Дешёвого алюминия - Нет!

86 posts in this topic

Posted

Хрома меньше 13 процентов - значит не нержавейка. Вспоминайте материаловеденье.

Да, мне казалось, что столовые ножи из 30Х делают. Ошибся чуток. Х13 на них идет, недешево получается.

У буржуев были свои аналоги. Забыл название.

Вопрос в том, насколько это получалось экономически оправданно. Мы-то развлекались, потому что на оборону денег не жалели.

Разве? ЕМНИП, штука очень старая, для дирижаблей, для катеров, и прочей не слишком тяжёлой техники.

Давно, еще в 90-е, у кого-то читал.

Криволинейная поверхность? Да, нетривиально. Хотя, я бы попробовал.

Она там еще и двойной кривизны зачастую. В любом случае, без титана или ниобия сварному изделию хана. Так что в 30-е только клепка. А в 20-е нержавейка -- это еще экзотика.

Кажется, из-за выпадения карбидов по границам зёрен?

Я всех нюансов не знаю. Прочитал в справочнике. Вот то, что это самый мерзкий вид коррозии, который при том уровне диагностики контролировать нереально, это я понимаю. В общем, если кто до такого додумается, то народу угробят... После чего на затее надолго крест поставят. Или клепать лонжероны -- тоже веселое занятие.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Да, мне казалось, что столовые ножи из 30Х делают.

Ну, вообще делают, но х... кхм, ерунда получается.

Был у меня такой наборчик на кухне, полученный от изготовителя в счет оплаты за рекламные материалы. Фиг с ним, что ржавеет - с этим бороться просто (хотя есть у меня знакомый, у которого и AUS-8 ржавеет за месяц, хе-хе), но оно заточку совершенно не держит. Сплавил любимой теще :grin:

Вопрос в том, насколько это получалось экономически оправданно.

Ну вообще в этом мире бальса явно будет в цене. И поиском сходных пород будут занимать оччень активно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

А у меня чисто прикладной вопрос.

Думаю, многие знают, что такое на авиапроизводстве алюминиевая вторичка. Это когда обрезки, остатки и прочий дюралюминиевый лом переплавляют и используют для каких-либо целей, типа изготовления ложементов стапелей и т. д.

Как мне объяснили, дюралевые отходы не используют для получения конструкционного алюминия потому, что не получается нормировать содержание меди в получающемся сплаве, а это отражается на прочностных характеристиках.

Действительно, так сложно разделить дюраль на составные части вторично?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Действительно, так сложно разделить дюраль на составные части вторично?

Да ,очень  сложно  .

Только  путём  дистилляции  через  суб-галогенид  .

Только  таким  способом  получают  чистый  алюминий из  вторичного  алюминия  . 

Более  и алюминий  полученный   стандартным  процессом  электролиза   Холла-Эру   весьма загрязнён  всякой  гадостью .

Так  тут  и примеси  в окиси  алюминия  и  примеси  в  криолите и  из  графитовых электродов и из  футеровки   электролизёра и т.д.  

Раньше   было  сложным и весьма  дорогим   делом  получать  первичный алюминий  хорошей чистоты , обычно  получался  алюминий марки  А3   т.е.  с  кремнием  и железом  около 1%  .

Для  авиации и электротехники     было  нужно  иметь  первичный   алюминий    с     кремнием  и железом  не  более  0,2%  .

Что  уже требовало  хорошей организации  производства  и  рафинирования  алюминия .

Это  делают   продувкой  алюминия  хлором  ,что  позволяет  удалить  примеси  натрия  ,калия  ,кальция и магния  .

Более  чистый  алюминий   получают  электролитическим рафинированием и рафинированием   путём дистилляции  через суб-галогенид  .

 

Отечественный довоенный  алюминий  и его   сплавы   были  весьма   плохого качества  !  

После освоения нашим    заводом  агрегатов к газотурбинным двигателям во второй половине 40-х годов сразу и   оказалось ,что  имеющийся  в  СССР  ходовой   алюминий  из-за примесей  не обеспечивает выдерживание механических свойств корпусных деталей из алюминиевых сплавов  !

Тоже самое получалось и с легирующими  компонентами !

Тот   алюминий ,который завод получал  ,  был по тому времени  чистой не более 98- 99% !

Сомневаюсь ,что до войны  было лучше !

И  не только по отношению к алюминию .

Если учесть ,что  Центральная Заводская Лаборатория  до начала 60-х   была просто  завалена работой по обязательной   100% проверке всех поступающих  на завод металлических ,легирующих  и шихтовых материалов  !

В 30-х с качеством решительно всех    металлических ,легирующих  и шихтовых материалов была вообще полная  Ж. !

Но для "выполнения " плана были вынуждены  делать продукцию и из полного дерьма ! 

И имел поступающий на завод алюминий    примеси  железа и кремния  и черт знает ещё что ! 

Это  был  алюминий марки А2 или А3 .

Нужен-же  был уже  марок   А00  и потом и АВ1 и АВ2 .

Для этого было нужно  освоить  рафинирование чернового алюминия .

До войны у нас с этим делом  было плохо .

Потому и качество алюминиевых отливок и  было плохим , а  остальных алюминиевых сплавов не очень-то хорошим ! 

Вдобавок  алюминиевые чушки до середины 50-х    были  весьма сильно засорены разным  мусором , механическим  включениями .

При выплавки из них сплавов  этот  мусор и включения  только увеличивались  в количестве за счет  мусора и механических включений  попавших из  переплавной печи , из ковша и  с легирующими и с флюсом    и т.д.

 

     Во время войны наш завод в эвакуации и потом  и потом  снова в Москве   получал американский алюминий и алюминиевые сплавы .

Так  наши  старики-ветераны завода  очень   долго ( до  начала  90-х  )   потом  вспоминали  американский алюминий  - чистый как слеза !

С ним  проблем при литье  было сильно менее ,но     значительно уменьшить   проблемы с литьём  и на  американском алюминии долго   не получалось , из-за  плохой технологии и вдобавок  её несоблюдения !  

После войны  американского алюминия и  алюминиевых сплавов не стало .

Снова пошел наш алюминий  и снова полезли   все старые    проблемы с качеством литья .

А все требования к качеству литья были к концу войны и тем более после войны  уже совсем другими !

Из дерьма можно было с 3/4 брака ещё  как-то   отлить корпус карбюратора  к АМ-42 , но уже  не корпус  насоса высокого  давления  и уж    тем более не корпус газотурбинного насоса-регулятора !

С нашим-же   алюминием  в ходе  войны брака было-бы  сильно больше !

И я  очень сильно сомневаюсь ,что с нашим  алюминием и легирующими  что-то получилось-бы  путного с  системами непосредственного впрыска топлива  для моторов АШ-82 .

Тут уже никакое улучшение литейной технологии помочь не могло !  

Первые два-три   послевоенных года завод ещё как-то  работал на  американском алюминии  и алюминиевых сплавах .

А тут заводу поручили  спешное освоение немецких  газотурбинных  насосов-регуляторов -   у  нас  названных  АДТ-10А и  АДТ-20А   , немецкого  регулятора сопла АС-1А и  немецкого  автоматического регулятора- клапана приемистости КП-1А .

Все агрегаты    для  выпускавшихся  у нас немецких двигателей РД-10 и РД-20 .

И  сразу  начались   большие проблемы ,так как  американский алюминий вдруг и кончился !  

Проблему  с трудом  решили   .

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Понятно, спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Кстати, если подумать, то и сейчас алюминий недешев. Точнее, он дешев, но не для всех. В Узбекистане немало каолиновых месторождений. Но отсутствие больших каскадов ГЭС накладывает резкие ограничения на его переработку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Ну вообще в этом мире бальса явно будет в цене. И поиском сходных пород будут занимать оччень активно.

Кстати, наивный вопрос: а не стимулирует ли дефицит алюминия бурное развитие пластмасс? На дизель, конечно, не пойдёт, а вот на всякую обшивку и прочее подобное. Всяко лучше полотна, а?

============

Да, и чтобы два раз не - я чего-то путаю или на Т-34 был алюминиевый дизель? И в этой АИ Т-34 не будет?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Кстати, наивный вопрос: а не стимулирует ли дефицит алюминия бурное развитие пластмасс? На дизель, конечно, не пойдёт, а вот на всякую обшивку и прочее подобное. Всяко лучше полотна, а?

============

Да, и чтобы два раз не - я чего-то путаю или на Т-34 был алюминиевый дизель? И в этой АИ Т-34 не будет?

Полное отсутствие  алюминия  суть  не  реально  .

И к   20-30-м   годам  20-го  века  проблема  получения  дешевого  алюминия   была-бы  решена  в любом  случае  .

Старый способ  Сент -Клер  Девиля   мог-бы  очень сильно  усовершенствован  .

Как  появились-бы  другие  способы  получения дешевого  алюминия  .

Производство магния  и его  сплавов  было-бы  в сильно  больших  размерах  .

Работали-бы и над  способами  получения дешевого  титана  .

  Впервые образцы химически чистого и потому пластичного титана были получены в 1925 году   Ван-Аркелем и де Буром .
Они использовали так называемый йодидный метод получения химически чистых металлов .
Метод основан на термической диссоциации газообразного йодида титана на накалённой электрическим током проволоке или ленте .
Этот метод даёт возможность получать титан высокой чистоты .
Однако этот способ малопроизводительный и дорогой  .
До появления метода Кролля в 1940  году   только  им получали  титан пригодный в качестве конструктивного материала .
В 1910 году Хантер предложил метод получения металлического титана восстанавливая металлическим натрием   тетрахлорид титана .
Однако получить химически чистый  пластичный титан Хантеру не удалось .
Образцы получались в виде металлического порошка .
Хантер попытался переплавить порошок в компактный металл .
Чистота полученных образцов составила 99% .
Изучив свойства полученного ме­талла, Хантер пришёл к выводу, что большого будущего у титана нет  - он слишком хрупок и непригоден к ме­ханической обработке. 
Уже один суммарный процент  примесей кислорода , азота и углерода  делал титан хрупким и непригодным для использования в качестве конструктивного материала .
Производство металлического титана по способу Хантера однако было организовано , но в небольших количествах .
Этот  титан использовался для легирования сталей , алюминиевых сплавов  и  для производства  карбида титана ( в твердых сплавах )  .
Кроме того титан полученный по способу Хантера использовали в качестве сырья для  йодидного способа производства титана .

Кролль использовал для получения чистого титана химически чистый  тетрахлорид титана и магний достаточно высокой степени чистоты .
Кроме того при переплавке титановой губки в компактный металл им были предприняты все меры для недопущения загрязнения металла при переплавке кислородом , азотом и углеродом .

В результате  получился   пластичный и прочный металл . 

Технология производства металлического титана и его сплавов  пригодных  для использования в качестве конструктивного материала  является исключительно сложной и только менее 5% всего добываемого в мире титанового сырья используют для получаения металлического титана и его сплавов .
Остальное титановое сырьё используют в качестве сырья для производства диоксида титана и для получения ферротитана .
Очень большая химическая активность титана при высоких температурах  и его высокое сродство к кислороду ,  азоту и углероду  делает получение чистого титана и его сплавов  очень сложным делом .
Все технологические процессы приходится вести или в среде инертного газа ( аргона ) или  в вакууме .
Но даже в этих условиях титан реагирует со стенками аппаратуры и значит загрязняется примесями  .

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Интересно, по какой причине столь мало пользуются самым универсальным восстановителем - водородом?

Из-за того, что он гидриды начинает образовывать?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

водородом

Пористость. Водород - враг металлов.

Из-за малого размера иона (протона) он диффундирует всюду. Его присутствие охрупчивает металл, и делает его склонным к пористости при сварке. От водорода металл нужно защищать. Подготавливать поверхность, контролировать исходное сырьё, если надо - включать дополнительные операции для дегазации.

Edited by Zenitchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Угу, ясно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Ну, вообще делают, но х... кхм, ерунда получается.

А, выходит, действительно помню? Вот отсюда и путаница с нержавейкой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Интересно, по какой причине столь мало пользуются самым универсальным восстановителем - водородом?

Из-за того, что он гидриды начинает образовывать?

Пористость. Водород - враг металлов.

Из-за малого размера иона (протона) он диффундирует всюду. Его присутствие охрупчивает металл, и делает его склонным к пористости при сварке. От водорода металл нужно защищать. Подготавливать поверхность, контролировать исходное сырьё, если надо - включать дополнительные операции для дегазации.

Водород  весьма  дорог .

Восстановление  водородом  широко   используется   в установках  прямого  восстановления  железа  .

Из   природного газа или  углеводородов    при  помощи  кислородной  , паровой  или углекислотной  конверсии  получается восстановительный газ  состоящий   в основном     из смеси  окиси  углерода  и   водорода  .

Восстановительный газ   используется для  восстановления  железа  .

Есть  много  таких  установок   прямого  восстановления  железа  самой   разной  конструкции   , самой  часто  реализуемой конструкцией  был  Мидрекс. .

У нас  Оскольский  электрометаллургический комбинат  работает  по такой  технологии .

Но она  эта  технология Мидрекс   и сложна   и уже  устарела  .

Каталитический конвертер  установок Мидрекс  нуждается  в двухступенчатой  очистке  природного  газа от  серы  до  0,0001%  , а иначе  происходит  серное отравление никелевого  катализатора  .

Конверсия  углекислотная  . 

 

Более прост   и технологичен   способ прямого получения  железа Hylsa-4M  ,он   основан  на феномене автокатализа .

 Автокаталитическом самореформинге   природного  газе на восстановленном им-же  железе  .

Под действием горячего природного  газа  на железорудную шихту  сперва  происходит  совершено незначительное восстановление железа из руды  ,но это незначительное количество  восстановленного железа  обладает  по отношению к газу  каталитической активностью  и начинает преобразовать  горячий газ в в восстановительный (  из смеси  окиси  углерода  и водорода  )   ,а он  начинает  восстанавливать  железо из руды  с сильно  большей интенсивностью  ,,количество   восстановленного железа начинает быстро увеличиваться  и температура  нарастает   и каталитическая  активность  его тоже увеличивается  и потому и количество  восстановительного газа   растёт , за ним  нарастает количество   восстановленного железа и ещё более увеличивается  количество   восстановительного газа  и т.д.  

Если этот процесс автокатализа не  ограничивать ,то  восстановительная печь-реактор  может  разлететься вдребезги  !   

Запускается  самоподерживающийся и разгоняющийся    процесс  самовосстановления  железа из руды  горячим   природным газом .

Таким образом  восстановленное железо является  само-же  катализатором  своего-же  восстановления  из руды .

Примесь  серы  в природном  газе  не  влияет  на работу  установки  ,так как   катализатором  является само восстановленное железо  , а оно  все  время  обновляется  .

Горячий природный  газ-же восстанавливает железо из руды очень и очень    плохо . но  достаточно в шихте  появится  самым  микроскопическим  следам восстановленного железа и процесс  восстановления железа из руды начинает  идти  по  нарастающей .

А коэффициент полезного действия (  по использованию энергии  природного  газа  )   установки    Hylsa-4M  вышел в 87-90%  , а все другие способы   прямого получения  железа не имеют и 70% !

 

На  распространение    установок  прямого  восстановления железа    прямо  влияют  цены на  природный   газ  и на нефть  .

Потому  их  ныне  строят в основном  в тех  странах  ,где  есть  дешевые  углеводороды  и железная    руда (    Мексика  и Иран  например  )  , но плохо  с коксующимся  углём  .

А  значительная часть  установок  прямого  восстановления железа   давно  пошли  в лом  , не выдержав  конкуренции с доменным  процессом  .,ввиду  высокой  стоимости природного  газа и углеводородов  .

Но  так-же  имеется (   у нас   )    значительная  часть  доменных печей   использующих  для экономии  кокса  дутьё  природным  газом  .

 

Весьма  и весьма  экономичным  является   процесс получения  стали  на  установках  Корекс-Мидрекс  .

Установка  Корекс выплавляет чугун  на  практически любом   угле  , а  отходящие колошниковые   газы  установки  Корекс  состоят  из  окиси  углерода на  35-45% и и водорода на  20-25%  , остальное  -  углекислый  газ  30-35 %  и азот   1-3%  ,углеводороды  1-4%    .

Их  получается очень  много  .

И они  подаются  в   установку   прямого  восстановления  железа  Мидрекс   .

Конвертер   для  установки  Мидрекс  в данном  случае  не  нужен  !

На  650  тыс.   тонн  чугуна  Корекс  получается  800  тыс.  тонн  губчатого  железа  Мидрекс  .

Все это  сплавляют в  электропечах  .

Губчатое  железо  получают  такого состава  ,что-бы    остатки  окиси  железа  в нём   восстанавливались  при  плавке   в электропечи   до  металла  углеродом  чугуна , этим  достигается дополнительная  экономия  и заодно  и   повышение производительности  электропечей   .

Так  работает  завод.  Saldanha Steel  в ЮАР .

 

 Таким  образом  восстановление  водородом  таки используется  в металлургии  .

Но не  одним водородом  самим  по себе  !

 

Восстановление алюминия  из окиси  алюминия  водородом  практически не  идёт  и при   температурах выше 2000С  .

Напротив реакция восстановления алюминием  водорода  из   водяного  пара  идёт  от  -100 С ,  с   500-600  С  идёт  интенсивно  и    до  температур  выше  2000С  .

 

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

В Узбекистане немало каолиновых месторождений. Но отсутствие больших каскадов ГЭС

Уртабулакское газовое месторождение можно было истратить на теплоэлектростанцию. Для добычи алюминия из руд всё равно, из чего добывается искричество, особенно в СССР.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Для СССР проблемы алюминия не было, в связи с каскадами сибирских ГЭС. А, вот, для Узбекистана проблема есть.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Для СССР проблемы алюминия не было, в связи с каскадами сибирских ГЭС

В широкую диверсификацию банально не успели, пришлось потратиться на ТНП, хех

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

у нас в свое время планировали в 1980-х построить в Токмаке алюминиевый завод, подавая ток от ЗАЭС

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Напротив реакция восстановления алюминием  водорода  из   водяного  пара  идёт  от  -100 С ,  с   500-600  С  идёт  интенсивно  и    до  температур  выше  2000С  .

А металл потом наводороженый?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Токмаке алюминиевый завод, подавая ток от ЗАЭС

советская экономика такая советская. Все же себестоимость элэнергии от АЭС объективно выше чем от ГЭС (пусть даже и таких монструозных как Енисейский или Ангарский каскад)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

Енисейский или Ангарский каскад

Кстати на досуге считал - Енисейские + Ангарские ГЭС производят в сумме 2/3 от всей генерации Украины из всех источников (от генерации РФ примерно 10%)

 

При этом население приЕнисейских регионов 3+ млн чел, приангарья 2+ млн чел

В сумме около 4% от населения РФ

Edited by ВИП

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted (edited)

А металл потом наводороженый?

Я  сказал  про  реакцию  восстановления  алюминием  водорода  из воды и эта  реакция идёт и при   - 100С .

Достаточно  положить  кусок  алюминия  в  кипящий содовый раствор  и  можно  увидеть  как  алюминий  восстанавливает  водород  из  воды  .

С  раствором  щёлочи  эта  реакция идёт  и на  холоде  .

 Равновесие  в системе   Al  + H2O --  Al2O3 + H2        очень и очень    сильно  смещено  вправо  .

 

На счет -же   поглощения  водородом   алюминия  , то ведь  имеется  и гидрид алюминия (имеющий  практическое  значение  и  весьма  важные  применения  ) .

Между  прочим  алюминий получаемый  электролизом  по  стандартному   методу  Холла-Эру   всегда  получается   в той  или  иной   степени    насыщенным  водородом  .

Водород  попадает  в  алюминий  из  : глинозёма   ( он  всегда  содержит  в себе   некоторое  количество воды ,даже и и  прокалённый   )   ,из  криолита ( всегда является  хоть  немного ,но  гидратированным  ) , из     угольных  или графитовых  электродов , из  футеровки электролизёра  и  ковшей  .

Добиваться-же  полного  удаления воды  из  глинозёма  ,криолита  и электродов  - дорого  и не  оправданно  .

Что-бы  удалить  водород  из   первичного    алюминия  его  продувают  хлором  .    

 

Вот  магний  из  окиси  магния  восстанавливается  углеродом  .

При высокой  температуре от  1860 С   система  MgO + C -- Mg + CO   сильно  смещена вправо  , а при  низких  температурах  влево  .

Как  известно магний  горит  в углекислом газе  .

Если  горячий  газ состоящий из  паров  магния  и окиси  углерода  очень  быстро  охладить   до менее чем  200С , то  получится    металлический магний  в виде очень   тонкой  пыли  смешанной с  окисью магния  и сажей ( самая  малейшая  оплошность и эта     конденсированная пыль взрывается со  страшною  силой  )  .

Температура  установки   для восстановления  магния углеродом   1950-2050 С  .

Пыль магния  смешанного с окисью  магния  и сажей подвергают  вакуумной дистилляции и  получают  магний  99,97% .

Расход  электроэнергии 21000 квт х  ч  на тонну  готового  продукта  .

 

Существуют установки  по  восстановлению    магния из  окиси  магния  кремнием  или  ферросилицием .

Температура  установки   для восстановления  магния   кремнием  или  ферросилицием  1100-1200С .

Получается сразу   жидкий продукт  .

Расход электроэнергии 15000 квт х  ч  на тонну  готового  продукта  .

 

Есть  установки  по  получению  магния  восстановлением окиси  магния  карбидом  кальция  .

  Температура  установки   для восстановления  магния карбидом   1100-1200С   .

Получается  сразу жидкий  продукт  .

 

А вот  получать  подобными  способами  алюминий  и по сей день не  получилось  !

Хотя и патенты имеются  !

И даже   опытные установки  были  ,  а вот  годной технологии  получения  сразу    алюминия  например  углетермическим  способом  ещё нет .

Получают  таким  способом  только  сплавы  алюминий-кремний-железо   ,которые  и  разделяют  на  компоненты  .  

 

 

 

 

 

 

 

Edited by Абрамий

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Водород  попадает  в  алюминий

Из кучи разных источников - я инженер-сварщик. Спасибо, конечно за подробное описание, коллегам будет интересно почитать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

Все же себестоимость элэнергии от АЭС объективно выше чем от ГЭС

квт*ч от АЭС - 46 коп, от ГЭС - 73 коп. Как минимум у нас

Кстати на досуге считал - Енисейские + Ангарские ГЭС производят в сумме 2/3 от всей генерации Украины из всех источников (от генерации РФ примерно 10%)   При этом население приЕнисейских регионов 3+ млн чел, приангарья 2+ млн чел В сумме около 4% от населения РФ

кстати да

Share this post


Link to post
Share on other sites

Posted

квт*ч от АЭС - 46 коп, от ГЭС - 73 коп.

Так это не СЕБЕстоимость. Это вам стоимость. То есть цена.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now