Реферат: Свойства алюминия

Если же алюминий предназначается для проката листа и ленты, то не­прерывным или полунепрерывным методом отливают плоские слитки семнад­цати размеров. Толщина их колеблется в пределах от 140 до 400 мм, ши­рина-от 560 до 2025 мм, а масса 1 м длины слитка-от 210 до 2190 кг. Длину слитка согласовывают с заказчиком.

Основным видом контроля алюминия как в чушках, так и в плоских слит­ках, является проверка химического состава и его соответсвие марочно­му. К чушкам и слиткам, предназначенным для обработки давлением, пре­дьявляют дополнительные требования, такие, например, как отсутсвие ра­ковин, газовых пузырей, трещин, шлаковых и других посторонних включе­ний.

Для раскисления стали в процессе ее выплавки, а также для производ­ства ферросплавов и для алюмотермии можно применять более дешевый алю­миний меньшей чистоты, чем это указано таблице "Чистота алюминия раз­ных марок". Для этой цели промышленность выпускает шесть марок алюми­ния в чушках массой от 3 до 16.5 кг, содержащих от 98.0 до 87.0 % Al. В них содержание железа достигает 2.5 %, а кремния и меди до 5 % каж­дого.

Применение алюминия обусловлено особенностью его свойств. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью позволяет применять

алюминий как проводник электрического тока, заменяя им более дорогую

медь. Разницу в электропроводности меди (63 1 ом) и алюминия (37 1 ом)

компенсируют увеличением сечения алюминиевого провода. Малая масса

алюминиевых проводов делает возможным осуществлять их подвеску при

значительно большем, чем в случае медных проводов, расстоянии между

опорами, не опасаясь обрыва проводов под влиянием собственного веса.

Из него изготовляют также кабели, шины, конденсаторы, выпрямители. Вы­сокая коррозионная стойкость алюминия делает его в ряде случаев неза­менимым иатериалом в химическом машиностроении, например для изготов­ления аппаратуры, применяющейся при производстве, хранении и перевозке азотной кислоты и ее производных.

Широко его применяют также в пищевой промышленности-из него изготов­ляют разнообразную посуду для приготовления пищи. При этом используют не только его стойкость к действию органических кислот, но также и вы­сокую теплопроводность.

Высокая пластичность позволяет раскатывать алюминий в фольгу, кото­рая в настоящее время полностью заменила применявшуюся ранее более до­рогую оловянную фольгу. Фольга служит упаковкой для самых разнообраз­ных пищевых продуктов: чая, шоколада, табака, сыра и др.

Алюминий применяют так же, как антикоррозионное покрытие других ме­таллов и сплавов. Его можно наносить плакированием, диффузионной мета­ллизацией и другими способами, включая покраску алюминийсодержащими красками и лаками. Особенно сильно распространено плакирование алюми­нием плоского проката из менее коррозионноустойчивых алюминиевых спла­вов.

Химическую активность алюминия по отношению к кислороду используют для раскисления при производстве полуспокойной и спокойной стали и для получения трудновосстановимых металлов путем вытеснения алюминием из их кислородных соединений.

Алюминий применяют как легирующий элемент в самых различных сталях и сплавах. Он придает им специфические свойства. Так например, он повы­шает жаростойкость сплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов.

Можно назвать и иные области применения алюминия различной степени чистоты, но самое большое его количество расходуют на получение раз­личных легких сплавов на его основе. Сведения о главных из них приве­дены ниже.

В целом применение алюминия в различных отраслях хозяйства на приме­ре развитых капстран оценивают следущими цифрами: транспортное машино­строение 20-23% (в том числе автомобилестроение 15%), строительство 17-18%, электротехника 10-12%, производство упаковочных материалов 9-10%, производство потребительских товаров длительного пользования 9-10%, общее машиностроение 8-10%.

Алюминий завоевывает все новые области применения, несмотря на кон­куренцию других материалов и особенно пластмасс.

Основными промышленными рудами, содержащими алюминий, являются бок­сит, нефелин, алунит и каолин.

Качество этих руд оценивают по содержанию в них глинозема Al O , ко­торый содержит 53% Al. Из других показателей качества алюминиевых руд наиболее важным является состав примесей, вредность и полезность кото­рых определяются применением руды.

Б о к с и т является лучшим и во всем мире основным сырьем для по­лучения алюминия. Его используют также для производства искусственного

корунда, высокоогнеупорных изделий и для других назначений. По хими­ческому составу эта осадочная горная порода представляет собой смесь гидратов глинозема Al O nH O с окислами железа, кремния, титана и других элементов. Наиболее распространенными гидратами глинозема, вхо­дящими в состав бокситов, являются минералы: диаспор, бемит и гидрар­геллит. Содержание глинозема в боксите даже в одном месторождении ко­леблется в очень широких пределах-от 35 до 70%.

Входящие в состав боксита минералы образуют очень тонкую смесь, что затрудняет обогащение. В промышленности в основном применяют сырую ру­ду. Процесс извлечения алюминия из руды сложный, очень энергоемкий и состоит из двух стадий: сначала извлекают глинозем, а затем из него получают алюминий.

Предметом мировой торговли является как сам боксит, так и извлечен­ный из него или других руд глинозем.

На территории СНГ залежи бокситов распределены неравномерно, и бок­ситы разных месторождений неравноценны по качеству. Месторождения наи­более высококачественных бокситов находятся на Урале. Большие запасы бокситов имеются также в Европейской части СНГ и в Западном Казахста­не.

Из индустриально развитых стран ныне практически обеспечена лишь Франция, где впервые началась его разработка. Его достоверные и веро­ятные запасы в этой группе государств в 1975 г. оценивались в 4.8 млрд. т (в том числе в Австралии 4.6 млрд. т), тогда как в развиваю­щихся странах в 12.5 млрд. т, в основном в Африке и Латинской Америке (самые богатые-Гвинея, Камерун, Бразилия, Ямайка).

За послевоенное время резко расширился круг стран, где ведется добы­ча боксита и производится первичный алюминий. В 1950 г. боксит добыва­ли лишь в 11 странах, не считая СССР, в том числе в трех в количестве свыше 1 млн. т (Суринам, Гайяна, США) и в четырех более по 0.1 млн. т (Франция, Индонезия, Италия, Гана). К 1977 г. обьем добычи возрос в 12 раз и резко изменилась ее география (более половины добычи капиталис­тического мира приходилось на развивающиеся страны).

В отличие от развивающихся стран, богатая топливом Австралия большую часть добываемых бокситов (в основном на полуострове Иорк-в крупнейшем бокситовом месторождении мира) перерабатывает в глинозем, играя решаю­щую роль в его мировом экспорте. Не пример ей, страны бассейна Карибс­кого моря и западноафриканские вывозят преимущественно боксит. В этом сказывается как причины политического характера (мировым алюминиевым монополиям предпочтительнее производство глинозема за пределами бокси­тодобывающих, зависимых от них стран), так и чисто экономические: бок­ситы, в отличие от руд тяжелых цветных металлов, транспортабельны (со­держат 35-65 % двуокиси алюминия), а глиноземное производство требует значительных удельных расходов, которым не располагает подавляющая часть бокситодобывающих стран.