دانلود مقاله شرکت سهامی آلومینیم ایران ( ایرالکو )‌

ایرالکو به عنوان اولین تولید کننده شمشهای آلومینیم در ایران ، در زمینی به مساحت 232 هکتار در کیلومتر 5 جاده اراک – تهران واقع گردیده است . موضوع تأ‌سیس کارخانه ایرالکو در سال 1346  به تصویب هیأت دولت رسید . اقدامات مربوط به نصب تأسیسات و ساختمان از سال 1348 آغاز گردید و در سال 1351 با دو خط تولید و ظرفیت 45000 تن در سال مورد بهره برداری قرار گرفت                 .

پس از پیروزی انقلاب اسلامی و افزودن سه خط دیگر به پروسه تولید ، ظرفیت تولیدی کارخانه به 120000 تن در سال رسید که شامل انواع شمشها به صورت تی بار ، هزار پوندی ، آلیاژها ی ریخته گری ، بیلت ، اسلب ، شمشهای … E . C می باشد .

حدود 11 هزار کارخانه و کارگاه با بیش از 250 هزار نفر در صنایع وابسته به آلومینیم اشتغال دارند.

کنترل آلودگی و فضای سبز    

ایرالکو به عنوان یک واحد تولیدی که نقش بسزایی در تولید فلز استرتژیک آلومینیم در کشور دارد ، همواره در راستای حفظ محیط زیست و کنترل آلاینده ها گامهای بزرگی را برداشته است :

ایجاد 120 هکتار فضای سبز و جنگل کاری .             

2-افزایش کاشت چمن در نقاط مختلف شرکت به مساحت 19 هزار متر مربع که

بخشی از آن در قالب دو زمین چمن ورزشی فوتبال می باشد .

تغییر سوخت گازوئیل به گاز جهت کنترل آلودگی کارگاه ریخت .

نصب سیستم dust collector  در کارگاه آند سازی د ر سال 1369 که  با استانداردهای روز اروپا برابری می کند و از پراکنده شدن ذرات گردوغبار در اندازه های 3/ . میکرون تا 4/ . میلیمتر در فضا جلوگیری شده و به چرخه تولید بازگشت می یابد .

نصب سیستم کنترل آلودگی dry scrubber  در سال 1374 در کارگاه پخت آند قدیم ،میزان انتشار تار یا قید به 20 میلی گرم در هر متر مکعب کاهش یافته است .

نصب سیستم کنترل آلودگی الکترواستاتیک (‌E.S. P   )‌در سال 1375 در کارگاه پخت آند جدید ، میزان انتشار قید یا تار به کمتر از 50 میلی گرم در هر متر مکعب کاهش یافته که با استانداردهای روز اروپا برابری می کند .

کارگاه احیاء

در این کارگاه با استفاده از روش (( هال هرولت )) با عبور جریان الکتریسیته از محلول   آلومینا  (Al 2 O 3 )‌ در کریولیت (‌  Na 3 Al F6 ) مذاب و در دمای 970 – 950 درجه سانتی گراد آلومینیم مذاب تولید می شود . از نظر تکنولوژی سیستم موجود از نوع پیش پخت prebaked می باشد و نحوه قرار گرفتن دیگها پهلو به پهلو side by side  است که شامل 5 خط و 700 دیگ می باشد . با توجه به تکنولوژی موجود ، مقدار مصرفی جریان برق به ازای هر کیلو گرم فلز تولیدیK  Wh / Kg – Al   5/17 – 17 می باشد که جریان مصرفی توسط دو خط فشار قویKv 230 متناوب وارد رکیت فایر ( یکسو کننده )‌شده و جریان ( A.C ‌)‌به ( D . C  ) تبدیل می گردد . با توجه به نحوه قرار گرفتن دیگها به صورت سری ، آمپر عبوری در کلیه دیگها ثابت و ولتاژ مصرفی دیگ نیز بر حسب مقاومت متفاوت است . در این کارگاه به ازای هر کیلو گرم فلز تولیدی نیاز به 2 کیلو گرم آلومینامی باشد . الکترولیت در پروسه تولید آلومینیم کریولیت ( Na 3 Al F 6 )  می باشد که علاوه بر نقش کمک ذوب برای آلومینا ، دمای ذوب آن را تا 960 درجه سانتی گراد پایین می آورد و به عنوان هادی جریان تبادلات الکتریکی و تجزیه آلومینا را به عهده دارد .

کارگاه ریخت

این کارگاه با استفاده از انواع کوره های نگهدارنده ، ذوب مجدد ، کوره های یکنواخت کننده دستگاههای D.C  تبدیل مستقیم عمودی و افقی و پیک ماشین اتوماتیک و دستی نقش بسزایی در تولید انواع آلیاژهای ریختگی و کاپذیر آلومینیم در استانداردهای مختلف AA  ، Lm 2  ، Lm 21 ،Lm 24 , , GB , ISO  ، DIN  و … راداراست .

فلز مذاب محصول کارگاه احیاء توسط پاتیل های محل مذاب به کارگاه ریخت ( شمش ریزی ) انتقال می یابد ، تا پس از توزین ، نمونه هایی از آن به منظور تعیین آنالیز شیمیائی به آزمایشگاه ارسال گردد . عملیات کیفی مذاب و آلیاژسازی بنا به سفارش مشتریان با افزایش هاردندهای ( Hardeners )‌مورد نیاز و سایر افزودنیها به مذاب انجام می پذیرد . در پایان پس از برش ، بسته بندی و حک که شناسائی و ردیابی بر روی آنها تحویل انبار محصول می شود ظرفیت اسمی این کارگاه 120000 تن انواع آلیاژ ریختگی و کاپذیر می باشد .

کربن پلنت

در این کارگاه آندهای مورد نیاز سلولهای احیاء تولید شده و مواد مخصوص میکس (‌MIX  )‌ جهت آستر کاری دیگهای احیاء تهیه می گردد.

این کارگاه به دو بخش ساخت و پخت آند تقسیم می شود :

کارگاه ساخت آند ( Green Mill  )‌

مواد اولیه ( کک ، قیر H . S . P  )‌جهت ساخت آند خام ( Green Mill  ) بعد از کنترل میزان ، اندازه گیری ، دانه بندی و تعیین درصد اختلاط و اتمام زمان هر میکسر (‌Mixer  ) خمیره آماده و جهت پرس شدن و تبدیل به بلوکهای مکعبی شکل توسط نقاله مربوط به دستگاههای پرس ارسال می گردد . میانگین تقریبی  زمان اختلاط در مخلوط کننده ها 80 – 55 دقیقه و درجه حرارت مبنا بین 230 – 220 درجه سانتی گراد می باشد .

کارگاه پخت آند

این کارگاه شامل دو بخش پخت قدیم ( روباز )‌و پخت جدید ( روبسته )‌می باشد . عملیات پخت آند در یک دوره چند روزه صورت می گیرد . این عملیات شامل مراحل بارگیری ، پیش گرم ، پیش پخت  ، پخت ، سود کردن و تخلیه می باشد .

کارگاه پخت آند قدیم

60 سکشن در این کارگاه وجود دارد که هر کدام 5 ( pit )‌ می باشد آندها در 6 ردیف 12 تایی در هر ( pit  )‌چیده می شوند . اندازه گیری درجه حرارت (‌ pit )‌یا کوره توسط حرارت سنج انجام می گیرد .

کارگاه پخت جدید

این کارگاه شامل 46 سکشن که هر سکشن دارای 5 (‌pit  )‌و ظرفیت 140 تا 145  بلوک می باشد.

توزیع برق

تولید آلومینیم تنها به روش تجزیه الکتریکی و با مصرف بالای انرژی همراه می باشد حتی در کشورهایی که دارای تکنولوژی پیشرفته هستند نیز تولید آلومینیم نسبت به تولید سایر فلزات از مصرف انرژی بالائی برخوردار می باشد .

پست 230 کیلو وات ایرالکو

مصرف انرژی کارخانه تولید آلومینیم ایران ( ایرالکو )‌270 مگا وات ساعت است که برابر مصرف بخش عمده ای از انرژی مصرفی در استان مرکزی می باشد و به این علت تأسیسات گسترده و پیشرفته ای برای تبدیل ولتاژ خطوط انتقال انرژی 230 کیلو وات به انرژی مورد مصرف کارخانه نصب گردیده که به طور کلی شامل  سه بخش ( بی )‌ورودی و پنج بخش (‌بی ) خروجی ، تبدیل ولتاژ 230 کیلو ولت با قدرت 625 مگا ولت آمپر را به عهده دارد .

یکسو کننده ( رکیتفایر )‌

این قسمت دارای 20 گروه تجهیزات تبدیل ولتاژ 20 کیلو ولت به ولتاژ 800 ولت می باشد که از به هم پیوستن هر چهار گروه در مجموع پنج خط تولید جریان مستقیم به قدرت حدود 100 کیلوآمپر و 800 ولت  P . C  به وجود می آورند که مورد استفاده سالنهای احیاء قرار می گیرد .

کنترل مرغوبیت

واحدهای کنترل مرغوبیت شامل بخشهای ذیل می باشد :

کنترل کیفیت ریخت .

کنترل کیفیت احیاء‌.

کنترل کیفیت توزین .

کنترل کیفیت توزین .

1- واحد کنترل کیفیت کارگاه ریخت :

این واحد ضمن مسئولیت کنترل ، نظارت و صحت اعمال کیفی انجام شده در کارگاه ریخت و جداسازی محصولات تولید شده نامنطبق ، نظارت دقیق مراحل تولید از قبیل مواد شارژ ، تقدم ، تأخر ، مقدار افزودنیها و کنترل دقیق آنالیز مطابق با استانداردهای معین و آنالیز در خواستی مشتری را به عهده دارد .

2- کنترل کیفیت کارگاه احیاء :

کنترل مواد مصرفی کارگاه احیاء به ویژه آلومینا ، کریولیت و آلومینیم فلوراید و … از مراحل خرید و مصرف را به عهده دارد . کنترل فرآیند تولید کارگاه شامل وضعیت دیگها ، انرژی مصرفی ،‌اندازه گیری افت ولت آند ، کاتد و اتصالات و … را به عهده دارد .

3- کنترل کیفیت توزین :

این واحد وظیفه توزین کلیه مواد ورودی ( مواد اولیه و … )‌و مواد خروجی (‌محصولات و … )‌و بعضی مواد در گردش داخلی را به عهده دارد .

4-کنترل کیفیت آند :‌

کنترل مواد  اولیه شامل پترولیوم کک ، قیر H.S.P  آنتراسیت ، فاندری کک و قیر L . S . P  بر عهده این بخش است .  کنترل کیفیت فرآیند تولید به شرح ذیل می باشد :

ایستگاه بعد از پرس .

ایستگاه پخت .

ایستگاه تمیز کننده .

میله گذاری .

آزمایشگاه مرکزی

آزمایشگاه مرکزی شامل 5 بخش اصلی می باشد :

بخش کوانتومتری ( Quantomter  )‌

این بخش مجهز به دو دستگاه کوانتومتری بسیار پیشرفته و مدرن در سه پایه آلومینیم آهن و مس همراه با دستگاههای تراش و نمونه سازی می باشد . کلیه آلیاژهای آلومینیمی آهنی و مسی نمونه های در حال تولید ، ریخته گری و نمونه های خارج از کارخانه را به صورت دقیق آنالیز می کند .

2-3-  بخشهای شیمی و شیمی فیزیک :

این دو بخش مجهز به وسایل و تجهیزات آزمایشگاهی مختلف از قبیل دستگاه جذب اتمی ، دستگاه آنالیز کربن – سولفور ، دستگاه اندازه گیری ویسکوزیته ، اسپکتروفتومتر تجهیزات لازم جهت آنالیز کک ، قیر ، آند و غیره می باشد . آنالیز نمونه های قسمتهای مختلف کارخانه و خارج از آن ، آزمایشهایی از قبیل رشیو ( ratio  ) ، کلسیم فلوراید ، فری آلومینا ، نقطه نرمی قیر ، تعیین ناخالصیهای قیر و کک و آنالیز هاردنرها را انجام می دهد .

4- بخش X – RAY   :

این بخش مجهز به دو دستگاه (‌X rd  و Xr f  )‌ می باشد که کلیه نمونه های مواد اولیه مصرفی در شرکت و در حال فرآیند را آنالیز می کند .

5 - بخش دانه بندی :

این بخش جهت دانه بندی نمونه های مختلف ، مجهز به کراشرها ، ویبداتورها و الکلهایی با مشهای مختلف می باشد .

تاریخچه و خواص آلومینیم

مقدمه

تقریبا 5/7 درصد کل پوسته زمین از آلو مینیم تشکیل شده است که پس از اکسیژن (2/49 درصد ) و سیلسیم (8/25 درصد )فراوانترین عنصر است و آهن پر مصرف و قدیمی فقط 4/3 درصد پوسته زمین را تشکیل میدهد .این عنصر با وجود فراوانی هیچ وقت بصورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و بلکه بیشتر در ترکیب با سایر عناصر و بخصوص اکسیژن وجود دارد . در واقع تا اواسط قرن هیجدهم شیمیدانها حتی به وجود آن نیز پی نبرده بودند . البته صدها سال از یکی از ترکیبات آن بصورت سولفات آلومینیم و به اسم آلومALUM بعنوان عامل گرفتن رنگ استفاده میشد . در سال 1746 یک شیمیدان آلمانی به اسم A. Marggraf  موفق به تهیه اکسید آلومینیم از آلوم شد که وجود این عنصر را ثابت نمود . اولین قدم برای تولید آلومینیم فلزی از اکسید آن در سال 1760 برداشته شد و پس از آن توسط شیمیدا نهای مختلف از جمله شیمیدان معروف فرانسوی لاوازیه Lavoisier دنبال گردید . همه این کوششها با شکست مواجه گردید . در حدود سال 1800 میلادی دانشمند انگلیسی Sir Humphry Davy  از مخلوطی از خاکستر (Pot –ash ) اکسید آلومینیم (آلومینا ) که هنوز شناخنه شده نبود . و سیم آهنی در یک بوته پلاتینی جریانی الکتریکی عبور داد . نتیجه عمل تولید ترکیبی از آهن و یک فلز جدید بود . Davy  این فلز را آلومینیم Aluminum (یا شاید آلومینیم Aluminium  ) که از Alum می آید نامید. (کلمه Alum از کلمه لاتین Alumen که به معنی ماده ای که دارای مزه گس است مشتق  شده است )

این عمل ثابت نمود که آلومینا حاوی یک فلز است سپس آزمایشهای  دیگر ادامه یافت.

افتخار تولید اولین قطعات آلومینیم خالص فلزی به شیمیست دانمارکی بنام H.C. Oerstaed  تعلق دارد. البته او نتوانست برای بار دوم آزمایش خود را با موفقیت تکرار کند. همکار جوان اوF.Woler  آزمایشای او را دنبال  کرده و توانست بقدر کافی آلومینیم خالص تولید نماید تا سبکی وزن و قابلیت چکش کاری آن را به نمایش بگذارید.

در سال 1852 قیمت آلومینیم تولیدی  در آزمایشگاه در حدود هر کیلو 1200 دلار بود. این فلز با این قیمت زیاد و قابل مقایسه با قیمت طلا توانست به عنوان وسائل  و تزئینات روی میز وارد کاخ امپراتور ناپلئون سوم شود . به پیشنهاد ناپلئون افراد زیادی از شیمیدا نها ی فرانسوی به تحقیق در مورد تولید عملی این فلز بر آمدند  تا ازاین فلز سبک برای تجهیزات جنگی استفاده نمایند. H.S.C.Deville یکی از شیمیدانهایی بود که به این کار پرداخت و دریافت که میتوان با استفاده از بوته پلاتینی  مقدار زیادی آلومینیم تولید نمود  بنابراین مخلوط آلومینا – آهن را مستقیما داخل کوره قرار داد و به این ترتیب حرارت بیشتری در اختیار مخلوط گذاشت.

به این طریق بود که Deville توانست در سال 1859 قیمت تولید یک کیلو آلومینیم را به حدود  5/37 دلار برساند. حتی با این مخارج نیز آلومینیم نمی توانست موفقیت اصلی خود را بیابد. تقریبا صد سال پس از اولین پیشنهاد ناپلئون  بود که استفاده عملی و اقتصادی از آلومینیم بواقعیت پیوست .                                                                   

Deville در خلال تحقیقات خود اولین روش غیر شیمیائی تولید آلومینیم را بدست آورد. این روش (که بطور همزمان بوسیله یک دانشمند آلمانی به نام B.B.Fame انجام گرفته بود. )از احیاء کلرور آلومینیم در یک حمام مذاب کلرور سدیم تشکیل می شد . با عبور یک جریان برق از این مذاب آلومینیم فلزی آزاد می شد.

بهر حال یک کشف دیگر نیز مورد نیاز بود تا این فلز به مقادیر زیاد قابل تهیه می شد. روش Deville نیاز به تبدیل گران قیمت آلومینا به کلرور آلومینیم قبل از  عمل الکترولیبز داشت . در سال 1886 در یک رشته عملیات تحقیقاتی دو دانشمند جوان به طور همزمان ولی مستقل از هم توانستند این مرحله گران قیمت تبدیل را حذف نمایند. این دو دانشمند هر دو متولد 1863 (اولی در تاریخ 6 دسامبر و دومی در تاریخ 10 آوریل )

C.M.Hall در امریکا و P.L.Heroult  در فرانسه بودند . هر دو در یک زمان (تقریبا اواخر فوریه 1886 )دریافتند که به جای کلرور آلومینیم می توان خود آلومینا را در کریولیت مذاب که یک کانی طبیعی فلوئور سدیم – آلومینیم است حل نمود. (وقتی که یک جریان مستقیم از مخلوط مذاب آلومینا کریولیت در یک بوته کربنی عبور داده شود آلومینا به آلومینیم فلزی و اکسیژن تجزیه می گردد . آلومینیم در ته بوته رسوب کرده در حالیکه اکسیژن با کربن ترکیب شده و تشکیل منو اکسید کربن و دی اکسید کربن میدهد. )

جالبترین مطلب در مورد این دو دانشمندآن بود که گر چه هر یک مستقل و بلافاصله هزارها کیلو متر دور از هم در کشور خود به تحقیق مشغول بودند ولی به فاصله دو ماه تقاضای ثبت کار خود را از کشورهای خود نمودند. تاریخ تقاضای Heroult در 23 آوریل 1886 و از Hall  در 9 ژوئیه همان سال بود . البته این کشف ابتدا به اسم Hall  ثبت گردید . ظاهرا او قبل از Heroult  موفق به اثبات فرآیند احیاء و تولید آلومینیم گردید و Heroult بیشتر به یافتن روشی برای تولید آلیاژهای آلومینیم تمایل نشان میداد . موضوع دیگر آنکه تاریخ فوت دو دانشمند که هر دو در سال 1914 Hall در تاریخ 27 دسامبر و Heroult در تاریخ 9 مه اتفاق افتاد نیز طول عمری مساوی را برای آنها بر جای گذاشت.

مهمترین عمل تکمیلی بر روی فرآیند Hall – Heroult در حدود دو سال بعد از معرفی آن بود.

شیمیست آلمانی K.Bayer روش جدیدی برای تهیه آلومینا از سنگ معدن بوکسیت کم سیلیس بوجود آورد که در سال 1888 به اسم او ثبت گردید و با این فرآیند پایه صنعت آلومینیم ریخته شد.

فرایند Bayer  در فصل مربوطه به تفصیل توضیح داده خواهد شد ولی باید ذکر گردد که Hall و Heroult و 

Bayer  مسئول تولیدعملی آلومینیم تجارتی محسوب می گردند. در طول مدت فقط 40 سال یعنی تا سال 1900 قیمت یک کیلو آلومینیم خالص تولیدی از 1200 دلار به حدود 1 دلار رسید و سپس بتدریج از این مقدار نیز کمتر شده و تا سال 1973 با فقط یک استثناء ( در خلال جنگ جهانی اول ) این قیمت به تا 63/.دلار رسید. (مقایسه قیمت جهانی )

با توجه به مطالب فوق می توان گفت که آلومینیم و آلیاژهای آن دارای قدمت نسبتا کوتاهی بعنوان یک ماده صنعتی می باشند. با اینحال بعلت انواع خواص مورد نیاز صنعت مدرن که در آلومینیم یافت می شود مصرف و تولید آن هر سال در حال افزایش است و آینده وسیع و پیشرفته ای برای آن پیش بینی می گردد. تا قبل از جنگ جهانی دوم آلومینیم بیشتر به عنوان وسائل و ظروف آشپز خانه معرفی شده و مصرف آن در کابلهای انتقال الکتریسیته با ولتاژ زیاد نیز توسع یافته بود ولی در خلال جنگ نیاز به طرحهای  جدید هواپیما و آلیاژهای پر استحکام توسعه و مصارف جدید آلومینیم را سرعت بخشید. پس از جنگ نیز مصارف شهری – صنعتی آلومینیم گسترده گشت و امروزه این فلز به عنوان یک ماده اولیه مهم محسوب شده و در بازار جهان مانند فولاد و در واقع پس از فولاد مهمترین و پر مصرفترین ماده مصرفی می باشد.                         

خواص جادوئی  آلومینیم

خواص جادوئی و عالی آلومینیم در این نکته نهفته است که اغلب خواص مورد استفاده آن از سایر فلزات پیشی می گیرد. یکی از دلائل آن این است که محصول این صنعت نه فقط آلومینیم بلکه آلومینیم ها یعنی گروه کامل آنهاست. در حال حاضر تعداد بیش از دویست آلیاژ تجارتی علاوه بر تعدادی به عنوان آلیاژهای آزمایشی موجود می باشد. هر یک از این آلیاژها به منظور خاصی طراحی شده و هر کدام دارای خواص مشخصه خود میباشد ولی کلیه آنها دارای یک رشته خواص مشترک می باشند مثلا سبکی وزن در کلیه آنها دیده می شود . سایر خواص مثل نسبت استحکام به وزن بالا  در بعضی آلیاژهای خاص دیده می شود. در این فصل خواص آلومینیم  دمورد برسی قرار خواد گرفت و نشان داده خواهد شد که چگونه این فلز در بین مواد صنعتی جای خاصی را اشغال نموده است.

آلومینیم دارای تعداد زیادی خواص مهم است که باعث مورد توجه قرار گرفتن آن توسط سازندگان و مصرف کنندگان آن گردیده است . در واقع می توان گفت که هیچ فلز یا خانوادهای از فلزات یک چنین ترکیبی از خواص مورد نظر را چون آلومینیم ندارند.برخی از آلیاژهای آلومینیم از نظر کیفیت های مختلف ز تمام فلزات پیشی گرفته اند . سعی خواهد شد هر یک از خواص مهم آلومینیم به تفصیل شرح داده شود.

1- وزن مخصوص کم

یک متر مکعب آلومینیم خالص 8/2827 کیلو گرم وزن دارد و یک متر مکعب از سنگینترین آلیاژهای آلومینیم (یعنی آلیاژهای حاوی مس و روی ) دارای وزنی در حدود 2953 کیلو گرم است. حتی این سنگینترین آلباژهای آلومینیم نیز حداقل 1678 کیلو گرم در هر متر مکعب سبکتر از وزن هم حجم سایر فلزات ساختمانی (بجز منیزیم )است.

حمل و نقل ارزانتر : چه در مورد حمل و نقل کالاهای آلومینیمی و چه در مورد وسیله نقلیه ساخته شده از آلومینیم .