• Украина, Киев
    ул. Гарматная 9
  • График работы
    Пн - Пт: 9.00 - 17.00

Алюминий - "Крылатый металл" - как всё начиналось, история зарождения индустрии

  • 14 марта 2017 23:56:35
  • Отзывы : 0
  • Просмотров: 2411
  • 0

Один из наиболее молодых металлов, который в естественной среде невозможно встретить в чистом виде, человечество открыло в XIX веке с помощью электричества и химических процессов – это алюминий. Тем не менее, люди видели его гораздо раньше, чем открыли его свойства. В подтверждение этому факту свидетельствует «Естественная история» римского ученого. По легенде в далеком I веке император Тиберий получил в дар чашу очень легкого металла, который внешне очень похож на серебро.

Путь к запуску промышленного производства алюминия

Квасцы, соль на основе алюминия, использовались человечеством еще в древности, когда полководец Архелай выдерживал в этом растворе дерево. Благодаря этой процедуре материал практически не горел и становился оптимальным средством для укреплений от поджогов.

В античности квасцы были популярны в медицине, а также в работе с кожей – раствором протравливали ткани во время крашения. Широчайшее применение квасцов в европейских странах началось с XVI века: в офтальмологии, в целлюлозно-бумажной сфере, в промышленности как дубильное средство, в косметологии и дерматологии.

Название алюминия возникло именно благодаря квасцам, которые по-латински звучат как alumen. Англичанин Гемфри Дэви, опытный химик, присвоил такое имя данному металлу. Дэви в начале XIX века сделал вывод, что посредством электролиза можно извлекать алюминий, однако подтверждение этой концепции химик найти не смог.

Новая жизнь алюминия началась в 1825-ом, когда физик ученый Ханс Кристиан Эрстед извлек данное вещество из глинозема. Чистый металл вывести так и не удалось, в результате получился алюминиевый сплав с различными примесями, которые принимали участие в опытах. Ученый объявил о своем открытии, но экспериментировать прекратил.

Продолжение работы разворачивалось уже в Германии, где Фридрих Вёлер химическим путем получил алюминий в порошковом варианте. Его вес составлял всего 30 граммов, тем не менее, 22 октября 1827 года вошло в справочники. Для поставленных целей немец в последствии трудился еще 18 лет, чтобы в конце концов создать застывший расплавленный алюминий в маленьких шариках. В 1845 году у Вёлера получились корольки.

Представленные ученые работали над формированием химического метода, с помощью которого можно добыть этот металл. До повсеместного применения в промышленности этот процесс довел технолог и химик, Анри-Этьенн Сент-Клер Девиль. Француз работал над совершенствованием метода Фридриха Вёлера, и в конце концов в 1956-ом в компании своих партнеров запустил промышленное производство элемента во Франции.

В заводских условиях материал получался легким и внешне сходствен с серебром. Наряду с этим стоимость алюминия была довольно высока, по этим причинам в те года данный элемент по праву назывался элитным металлом. Его использовали для различных украшений, роскошных предметов интерьера. Впервые из алюминия изготовили барельефные медали специально для Наполеона III, который всеми способами поддерживал производство данного материала. помимо этого, из алюминия и золота сделали погремушку для принца Луи-Наполеона. Тем не менее, ученый Сент-Клер Девиль уже осознал, что в грядущем алюминий станет полезен совершенно не в ювелирной отрасли.

Заводское изготовление металла

Уже в 1886 году ситуация для алюминия изменилась: был найден более бюджетный электролитический метод производства данного метала. Разработать способ удалось одновременно у двух людей, независящих один от другого: инженеру Поль Эру, проживавшему во Франции, и молодому студенту из Америки – Чарльзу Холлу. Мужчины определили, что электролиз расплавленной в криолите окиси алюминия принесет положительные плоды, однако сам процесс будет довольно невыгодным с точки зрения траты электроэнергии.

Таким образом, первое производство Поля Эру было организовано на швейцарской металлургической фактории, недалеко от известного Рейнского водопада. Именно благодаря напора падающей воды этого источника позволила динамо-машинам завода привестись в действие.

Осенью 1888 года Швейцарское металлургическое общество и предприниматель из Германии, Ретенау, подписали договор о функционировании Акционерного общества алюминиевой промышленности. Совокупный капитал этой организации составил 10 млн франков Швейцарии. Позже организация носила имя Общества алюминиевых заводов. На логотипе этого общества было нарисовано солнце, которое восходило из-за слитка алюминия. По идее Ретенау это изображение являлось символом зарождения промышленности данного металла. Промышленность завода выросла как минимум в 10 раз всего лишь за несколько лет существования. В итоге, в 1890 году из-под конвейеров вышло 40 тонн материала, а в 1985 внушительные 450 тонн.

В свою очередь Чарльз Холл прибегнул к поддержке товарищей и собрал Питтсбургскую восстановительную компанию. Ее первый завод был запущен в Кенсингтоне в 1888 году. По началу фабрика производила не более 25 кг продукции за сутки, но к 1890 году выпускалось 240 кг каждый день.

Новые фактории организации раскинулись в Нью-Йорке недалеко от Ниагарской ГЭС. В наши дни алюминиевые фабрики возводятся около экологических, дешевых, но эффективных ресурсов энергии, как гидроэлектростанции. Питтсбургская восстановительная компания прошла реорганизацию, и в 1907 году она стала Американской алюминиевой компанией, известная в формате имени – Alcoa.

Химик из Австрии, Карл Иосиф Байер, проживающий и работающий в 1889 году в Санкт-Петербурге, открыл новый технологичный, но дешевый подход к добыванию оксида алюминия, глинозема. В ходе очередного исследования ученый отправил боксит в щелочную эссенцию, после чего подогрел смесь в закрытой колбе. В результате боксит без остатка не растворился. В садках вещества Байер не нашел алюминия и пришел к выводу, что весь алюминий, что находится в боксите, в реакции с щелочным раствором соединяется с общей массой раствора.

Все перечисленные выше методы, которые практиковали Холл и Эру, Байер на сегодняшний день легли в основу современных технологий извлечения алюминия. Всего лишь за несколько десятков лет выросла мощная алюминиевая промышленность, а значит, подошла к концу легенда о «серебре из глины». Представленный металл вошел в обиход человека и нашел свое место в числе промышленных металлов.

Первые сферы применения алюминия

Алюминий распространился во все сферы жизнедеятельности человека и стал повсеместно применяться на переломе XIX и XX веков. Стремительно развернули создание масштабных объектов:

  • в 1891 году в Швейцарии производится первое пассажирское судно с алюминиевым корпусом Le Migron. Заказчиком этой работы стал Альфред Нобель;

  • в 1894 в Шотландии судостроительной верфью Yarrow & Co представляется алюминиевая торпедная лодка «Сокол», размер которой достигал 58 метров. Изделие создавалось специально для флота царской России и в плаванье мог достигать невероятную скорость для того периода – в 32 узла;

  • тогда же железнодорожная организация в Америке запустила разработку легких вагонов для обычных пассажиров, сидения в которых изготавливались из данного материала;

  • в 1899 году Карл Бенц в Берлине презентовал первую спортивную машину, корпус которой произведен из представленного металла.

Тем не менее, воистину серьезная алюминиевая революция произошла в авиации. Именно по этой причине он удостоился вечного второго названия – «крылатый металл». Примерно в тот же временной отрезок новаторы и авиаторы всего мира трудились над производством летательных аппаратов, которыми можно управлять. Это была работа над конструированием самолетов.

Первый в истории полет на управляемом летательном средстве «Флайер-1» был совершен американцами, авиаконструкторами братьями Уилбуром и Орвиллом Райтами, в 1903 году. В попытках поднять в воздух объект, мужчины планировали прибегнуть к использованию двигателя от автомобиля, но его тяжелый вес привел задуманное к неудаче. По этой причине для «Флайера-1» был разработан совершенно новый вид двигателя, элементы которого изготавливались из легкого алюминия. Подходящий мотор позволил американцам подняться на первом самолете. Путешествие длилось 12 секунд, за которые братья пролетели на 36,5 метров. Они летали еще два раза в последствии, высота над почвой составила около 3 метров, а по длине самолет продвинулся максимум 60 метров.

Дюралюминий, являющийся одним из важнейших алюминиевых сплавов, был изобретен немецким ученым Альфредом Вильмом в 1909 году. Он потратил семь долгих лет, однако результат этого труда увенчался успехом. Вильму удалось создать сплав с соединением марганца, магния и меди, который по итогу был настолько же легок, как и алюминий, однако другим немаловажным критериям его показатели были значительно выше. Вскоре найденный дюралюминий занял первое место среди авиационных материалов. Из него в первом цельнометаллическом самолете Junkers J1 был сделан фюзеляж. Разработками в 1915 году занимался прославленный авиаконструктор Хуго Юнкерс, являющийся одним из основоположников всемирного авиастроения. 

Весь мир охватывали военные действия, а значит, авиации отыгрывала не только стратегическую роль, но зачастую и решающую. По этим причинам довольно долгое время дюралюминий был технологией военных разработок, а следовательно – метод его извлечения держался в строжайшем секрете.

Прогрессивное распространение металла в обиходе

Параллельно с военной сферой «крылатый металл» распространялся и в другие области применения. Массового производства достигла алюминиевая посуда – изделия из чугуна и меди изделия практически вышли из обихода. Хозяйки по достоинству оценивали кастрюли и сковородки из данного метала: легкие предметы, которые быстро подогреваются и стынут, кроме того – не поддаются коррозии.

В 1907 году в мире появляется алюминиевая фольга, систему получения которой изобретает швейцарец Роберт Виктор Неер. Способ заключался в беспрерывной прокатке металла. Несколькими годами позже этот изобретатель запустил первую фольгопрокатную фабрику. А в 1911 году фабрика Tobler решилась на использование фольги в качестве обертки для шоколада.

Следующей критической точкой для промышленности алюминия стал 1920 год. В тот период организация ученых, которой руководил норвежец Карл Вильгельм Содерберг, изобрела инновационную методику производства востребованного материала. С помощью нововведений ученых прием Холла-Эру удалось значительно удешевить. Для поставленной задачей во время электролиза необходимо было использовать обожженные заранее угольные блоки – это элементы расходовались не экономично и быстро, потому регулярно требовалось размещать новые. Содербергу удалось решить проблему благодаря возобновляемому электроду. По замыслу электрод находился в камере восстановления, изготовленной из коксосмольной пасты, а по необходимости материал добавлялся в наружный проход электролизного резервуара.

Появление алюминиевого производства в СССР

Технология ученого в кратчайшие сроки стали использоваться в мировом масштабе. В скором времени на метод обращает внимание СССР, который на том этапе не мог похвастаться личной промышленностью «крылатого» материала. Сколько бы не менялось технологий в дальнейшем, все равно применение электролизеров с анодами, обожженными предварительно, оставалось предпочтительным. И понятно почему – ведь энергии расходовалось значительно меньше, а на элементах отсутствовали осадки смолистых субстанций. Другим достоинством таких электролизеров можно назвать шанс увеличивать силу тока, а следовательно – производительность продукции.

Подсказкой для правительства о целесообразности возведения заводов по производству алюминия должны были быть слова отечественного химика, Николая Пушина. Он еще в 1914 году обратил внимание на то, что каждый год Россия потребляет не менее 80 тысяч пудов алюминия, однако самостоятельного изготовления данного металла в стране нет, потому приобретать материал приходится за рубежом. 

Шел 1920 год, продолжалась гражданская война, но руководство государства пришло к выводу, что рост промышленности и стремление к индустриализации невероятно большой территории невозможны без колоссального потребления электроэнергии. В связи с этим создали и приняли программу Государственной комиссии по Электрификации России. По схеме проекта на отечественных реках должны были возводиться каскады ГЭС. Чтобы на получаемую энергию в тот же момент был спрос, тут же было решено возводить алюминиевые фактории. Наряду с этим материал продолжал применяться как в гражданских сферах деятельности, так и в военном деле.

В Ленинградской области в 1926 году запускается Волховская ГЭС, а на близлежащих территориях от станции строится одноименный алюминиевый завод. Впервые продукция его производства вышла в свет в 1932 году. К моменту, когда развернулась Вторая мировая война, Советский Союз мог гордиться двумя алюминиевыми и одной глиноземной фабрикой. Два других предприятия по изготовлению алюминия были возведены уже в военные годы.

 
 
Оставить отзыв  ↓
 
Ещё никто не оставил отзывов.
 

Компания "Алюминий Украина" осуществляет доставку продукции из алюминия во все города и регионы Украины:

ОНЛАЙН ЧАТ