Контрольная работа: Алюминий и его сплавы
Алюминий представляет собой серебристо-белый пластичный металл. В воздушной среде он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от коррозии. Алюминий химически стоек против азотной и органических кислот, но разрушается щелочами, а также соляной и серной кислотами. Важнейшее свойство алюминия – небольшая плотность, он в три раза легче железа. Механические свойства алюминия невысоки: сопротивление на разрыв – 5-9 кгс/мм², относительное удлинение – 25-45%. Высокая пластичность (достигается отжигом при температурах 350-410°С) этого металла позволяет прокатывать его в очень тонкие листы, например, фольга может иметь толщину до 0,005мм. Алюминий хорошо сваривается, однако трудно обрабатывается резанием. Для повышения прочности в алюминий вводят кремний, марганец, медь и другие компоненты. Значительные природные запасы алюминия, его небольшая плотность, высокие антикоррозийные свойства, хорошая электропроводность способствовали широкому распространению этого металла в различных отраслях техники. Алюминий и его сплавы применяются в самолето- и машиностроении, при строительстве зданий и линий электропередачи, во многих отраслях промышленности. Из него изготавливают различные емкости и арматуру для химической промышленности, в пищевой промышленности применяется упаковочная фольга из алюминия и его сплавов (для обертки кондитерских и молочных изделий). Широкое признание получила алюминиевая посуда. Алюминий хорошо подвергается различным тонким покрытиям и окраске, поэтому его используют и как декоративный материал.
Алюминий всех марок содержит более 99% чистого алюминия. В зависимости от химического состава он подразделяется на алюминий особой, высокой и технической частоты, обозначается буквой А и цифрой, показывающей десятые и сотые доли процента после 99%, например, А85 – содержит 99,85% алюминия.
Так как прочность алюминия очень незначительна, то в качестве конструкционных материалов применяют его сплавы. Сплавы подразделяются на деформированные – в основном, дюралюминий и литейные – главным образом силумин.
Дюралюминий – сплав алюминия с медью (2,2-5,2%), магнием (2-2,7%) и марганцем (0,2-1,0%). Его подвергают закалке в воде после нагрева до температуры около 500°С и упрочняющему старению. По своим механическим свойствам он приближается к среднеуглеродистым сталям. Применяется, главным образом, в виде различного проката – листы, уголок, трубы и т.д. как конструкционный материал он используется для транспортного и авиационного машиностроения.
Силумин – сплав алюминия и кремния, обладает хорошими литейными свойствами, мягкий, применяется для изготовления неответственных деталей методом литья и давления. Кроме алюминия и кремния (10-13%) в этот сплав входят: железо (0,2-0,7%), марганец (0,05-0,5%), кальций (0,07-0,2%), титан (0,05-0,2%), медь (0,03%) и цинк (0,08%). Могут использоваться сплавы алюминия с цинком, магнием и т.д. [1].
Технологический процесс производства алюминия
Производство алюминия – сложный технологический процесс. В свободном виде алюминий вследствие своей активности не встречается. Его получают из минералов – бокситов, нефелинов и алунитов, при этом сначала производят глинозем, а затем из глинозема путем электролиза получают алюминий. Технологическая схема производства алюминия состоит из процессов:
1. получение глинозема Al2 O3 путем выщелачивания концентрированным раствором щелочи измельченного боксита и его последующего прокаливания.
2. растворение глинозема в расплаве криолита и его электролиз в ванне с угольным анодом и покрытым угольными блоками катодом (рис. 1).Анионы алюминия нейтрализуют на катоде и выпадают в расплав. На производство 1 т алюминия уходит 17-18 тыс. кВт электроэнергии.
3. электролитическое рафинирование, аналогичное рафинированию меди, где анодом являются алюминиевые блоки.
Алюминий всех марок содержит более 99% алюминия [1].
Рис. 1. Схема электролизера для производства алюминия
Использование «толлинга» в производстве алюминия
Таможенный режим переработки на таможенной территории («толлинг») – весьма распространенное явление. Под ним понимается переработка в какой-либо стране импортируемого товара или давальческого сырья с условным освобождением от уплаты ввозных таможенных пошлин, налогов, если они предназначены для производства, переработки или ремонта и последующего вывоза конечного продукта за пределы страны – переработчика.
Сегодня к толлингу в мире относятся неоднозначно.
В настоящее время толлинг, в частности, в производстве алюминия, используется крупными интегрированными компаниями и создаваемыми ими за рубежом коммерческими структурами в качестве способа снижения затрат производства металлопродукции с его перебазированием в страны, обладающие наиболее дешевыми природными и энергетическими ресурсами, рабочей силой и обеспечивающие минимальные налоговые и транспортные издержки. Толлинговые операции превратились в инструмент перераспределения ресурсов и повышения эффективности производства в глобальном масштабе.
В то же время в Правительстве РФ неоднократно обсуждался вопрос об отмене импортного сырья в алюминиевой промышленности, имея в виду, что толлинг существенно сдерживает развитие собственной сырьевой базы для производства алюминия, ставит это производство в прямую зависимость от импорта сырья, конъюнктуры мирового рынка. При этом российские предприятия, перерабатывающие сырье (в частности, глинозем) по толлинговым контрактам, лишаются значительной части прибыли от реализации продукции основного производства (первичного алюминия). Кроме того, Толлинговые операции значительно сокращают поступления доходов в бюджет от взимания таможенных пошлин. В настоящее время алюминиевая отрасль располагает значительными финансовыми и материальными средствами для полного отказа от толлинга и осуществления внешнеторговых операций на обычных коммерческих условиях.
Производство первичного алюминия – процесс чрезвычайно вредный с экологической точки зрения. При этом экологические последствия, связанные с производством, включая затраты на здравоохранение, в основном ложатся на плечи государства.
В России в числе основных аргументов в пользу сохранения толлинговых операций часто приводятся факты отсутствия или недостатка собственных оборотных средств у предприятий-переработчиков на закупку сырья для производства алюминия. При осуществлении толлинговых операций переработчики избавлены от затрат по закупке сырья, по сравнению с осуществлением бизнеса на обычных коммерческих условиях. Кроме того, при толлинге намного меньше и размер налоговых и таможенных платежей.
По нашим оценкам, с заменой толлинга на экспортно-импортные операции никаких серьезных последствий для алюминиевой отрасли не будут, а скорее всего наоборот: роль России на мировом рынке сохраниться, существенно увеличатся поступления доходов в бюджеты всех уровней, в том числе в доход федерального бюджета от взимания таможенных пошлин (в случае принятия решения об их введении).
В настоящие время экономические условия работы предприятий, производящих алюминий, существенно изменились:
- с 29 февраля 2004 г. отменены ввозные таможенные пошлины на оксид алюминия (глинозем) – основное сырье для производства первичного алюминия;
- с 29 августа 2005 г. отменены вывозные таможенные пошлины на алюминий первичный и сплавы алюминиевые;
- средний уровень цен на первичный алюминий на Лондонской бирже металлов в 2005 г., по сравнению с 2000 г., увеличился более, чем на 19%, а по сравнению с относительно неблагоприятной конъюнктурой рынка в 2002-2003 г. – более чем на 37%;
- прогнозируется стабилизация и снижение цен на глинозем на мировых рынках;
- существенно снижена ставка рефинансирования по привлекаемым кредитам, которая установлена с 15 июня 2004 г. в размере 13%;
- предприятиями осуществляются мероприятия по снижению себестоимости выпускаемой продукции, в том числе за счет модернизации производства, внедрения новых современных технологий.
Перечисленные факторы, несомненно, позволят значительно повысить рентабельность реализации алюминия на экспорт, отказаться от использования таможенного режима переработки на таможенной территории (толлинга) в алюминиевой промышленности и полностью перейти к прямым экспортно-импортным операциям на обычных коммерческих условиях. При этом целесообразно возвратиться к вопросу о пересмотре принятых решений об отмене ввозных таможенных на глинозем и вывозных таможенных пошлин на алюминий, имея в виду, что за счет этого в настоящее время предприятия получают сверхприбыль, а государство вынуждено изыскивать дополнительные средства для финансирования расходов на здравоохранение и другие цели связанные с преодолением экологических последствий при производстве первичного алюминия [2].