига анодов, а затем и выгрузкой готовых обожженных анодов. Традиционные ежегодные ремонты огнеупорной футеровки таких печей с их перекладкой, а также периодические частичные/локальные ремонты или полные замены огневых простенков при повторных перестройках, являются необходимыми составляющими производственных расходов, достигающих десятки миллионов долларов в течение всего ожидаемого срока эксплуатации печи кольцевого типа. Противоречивые температурные градиенты в обжиговых камерах традиционных печей кольцевого типа также негативно влияют на качество готовых анодов. Сегодня в электродной и алюминиевой промышленности для обжига анодов преимущественно используются кольцевые печи открытого типа (бессводовые), которые порой испускают в рабочую среду опасные и вредные для здоровья персонала загрязнители.

2. Печь Lazar CCBF Печь Lazar CCBF состоит из вертикальных огнеупорных башен с зонами предварительного нагрева, обжига и охлаждения. Аноды обжигаются в вертикальной колонне в ходе непрерывного процесса, позволяющего точно поддерживать температуру и скорости прохождения материалов для получения последовательно обожженных анодов. Обжигаемые аноды проходят печь сверху вниз, а зазор между кирпичными огнеупорными стенами печи и анодами заполнен набивкой электродного кокса. Летучие вещества сжигаются управляемыми горелками, обеспечивая необходимое теплотворное значение для обжига анодов и устраняя наиболее опасные загрязняющие вещества. При необходимости процесс сгорания можно интенсифицировать за счет подачи небольших объемов природного газа. После обжига аноды проходят зону охлаждения. Тепло от анодов отводится

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

Ноябрь 2015

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 23 n Низкие затраты на переналадку. Гибкая конструкция печи Lazar CCBF позволяет размещать в ней аноды различной высоты без каких-либо структурных изменений.

Проведенные оценки показывают, что исходные и последующие удельные уровни CAPEX на метрическую тонну готовых обожженных анодов в печи Lazar CCBF на 35–45 % ниже, чем при применении традиционных обжиговых печей кольцевого типа.

Рис. 2. Прототип промышленной печи обжига анодов Lazar CCBF

через огнеупорные простенки потоком охлаждающего воздуха с температурой внешней среды. Поток охлаждающего воздуха в этой зоне регулируется при помощи комбинации заслонок и вентилятора с переменной скоростью вращения. Это позволяет охлаждать аноды с определенной требуемой скоростью и выдавать их из нижней части печи с пониженными температурами по сравнению с зонами горения. Для автоматизации функций полного процесса обжига в печи Lazar CCBF используется система с двумя человеко-машинными интерфейсами. Одна система контролирует процесс горения и гарантирует непрерывное поддержание целевой температуры, а также проводит мониторинг давления в печи. Вторая система регулирует процесс движения анодов, доставку прокаленного кокса для набивки, работу другого вспомогательного оборудования. Кроме того, автоматизированные системы управления непрерывно регистрируют и архивируют значения температуры и измерений характеристик анодов. Системы регистрируют температуру обжига, размеры и изменение массы каждого обжигаемого в печи анода. Аварийная сигнализация, встроенная в систему мониторинга температуры и условий технологического процесса, обеспечивает безопасный и согласованный ход работы всех компонентов печи.

Изменение уровня затрат на обжиг анодов На рис. 3 схематично представлено сравнение процессов обжига анодов в традиционных многокамерных кольцевых печах с обжигом анодов в печи Lazar CCBF. Это сравнение наглядно показывает принципиальное снижение общих Aluminium International Today на русском языке

производственных затрат на обжиг анодов при переводе существующих алюминиевых заводов с традиционной технологии на технологию обжига в печи Lazar CCBF. Новая печь обеспечивает большую гибкость в технологических операциях и снижает негативное воздействие на окружающую среду.

1. Экономия капитальных затрат (CAPEX) Основные статьи снижения капитальных затрат на обжиг анодов в новой печи перечислены ниже. n Снижение объемов дорогостоящих огнеупорных формованных кирпичей для футеровки печи Lazar CCBF. Кроме того, исключается необходимость строительства бетонного днища каркаса печи (обечайки) для размещения футерованных простенков и опор. n Требуется менее специализированное оборудование. Автоматизированный процесс перемещения коксовой набивки устраняет потребность в применении дорогостоящих мостовых многооперационных кранов. n Меньше перекладки огнеупорной футеровки. Постоянные температуры внутри печи Lazar CCBF гораздо более благоприятны для длительной эксплуатации материалов и самой печи. n Высокоэффективное сжигание летучих снижает потребность в дорогостоящем газоочистном оборудовании для борьбы с загрязнением. n Низкие затраты на капитальное строительство. Меньший объем перемещения материалов с помощью кранов устраняет необходимость дорогостоящего строительства металлических конструкций, традиционно применяемых для поддержания работы многофункциональных кранов на кольцевых печах.

2. Экономия операционных расходов (OPEX) Эксплуатационные преимущества обжиговой печи Lazar CCBF формируются по следующим статьям экономии. n Снижение прямых трудовых затрат на обожженные аноды. n Снижение расходов на природный газ и коксовую набивку, потребляемых при проведении процесса обжига. n Потенциальная возможность снижения объемов транспортировки и перемещения готовых анодов для охлаждения и хранения. n Значительное снижение затрат на обслуживание огнеупорной футеровки и периодические локальные ремонты футеровки печи. n Исключение необходимости применения многоцелевого мостового крана для технического обслуживания печи.

3. Повышение гибкости в операциях обжига анодов Способность печи Lazar CCBF в проведении обжига и обеспечении непрерывной подачи обожженных анодов приводит к следующим улучшениям. n Алюминиевые заводы смогут более эффективно проводить монтажные работы по сборке анодов с желаемыми температурами на условиях их поставки «точно в срок». n Более гибкое регулирование производительности печи обжига. Менеджеры электролизных отделений могут увеличить или уменьшить объем производимых анодов для удовлетворения текущих потребностей завода. При традиционных условиях работы общие операционные расходы на печи Lazar CCBF, по предварительным оценкам, будут примерно на 60 % ниже, чем полные затраты, необходимые для эксплуатации и обслуживания печи кольцевого типа.

4. Другие преимущества В отличие от кольцевых печей модульные секции печи Lazar CCBF не обязательно должны иметь смежное расположение. Они требуют гораздо меньшей площади цеха, что позволяет размещать секции печи с учетом производственных требоНоябрь 2015

24 АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

www.aluminiumtoday.com

Экологическое влияние Подача «зеленых» анодов

Поставка

«точно в срок»

Традиционная кольцевая печь (открытого типа)

Одноцелевой кран

Поставка

CCBF ORT

CCBF ORT

CCBF ORT

CCBF ORT

Многоцелевой мостовой кран

Кольцевая камерная печь

Печь Lazar CCBF

«Горячий» монтаж

Удельные Удельные значения значения CAPEX OPEX

Склад «зеленых» анодов

«точно в срок»

ПРОЦЕСС ОБЖИГА АНОДОВ

ПЕЧЬ LAZAR CCBF

Охлаждение

Складирование

Монтаж анодов

Монтаж анодов

Электролизная секция

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

ваний. Например, для установки печи CCBF для алюминиевого завода производительностью 250 тыс. т/год потребуется в общем только около 30 % от площади, необходимой для установки традиционной кольцевой печи. Уникальные особенности печи Lazar CCBF обеспечивают лучшие условия интеграции процесса предварительного обжига анодов с анодомонтажными операциями (в горячем состоянии или традиционным образом) и, следовательно, с работой электролизной серии. Это обеспечивает дополнительное преимущество за счет исключения расходов на хранение и предварительный нагрев поступающих анодов. Поскольку обжиг анодов в печи Lazar CCBF проводится в условиях более последовательного температурного профиля, то возникновение и распространение трещин в результате изменения степени нагрева, исключается. Кроме того, обеспечиваются оптимизированные электрические свойства анодов, что приводит к измеряемым на практике улучшениям производительности электролизеров в процессе выплавки алюминия. Печь Lazar CCBF делает ненужными некоторые расточительные и потенциально вредные виды деятельности при обжиге анодов. На этой печи извлекаются и сжигаются практически все летучие вещества, испускаемые анодами в процессе обжига, предотвращая выбросы в печную атмосферу и исключая отложения на внутренних огнеупорах печи. Такой уровень эффективности устраняет необходимость улавливания Ноябрь 2015

летучих веществ (ПАУ) из отходящих газов печи. Рис. 4 показывает, как работает система вытяжки летучих в печи CCBF. Устранение негативного влияния термических циклов на огнеупоры также позволяет исключить использование вредных керамических волокон. Такое снижение материальных выбросов и экологических опасностей приводит к более безопасному и экологически чистому процессу обжига анодов.

«Зеленый» анод

Система удаления летучих

Зона нагрева

Коксовая набивка

Обожженный анод

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

Национальные и местные органы власти постоянно ужесточают законодательные требования, непосредственно направленные на регулирование работы крупных промышленных сегментов. На производителей алюминия постоянно оказывается давление, чтобы сократить их потребление энергии и влияние на окружающую среду. Традиционные открытые печи кольцевого типа не так эффективны, как технология печи Lazar CCBF, и они порождают значительное выделение токсинов во время обжига анодов. Эти токсины, в первую очередь смолы/пек, могут проникать в огнеупоры и поддерживающие бетонные конструкции. Это заставляет алюминиевые заводы и огнеупорные предприятия применять безопасные методологии для их утилизации после замены футеровки, например, складируя их в отвалах на промышленных свалках. Процесс обжига анодов Lazar CCBF имеет внутренне более низкую степень воздействия на окружающую среду, чем обычные печи кольцевого типа. Низкие общие уровни выбросов вредных веществ технологии CCBF позволяют снизить жесткие требования к дизайну систем скрубберов по улавливанию фторидов, снизить затраты и обеспечить безопасную рабочую среду для заводского персонала.

Выводы Технология печи Lazar CCBF является экологически предпочтительным промышленным процессом обжига анодов. Конструкция печи стала результатом многолетних и интенсивных научных исследований и разработок, концепция печи прошла проверку и получила доказательство ее работоспособности на пилотной полупромышленной установке, была построена и пущена в эксплуатацию полномасштабная промышленная печь на заводе в Hawesville (США, шт. Кентукки). Этот непрерывный процесс обжига обеспечивает высокий уровень стабильности и беспрецедентного контроля процесса обжига анодов при сохранении возможности проектирования гибкой конструкции для удовлетворения различных технологических требований. Применение печи Lazar CCBF обеспечивает получение значительных финансовых преимуществ для алюминиевых заводов за счет обеспечения возможности поэтапной замены устаревшей инфраструктуры, предоставления операционных преимуществ по эффективности производства, пониженного воздействия на окружающую среду и модульности конструкции. n www.lazaranodetech.com

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 25

Анодомонтажный цех: открыт для бизнеса Компания Outotec (Финляндия) в марте 2015 года приобрела алюминиевый бизнес австралийской инжиниринговой компании Kempe Engineering, специализирующейся в области развития технологий, проектов, технического обслуживания, изготовления и поставки технологического оборудования для алюминиевых заводов. Манфред Бейлштейн* Технологии и сервисные продукты компании Kempe Engineering (Австралия) сфокусированы на производстве оборудования для демонтажа отработанных и монтажа новых анодов, производственных мощностей для подготовки и переработки электролита для ванн электролизеров. Благодаря этому приобретению, компания Outotec существенно расширила и укрепила свой портфель продукции и услуг для алюминиевых заводов мира.

Анодомонтажный цех В настоящее время компания Outotec предлагает полный спектр технологического и вспомогательного оборудования для анодомонтажного производства – «anode rodding shop», включая подвесной конвейер, вспомогательные цеха для дробления и переработки остатков углеродных продуктов («анодных огарков»), а также оборудование для переработки твердого криолитоглиноземного расплава, удаления горячей корки электролита и ее охлаждения, если это нужно. Компания Outotec покрывает полный диапазон: от комплексных решений на условиях «под ключ» до разработки и поставки индивидуально спроектированного оборудования и услуг по его эксплуатации и техническому обслуживанию. Что касается конфигурации анодного устройства, то продукты компании охватывают все известные виды конструкций анододержателей для обожженных анодов, которые используются в настоящее время в алюминиевой промышленности. Конструкции анододержателей бывают: с одним, 2-мя, 3-мя или 4-мя ниппелями в однорядном расположении; с четырьмя или шестью ниппелями в двухрядном расположении – «паукообразной» конструкции. Цех монтажа и демонтажа анодов играет очень важную роль в работе всего алюминиевого завода, поскольку он служит связующим звеном между ваннами восстановления (электролизерами) и электродным заводом, обеспечивающим непрерывное производство алюминия расходуемыми предварительно обожженными анодами. В то же время, ано-

Рис. 1. Возможные конфигурации собранных анодных устройств

домонтажный цех вторично перерабатывает огарки и ремонтирует конструктивные элементы анододержателей и собранных анодных устройств, получает и готовит для вторичного использования отработанные анодные материалы (покрытия анодов в ванне, углеродные отходы, чугунную заливку). При проектировании новых анодомонтажных цехов с полным циклом опе-

раций компания Outotec основное внимание направляет на улучшение и оптимизацию эффективности всех технологических процессов. С точки зрения перспектив нового анодомонтажного производства это означает, что поставленными для достижения целями являются: n обеспечение последовательной, с учетом текущей потребности, поставки собранных на анододержателях анодов на электролизную линию; n обеспечение гарантии, что качество собранных анодов, поставляемых в электролизную линию, не будет оказывать негативного влияния на работу электролизной секции;

Собранные аноды для доставки в электролизную секцию

Загрузка/выгрузка

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

Aluminium International Today на русском языке

Ноябрь 2015

26 АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

www.aluminiumtoday.com

Обдувка сжатым воздухом

Очистка цепными молотками

Анодные устройства в сборе Станция очистки скребками

Мощные гидравлические молотковые дробилки

Проект системы удаления и переработки застывшего электролита

n обеспечение гарантии, что работа самого анодомонтажного цеха будет экономически эффективной.

Хотя акцент и делается на повышении эффективности производственного процесса, но одновременно проектировщики цеха и дизайнеры оборудования должны принимать во внимание ряд потенциальных переменных каждого конкретного проекта. Например, таких, которые связаны с входными продуктами для анодомонтажного цеха (отработанными анодами из электролизных серий и обожженными анодными блоками из печей обжига анодов). Это могут быть: n плохо расположенные на поддонах анодные огарки; n высокий уровень наличия глинозема и твердой корки электролита на поверхности отработавших анодов; n поломанные анодные огарки; n пригоревшие на воздухе карманы на огарках; n изношенные или отсутствующие токопроводящие штыри, изогнутые ниппели;

Установка для дробеструйной обработки огарков

Ноябрь 2015

n отклонения допусков размеров обожженных анодов, анодные трещины.

Для адаптации к таким переменным в исходных материалах технологическое оборудование анодомонтажного цеха должно обеспечивать успешное проведение работ в пределах узкого диапазона колебаний переменных. Основные вызовы и переменные при демонтаже отработанных и монтаже новых анодов представлены ниже. Очистка анодных огарков от глинозема и твердой корки электролита: стадии горячей и холодной очистки, средняя твердость, высота, крылья, ограничения в размерах поломанных огарков. Дробеструйная обработка огарков: достижение пониженного уровня содержания солей натрия, обращение с отходами. Перекрестное загрязнение потоков продукции: углерод в электролите/ электролит в углероде/железо в любом материале. Очистка анододержателей: очистка токопроводящих штанг и ниппельных кронштейнов, переработка отходов. Ремонт и правка анододержателей и ниппелей: потерянные, сломанные, изогнутые ниппели, их эрозия, наплывы чугунной заливки. Сборка анодного устройства: выравнивание соосности ниппельных гнезд, выравнивание блока штанги и траверс. Литейный чугун: химический состав, температура, доставка чугунной заливки. Заливка чугуна: точность при заливке, переливы, очистка носика, предварительный подогрев, очистка. На концептуальной и базовой стадии проектирования новых анодомонтажных

заводов специалисты компании Outotec используют 3-D моделирование и предварительно детально исследуют ход производственных процессов во времени и движении. Динамическая симуляционная модель является мощным инструментом на исходном этапе проектирования, который позволяет доказать, что завод со всеми его конструктивными параметрами и предложениями будет работать так, как и предполагалось клиентом при принятии решения по инвестициям.

3-D модель анодомонтажного цеха, охватывающая все ключевые эксплуатационные характеристики, покажет, где потенциально могут возникать «узкие места» на производстве, она также в последующем может быть использована для оптимизации структуры производства. После создания 3-D симуляционной модели в нее вводятся проектные параметры завода, данные о производительности оборудования (MTBF – среднее время между отказами и MTTR – среднее время между ремонтами), сменный график работы завода, а затем реализуется высокоскоростной процесс моделирования с реализацией множества возможных вариантов и получением результатов для детального анализа. Значения MTBF и MTTR основаны на статистических данных действующих заводов с аналогичным оборудованием. Уже на ранней стадии проектирования модель помогает лучше понять ход и надежность производственных процессов, которые можно ожидать от анодомонтажного цеха, позволяет прогнозировать с повышенной точностью и с высокой степенью достоверности ожидаемую производительность завода, тем самым способствуя оптимизации инвестиций. Что касается основного технологического оборудования, то Outotec фокусируется на ключевых операциях анодомонтажного производства: n автоматизированных станциях погрузки/разгрузки поддонов; n системах автоматизированного удаления твердой корки электролита, вторичной и тонкой очистки анодных огарков; n станциях сборки анодов и заливки новых сборок анодных устройств литейным чугуном.

Aluminium International Today на русском языке

АНОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 27

www.aluminiumtoday.com

Компания Ouotec разработала и поставила множество различных видов станций погрузки/разгрузки поддонов, как этого требовали различные конфигурации анодных устройств и различные способы размещения анодов на поддонах. Таким образом, все машины были полностью спроектированы и изготовлены специально для удовлетворения индивидуальных требований конкретных проектов. Новейшие системы удаления твердой корки электролита и очистки поверхности огарков от остатков глинозема и электролита, как правило, спроектированы в виде оборудования для многоступенчатой обработки, расположенного в общем шумо- и пылезащитном корпусе. Для первичного разрушения и удаления твердой корки электролита, покрывающей отработанный анод, установлены мощные, гидравлически приводимые молотковые дробилки. После предварительной очистки огарки обрабатываются скребками/жесткими щетками, цепными молотками и обдуваются сжатым воздухом. После предварительной очистки огарков для их окончательной чистки проводится обработка в дробеструйной машине, которая является решающим этапом для достижения минимальных уровней натрия в угольных отходах перерабатываемых огарков. Дробеструйная головка машины должна вращаться вокруг анодной сборки на 360° для полного охвата обрабатываемой области углеродной поверхности. Машины дробеструйной обработки анодных огарков компании Outotec оснащены полностью герметичным защитным корпусом и позволяют проводить настройку продолжительности обработки для оптимизации процесса очистки. Станция сборки анодных устройств обычно состоит из станций контроля анододержателей и соосного совмещения анода с анододержателем. Собран-

Система подготовки электролита

ный анодный блок передается по конвейеру (с зажимными системами для точного совмещения анода с анододержателем посредством опускания ниппелей в ниппельные гнезда) на полуавтоматическую заливку расплавленного чугуна между ниппелем и стенкой ниппельного гнезда для прочной фиксации анодной сборки. Основные функции заливочной машины анодов литейным чугуном: n точная и быстрая регулировка наклона литейного ковша с использованием новейших VFD-приводов; n центр наклона ковша с жидким чугуном совмещен с носиком, но основные подшипники расположены на удалении от источника тепла; n процесс заливки реализуется практически в автоматическом режиме с использованием новейших систем регулирования и современных возможностей программирования.

Переработка углеродного лома

Гидравлическая дробилка отработанных анодов

Aluminium International Today на русском языке

Для дробления углеродного лома (анодных огарков) компания Outotec предлагает решение в виде двухстадийного процесса дробления, который успешно реализован на многочисленных заводах мира. Ключевыми элементами этого участка являются первичная дробилка (такая как, гидравлическая дробилка анодов Outotec) и конусная дробилка (как вторичная дробилка для дополнительного измельчения угольных отходов до заданной крупности). Пропускная способность процесса обычно составляет 30–40 т/ч, с измельченным углеродным материалом до крупности зерен, как правило, менее 20 мм, готовым для использования в качестве грубой фракции сухого наполнителя анодов.

Переработка твердого электролита и подготовка покрытия анодов в ванне В области переработки застывшего криолитоглиноземного расплава (электролита) компания Outotec является ведущим поставщиком на условиях «под ключ» установок для дробления и рециклинга анодного покрытия и скаченного из электролизеров электролита, включая подготовку «материала для укрытия анода» или глиноземную засыпку (смесь измельченного твердого электролита и вторичного глинозема с предварительно заданным соотношением глинозема). Для охлаждения «горячей» твердой корки криолитоглиноземного расплава от температуры 800–850 °С до температуры ниже 80 °C компания Outotec поставляет проверенный тип охлаждающих конвейеров, а также вертикальные башни охлаждения шахтного типа, которые оснащены воздушными теплообменниками с «четырьмя противоточными проходами». Последние являются предпочтительным решением в условиях, когда доступен ограниченный углеродный след только для установки охлаждения твердой корки электролита.

Заключение Возможность поставлять полный комплексный анодомонтажный цех с вспомогательными цехами по утилизации попутного углеродного лома и переработки твердой корки электролита (криолита) из единого источника в качестве общего пакета на условиях поставки «под ключ» делает компанию Outotec уникальным поставщиком для мировой алюминиевой промышленности. n Контакты: www.outotec.com

Ноябрь 2015

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 выбору огнеупорных материалов для футеровки алюминиевых плавильных печей и миксеров. Рут Энгел*

200

400

600

800

1000

1200

Износ огнеупоров Плавильные печи/миксеры включают нескольких различных рабочих зон: верхнюю зону с горелками и горячей атмосферой (свод) и нижнюю зону с ванной (подину) для накопления расплавленного алюминия. Плавильная камера должна выдерживать комбинированное воздействие расплавленного алюминия/дросса/ флюсов/атмосферы и является наиболее сложной зоной для футеровки.

1400

1600

1800

2000

2200

2400 2600

Тугоплавкие металлы Примерный температурный диапазон процессов

Графит Угольные электроды Разложение фосфатов Портландцемент Спеченные карбиды Fusion Спеченная керамика Плавка оксидов Разложение сульфатов Кальцинирование карбонатов Плавка Al и Mg Термообработка и отжиг Стеклокерамика Обжиг сульфидных руд Карбиды и нитриды металлов Варка и формование стекла Угольные топливные элементы Паровые бойлеры Прокаливание гидрокиси Нефтехимические процессы Промышленная сушка 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Температура, °C

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

2200

2400 2600

По че тер ре и з По сте от тер ны кр и ы ва при По на тер нии ко и нв ей ер е

Ви

ди

мы е

Потери с отходящими газами

Скр ыты е

Композиция огнеупорной футеровки плавильных печей и миксеров, как правило, зависит от зон печи и состоит из нескольких слоев. Внутренняя рабочая сторона футеровки, непрерывно контактирующая с расплавленным металлом, должна стойко выдерживать его воздействие и атаку флюсов/солей/дросса, быть инертной по отношению к щелочной атмосфере. Под этим огнеупорным слоем могут быть установлены промежуточный, опорный и изолирующий слои. Соответствующий дизайн огнеупорной футеровки, вместе с надлежащей практикой ее эксплуатации, сводит к минимуму тепловые потери в системе и обеспечивает максимальную энергоэффективность процесса плавки (рис. 2).

ПЕЧЬ ПОЛНЫЙ ПОДВОД ТЕПЛА

Нетто

ПОЛЕЗНЫЙ Тепло ВЫХОД для ванны ТЕПЛА

Доступное Со х р (то а не ль нн ое ко ва нн а)

ло

0

Общие соображения

п те

Алюминиевая промышленность является крупным потребителем огнеупорных материалов. Плавка алюминия происходит при сравнительно низкой температуре (рис. 1), поэтому можно ожидать, что выбор огнеупорной футеровки печей для плавки вторичного алюминия более прост, чем для других процессов [1], но это заблуждение. Горячая огнеупорная футеровка плавильных печей/миксеров подвергается воздействию чрезвычайно агрессивной среды, от нее одновременно ожидают повышенной эффективности и минимальных затрат времени на обслуживание. Совершенствование процесса плавки вторичного алюминия за счет применения различных флюсов и лигатур, методов очистки печи, замены традиционных газовых горелок на топливно-кислородные горелки, повышения доли алюминиевых отходов и лома [2], связанное с ростом температуры в зонах печи, а также расширение производства алюминиевых сплавов с Mg негативно влияют на стойкость огнеупоров. В этой статье рассматриваются основные причины износа/разрушения огнеупорной футеровки и вопросы обоснованного выбора огнеупорных материалов в металлургии вторичного алюминия.

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

Большинство плавильных печей футеруют алюмосиликатным огнеупорным материалом (шамотом) в силу его легкой доступности и низкой стоимости. Часто для верхней и нижней зон печи используют разные футеровочные материалы, чтобы лучше удовлетворить их различные требования. Футеровка в контакте с расплавленным металлом подвергается износу в результате химических реакций алюминия с компонентами футеровки, может получать механические повреждения при очистке, скалывании настылей, удалении дросса, а также при выпуске металла, когда подвергается воздействию высоких температур, щелочей и тепловых ударов при открывании двери печи. Зона плавильной ванны должна противостоять всем перечисленным выше вызовам и, кроме этого, периодически выдерживать локальные и экстремальные перепады температуры.

Взаимодействие огнеупоров с расплавом алюминия Изучению реакций между огнеупорами и расплавленным алюминием посвящено множество исследований, но до сих нет четкого понимания механизма коррозии футеровки. Алюмосиликатные огнеупоры в контакте с расплавленным алюминием взаимодействуют с формированием корунда (Al2O3), что приводит к образованию на поверхности футеровки настылей из смеси корунда, шпинели,

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

Ноябрь 2015

Aluminium International Today на русском языке

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 29

www.aluminiumtoday.com

Внутренний рост корунда

Воздух/ атмосфера

Настыли корунда Ванна алюминиевого сплава

Инфильтрация металла Зона прореагировавших огнеупоров (а)

Неизмененная огнеупорная футеровка

непрореагировавших кусков огнеупоров, а также Si и Al. Для сохранения исходного полезного объема печи и ее проектной производительности необходима регулярная очистка стен печи со скалыванием налипшего слоя корунда. Такие настыли довольно трудно удаляются из-за их прочной связи с огнеупорами за счет инфильтрации металла в пористую структуру футеровки. На рис. 3 схематично показан механизм формирования корунда на стенах печи, а на рис. 4 показаны примеры образующихся настылей. Поскольку многие оксиды проявляют термодинамическую неустойчивость в контакте с жидким алюминием, то для оценки взаимодействия расплавленного металла с различными минеральными компонентами огнеупоров используют принципы термодинамики. На рис. 5 представлена диаграмма Ellingham, характеризующая контакт расплава алюминия с некоторыми видами огнеупорного сырья. Видно, что при взаимодействии оксида кремния с расплавом алюминия весь кремний может быть восстановлен (независимо от его вида: чистый кремнезем или минерал, как муллит). Корунд образуется при восстановлении SiO2 в соответствии со следующей реакцией: 3SiO2 (т) + 4Al (ж) → 2Al2O3 (т) + 3Si (ж) Если алюминиевый сплав содержит магний, то за счет образования магнезии может быть снижено содержание SiO2 или при реакции Mg с Al2O3 – образовываться шпинель: SiO2 (т) + 2Mg (ж) → 2MgO (т) + Si (ж) 4Al2O3 (т) + 3Mg (ж) → 3MgAl2O4 (т) + 2Al (ж) Кроме этого, при доступности кислорода будет происходить окисление жидкого алюминия с образованием на поверхности ванны слоя оксидов Al2O3: 4Al(ж) + 3O2(г) → 2Al2O3 (т) Aluminium International Today на русском языке

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

На рис. 6 схематично представлен механизм реакций в зоне контакта алюминиево-магниевого расплава и огнеупоров с образованием глинозема, магнезии и шпинели. На рис. 7 показана микроструктура зоны контакта после таких реакций. Подробно эти механизмы обсуждаются в работах [7–9]. При этом нельзя забывать и о других оксидах, присутствующих в огнеупорных материалах (таких как оксид железа, TiO2 и др.). Они также восстанавливаются расплавленным алюминием и образуют прочный спекшийся монолит на поверхности футеровки, защищающий ее от дальнейшей инфильтрации алюминия.

Устойчивость к инфильтрации алюминия Известно несколько подходов к повышению устойчивости огнеупоров к инфильтрации алюминия и придания им несмачиваемости. Их целью является замедление или исключение вышеприведенных реакций восстановления огнеупорных компонентов. Ниже перечислены некоторые доступные промышленные технологии. Наиболее общим подходом, особенно для плавлено-литых огнеупоров с алюминатом кальция, является применение различных добавок [10–12] для придания огнеупорам несмачиваемости. Такие добавки, обеспечивающие инертность огнеупоров к расплаву алюминия, могут быть на основе сульфата бария или раз-

личных фторидов (AlF3, CaF2). Добавка в огнеупоры барита приводит [10] к образованию при 1000 °С цельзиана, который становится барьером для коррозии Al, в то время как фториды заполняют поры продуктами реакции. Антисмачивающие добавки разлагаются при различных температурах и после их полного разложения огнеупоры теряют свою инертность к расплаву алюминия. Другим направлением являются несмачиваемые фосфатные огнеупоры. Добавка фосфата придает огнеупорам высокую устойчивость к инфильтрации до момента их разложения при температуре выше 1500 °C [13]. Такая добавка включается в состав смеси огнеупорного кирпича перед обжигом, в плавлено-литых огнеупорах она может быть связующим или дополнением к нему, а в огнеупорных бетонах для монолитных футеровок (формованных термопластиках) – связующим. Кроме того, добавка фосфата в качестве компонента неформованных огнеупоров для монолитных футеровок из бетона существенно улучшает сцепление новых и уже установленных огнеупоров, что важно при проведении ремонта огнеупорной футеровки. Применение золь-гельных связующих, в частности коллоидного кремнезема, проникающего в мельчайшие поры и препятствующего инфильтрации металла, минимизирует или исключает необходимость применения добавок для придания несмачиваемости [9].

ДИАГРАММА ELLINGHAM ДЛЯ АЛЮМИНИЯ 125

1073

1273

1473 CaO

Температура, [K] Свободная энергия, кДж/кмоль

Рис. 3. Схема формирования корунда [4]

(б)

75 MgO

25 Цирконий BaO SiC Ибонит

-25

Рис. 5. Свободная энергия минералов, применяемых в огнеупорных композициях, при прямом контакте огнеупоров с расплавом алюминия и его сплавов [6]. Стабильные (сверху) и нестабильные (снизу) оксиды разделены пунктирной линией.

-75

-125

TiO2 Муллит Кианит Кремнезем

Ноябрь 2015

30 ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Новым подходом является использование специальных сырьевых материалов или связующих с низкой смачиваемостью алюминием, которые содержат только известь и глинозем, таких как хексалюминат кальция или бонит [6, 14, 15]. Микроструктура огнеупорных образцов на основе бонита показывает отсутствие инфильтрации металла после выдержки в расплаве алюминия (рис. 8). Такие плавлено-литые огнеупоры в силу самой природы их соединения могут также обладать встроенными изоляционными свойствами [17].

www.aluminiumtoday.com

(PO2 = 0,2 атм) Mg (g) + 1/2 O2 (g)

Вторичная шпинель (плотная) 3 Mg (g)

2 Al (1) + 3 MgO (s)

Ноябрь 2015

Al2O3 (s)

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

MgAl2O4 (s) 4 Al2O3 (s)

+ 3 Mg (g)

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

Al2O3/Al композит (с низкой скоростью роста)

Испытания огнеупоров на инфильтрацию и износостойкость Для оценки устойчивости к инфильтрации алюминия новых огнеупорных материалов проводят тесты-выдержки образцов с моделированием реальных условий применения. Некоторые крупные алюминиевые компании разработали свои собственные «стандартные» тесты [18] с определенной длительностью выдержки образцов огнеупоров различной формы (рис. 9) в расплаве металла с установленной температурой. Затем огнеупоры классифицируют в соответствии с принятыми критериями, чаще на основе визуального сравнения инфильтрации металла и изменений между полученным состоянием и новыми огнеупорами. Огнеупоры в районе ванны расплава дополнительно подвергаются воздействию флюсов, содержащих различные типы и количества щелочных солей, фторидов и хлоридов, которые имеют низкую температуру плавления и легко проникают в пористую структуру футеровки. Для оценки дополнительного влияния флюсов на футеровку и огнеупорные компоненты проводят стендовые высокотемпературные испытания с тестовыми чашами, покрытыми солями, KCl, CaCl2, NaCl, CaF2, NaF, криолитом (Na3AlF6). Получено (рис. 10), что фториды более агрессивны к футеровке, чем хлориды, а использование криолита приводит к наибольшим разрушениям [19]. Условия в верхней зоне печи зависят от температуры в печи, чистоты и вида отапливающего газа, присутствия любых щелочей, поскольку при высоких температурах флюсы разлагаются и в газообразном состоянии проникают в огнеупоры и реагируют с ними. Новые огнеупорные композиции проходят тестирование на износостойкость под влиянием щелочей. Огнеупорные образцы устанавливают в закрытой камере и заполняют щелочью, после чего сборку нагревают и выдерживают при высокой температуре в течение заданного периода времени. Образцы после выдержки анализируют на инфильтрацию и изменения. Рис. 11 демонстрирует

MgO

MgO (s)

Al-Mg (CLAS) Al2O3/Al композит (с высокой скоростью роста)

2 Al (1) + 4 MgO (s)

➝ MgAl O (s) + 3 Mg (g) 2

4

Вторичная шпинель (пористая)

Al-Mg (сплав)

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

Рис. 7. Микроструктура [8] сплава Al 5 %-Mg после окисления на воздухе с температуры 1150 °C (слой между областями глинозема и алюминия – шпинель MgAl2O4)

А люминий

Алюминий

Гл и н о з е м

Глинозем

(а)

(из-за окисления алюминия)

(б)

Рис. 8. Микрофотографии, полученные на растровом электронном микроскопе в отраженном свете (а) и методом катодолюминесценции (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]

Aluminium International Today на русском языке

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 31

www.aluminiumtoday.com

Список литературы 1. Refractories for Industrial Processing: Opportunities for Improved 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. Grandfield & J.A. Taylor, 2009.

4. Characterization of Post-Mortem Refractory Ceramics from Aluminum Melting Furnaces. M. Karakus, W. Headrick, E. Feiner. TMS Annual Meet., 2006.

5. Comparative Strengths of Refractories versus Corundum in Furnace Linings. K.A. McGowan, P.A. Beaulieu. Die Casting Eng., V.52, №6, 2011.

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

6. Advantages of Calcium Hexaluminate in a Corrosive Environment. M. Schnabel, A. Buhr, G. Büchel, R. Kockegey-Lorenz, J. Dutton. Refractories World Forum, V.3, №4, 2011.

результаты одной такой серии испытаний. В печах плавления/миксерах щелочи могут реагировать с силикатами в огнеупорах с образованием глазури, которая герметизирует микропоры поры, предотвращая дальнейшее разрушение футеровки.

Выбор огнеупоров для футеровки плавильных печей Для футеровки плавильных печей/миксеров могут применяться огнеупорные кирпичи, плавлено-литые огнеупорные блоки, пластические монолиты, а также их сочетание. Изначально использовали обожженные кирпичи с фосфатной связкой, но позже их заменили на плавлено-литые огнеупорные блоки с низким содержанием цемента. Недостатком использования огнеупорного кирпича является необходимость применения труда каменщиков и высокая длительность процесса изготовления огнеупорной футеровки. Преимуществом является возможность контроля свойств огнеупоров при их изготовлении и независимость от условий места установки. При раннем применении плавленолитых огнеупоров существовали ограничения в предварительном проведении литья и обжига крупных огнеупорных блоков, но сегодня их можно устанавливать на месте [21]. Предварительно отлитые огнеупорные изделия обладают теми же преимуществами, что и кирпич, но все еще сохраняют стыки, которые при высоких температурах мо-

гут вызвать проблемы. Плавлено-литые блоки требуют меньше времени для установки, чем кирпичная кладка, имеют минимум стыков. Их недостатком является зависимость свойств от процедуры установки и правильной сушки/обжига до их контакта с расплавом алюминия. При выборе огнеупоров необходимо проанализировать различные типы систем связующих/сырьевых материалов по износостойкости, химической совместимости, доступности оборудования и персонала для установки, рекомендованной скорости сушки, стоимости. Хотя применение пластических монолитов не так широко распространено, как плавлено-литых огнеупоров, но сегодня нет никаких технических причин для отказа от их промышленного применения. Для обеспечения надлежащих процедур по их установке следует избегать появления слоистой структуры, а обжиг необходимо проводить немедленно после установки (поскольку исходный материал может сползать при нагреве). Каждый тип огнеупоров может применяться отдельно или в сочетании. Существует множество различных видов огнеупоров, доступных сегодня для футеровки плавильных печей/ миксеров. Их выбор должен проводиться с учетом локальных условий, профессиональных навыков персонала, который будет проводить установку футеровки, оборудования, доступного для сушки/обжига, времени, требуемого для установки и нагрева, полных затрат и др. n (а)

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 Refractories 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 Refractories 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- Wetting 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 Industry. C. Wöhrmeyer, N. Kreuels, C. Parr, T. A. Bier. UNITECR Proceedings, 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 Energy 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 MeltHold Furnaces. A. Wynn, J. Coppack, T. Steele. Advanced Materials & Processes, July, 2011.

19. Effects of Salts on Metal Oxidation and Refractory Corrosion Induced by Molten Aluminum Alloys. S. Afshar, C. Allaire, E. Dajoux.

CIM, V.3, 2004.

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

(б)

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

Aluminium International Today на русском языке

Ноябрь 2015

32 ВЫСТАВКИ И КОНФЕРЕНЦИИ

www.aluminiumtoday.com

Конгресс и выставка «Цветные металлы и минералы-2015» в Красноярске С 14 по 17 сентября 2015 г. в Красноярске прошел VII Международный Конгресс и выставка «Цветные металлы и минералы – 2015», в рамках которого традиционно состоялись XI Симпозиум «Золото Сибири», IX Конференция «Металлургия цветных и редких металлов», XXI Конференция «Алюминий Сибири» и Горно-геологическая конференция. Проведение этого ежегодного Конгресса позволяет консолидировать научные и производственные силы для обсуждения проблем горно-металлургической отрасли, выработки решений по внедрению в производство инновационных идей, уникальных технологий и современного оборудования. В работе конгресса приняли участие более 600 делегатов – представителей 150 компаний из 22 стран мира. В числе участников – специалисты отечественных и зарубежных горно-металлургических компаний, представители российских и зарубежных вузов, научно-исследовательских и академических институтов. Программа Конгресса началась с курса Установочных лекций по металлургии алюминия, минеральному сырью и геометаллургии, которые прочли для участников российские и зарубежные ученые. После официального открытия мероприятия состоялось пленарное заседание, на котором выступили Министр промышленности, энергетики и торговли Красноярского края А.Г. Цыкалов, генеральный директор ОК РУСАЛ В.А. Соловьев и чл.-корр. РАН, профессор УрФУ С.С. Набойченко. На Конгрессе состоялся семинар “DREAM CELL” (Электролизер мечты), посвященный празднованию 80-летия председателя оргкомитета Конгресса – доктора химических наук, заслуженного металлурга РСФСР, проф. Петра Васильевича Полякова. В рамках семинара прозвучали доклады об эволюции понима-

Ноябрь 2015

Проф. Петр Васильевич Поляков

ния процессов тепло- и массопереноса при высокотемпературном электролизе и концепции электролизера будущего, впервые было рассказано о новейшей технологии производства алюминия, которая абсолютно не похожа ни на какую другую. В этом году на Конгрессе было представлено более 200 научных докладов о текущем состоянии и тенденциях рынка цветной металлургии, о новейших достижениях в науке и производстве. Конгресс «Цветные металлы и минералы» – это важное звено в программе роста молодых специалистов. Ассоциация «Молодежная площадка профессиональных металлургов» в рамках Конгресса провела Всероссийский чемпионат технологических кейсов, целью которого являлось создание условий для профессиональной самореализации молодых ученых. Также для молодежной составляющей Конгресса – студентов, аспирантов, инженеров и научных сотрудников прошла Ярмарка вакансий. На Выставке ведущие российские и зарубежные компании представили свои разработки, технологии, материалы и оборудование для горно-металлургической промышленности. Одним из ключевых мероприятий Конгресса является проведение круглых столов, где в обсуждениях проблем горно-металлургической отрасли, выработки стратегий и решений, перспектив развития цветной металлургии участвуют представители власти, бизнеса, науки и образования. В этом году при поддержке Сибирского федерального университета был организован круглый стол «Труд:

мораль, ментальность, менеджмент». Под руководством Правительства Красноярского края состоялся мозговой штурм «Нужен ли Региональный инжиниринговый центр горно-металлургических технологий?». В рамках круглых столов «Обеспечение надежности работы оборудования» и «Жизненный цикл электролизера – 2200 суток» (организатор - компания «РУС-Инжиниринг») прошли обсуждения современных методов обеспечения надежности промышленного оборудования, его эксплуатации и обслуживания, а также аутопсии электролизеров как инструмента для оценки их срока службы. Помимо деловой части Конгресса для участников были организованы экскурсии на промышленные предприятия Красноярского края: РУСАЛ Красноярский алюминиевый завод, Красноярский металлургический завод, а также в Музей геологии Центральной Сибири. Оргкомитет выражает глубокую благодарность за плодотворное сотрудничество организаторам и спонсорам Конгресса: Российской академии наук, Правительству Красноярского края, ОК РУСАЛ, обществу TMS, Сибирскому федеральному университету, Золотодобывающей Компании «Полюс», Norwegian University of Science and Technology, Красноярскому заводу цветных металлов им. В.Н. Гулидова, Институту химии и химической технологии СО РАН, компаниям «Легкие металлы», «Сибцветметниипроект», R&D Carbon, Verder Scientific, «ВНИПИпромтехнологии», Новоангарскому обогатительному комбинату, Ассоциации «Молодежная площадка профессиональных металлургов». Приглашаем всех желающих принять участие в VIII Международном Конгрессе и Выставке «Цветные металлы и минералы», который состоится в сентябре 2016 года. n

Aluminium International Today на русском языке

Al

ǛǼǺȀDZǽǽǴǺǹǬǷȈǹǺDZ ǷǴǾȈDZ

ǞDZȁǹǺǷǺǯǴǴ ǷǴǾȈȋ ȂǴǷǴǹǰǼǴȃDZǽǶǴȁ Ǵ ǻǷǺǽǶǴȁ ǽǷǴǾǶǺǮ ǎǬǯǽǾǬȀȀ ǺǽǹǺǮǬǹǹȇDZ ǹǬ ǴǹǹǺǮǬȂǴȋȁ Ǵ ǿǽǺǮDZǼȄDZǹǽǾǮǺǮǬǹǹȇDZ ǸǹǺǯǺǷDZǾǹǴǸ ǺǻȇǾǺǸ ȋǮǷȋȊǾǽȋ ǶǷȊȃǺǸ Ƕ ǼDZǹǾǬǭDZǷȈǹǺǽǾǴ ǘǹǺǯǺǷDZǾǹǴǵ ǺǻȇǾ Ǵ ǻǼDZǰǺǽǾǬǮǷȋDZǸȇDZ ǿǽǷǿǯǴ ǶǺǸǻǬǹǴǴ ǎǬǯǽǾǬȀȀ ǺǭDZǽǻDZȃǴǮǬȊǾ ǿǮDZǼDZǹǹǺǽǾȈ Ǯ ǷǴǾDZǵǹǺǸ ǻǼǺǴdzǮǺǰǽǾǮDZ ² ǽǿȅDZǽǾǮDZǹǹǺDZ ǶǬȃDZǽǾǮǺ ǹDZǺǭȁǺǰǴǸǺDZ ǰǷȋ ǭDZdzǺǻǬǽǹǺǯǺ ǷǴǾȈȋ ǬǷȊǸǴǹǴȋ ǸǬǶǽǴǸǬǷȈǹǺǯǺ ǿǮDZǷǴȃDZǹǴȋ ǻǼǴǭȇǷǴ Ǵ ǿǽǻDZȄǹǺǵ ǶǺǹǶǿǼDZǹȂǴǴ ǹǬ ǼȇǹǶDZ

ǗǴǰDZǼ Ǯ ǾDZȁǹǺǷǺǯǴǴ ǻǺǷǿǹDZǻǼDZǼȇǮǹǺǯǺ ǷǴǾȈȋ › ǗǴǾDZǵǹȇDZ ǸǬȄǴǹȇ › ǝǴǽǾDZǸȇ ǷǴǾȈȋ ǻǼǺǶǬǾǹȇȁ ǽǷǴǾǶǺǮ

› ǝǴǽǾDZǸȇ ǷǴǾȈȋ ȂǴǷǴǹǰǼǴȃDZǽǶǴȁ ǽǷǴǾǶǺǮ

› njǮǾǺǸǬǾǴdzǬȂǴȋ › ǟǻǼǬǮǷDZǹǴDZ ǿǼǺǮǹDZǸ ǸDZǾǬǷǷǬ › ǝDZǼǮǴǽ Ǵ ǻǺǰǰDZǼDzǶǬ Ǯ ǼǬdzǹȇȁ ǽǾǼǬǹǬȁ ǸǴǼǬ

ǑǽǷǴ ǎȇ ȁǺǾǴǾDZ ǿǷǿȃȄǴǾȈ ǻǼǺǴdzǮǺǰǽǾǮDZǹǹȇDZ ǻǺǶǬdzǬǾDZǷǴ dzǮǺǹǴǾDZ +1 509 922 1404 | www.wagstaff.com