مقدمه پس از پیروزی انقلاب اسلامی ایران ، به منظور گسستن زنجیر وابستگی و گام نهادن در خطوط کلی استقلال و خود کفائی صنعتی اقدامات موثر در جهت کاهش مصرف مصنوعات وارداتی و افزایش توان تولیدی به عمل آمده است .
در این رابطه می توان به یکی از با ارزش و در حال تکوین یعنی صنعت آلومینیوم که نقش مهم و موثری از نظر اقتصادی و صنعتی ایفا می کند اشاره نمود .
ارزش و مقام آلومینیوم و آلیاژهای آن از نظر مقدار تولید و مصرف آن در صنایع گوناگون به خاطر خواص فیزیکی ، مکانیکی و شیمیایی منحصر به فردش بر کسی پو شیده نیست .
در اینجا به منظور آشنایی با این صنعت و کارخانه تولید آلومینیوم اراک ، مرحل مختلف تولید از آغاز تا بدست آمدن محصول ، بطور خلاصه تشریح می گردد .
پیدایش آلومینیوم اولین بار در حدود 2500 سال پیش ماده ای به فرمول 12H2O و KAL (SO4) 2 که ترکیبی از سولفات آلومینیوم میباشد کشف و مورد استفاده قرار گرفت و از طرف PLINIUS نویسنده رومی بنام ALUME نامگذاری گردید .
به طور کلی عنصر آلومینیوم حدود 8 درصد پوسته زمین را تشکیل می دهد و به علت میل ترکیبی شدید با اکسیژن ، این فلز بصورت خالص در طبیعت یافت نمی شود .
سال 1886 را می توان آغاز پیشرفت صنعت آلومینیم دانست زیرا در این سال دانشمند فرانسوی PAUL HERAULT و دانشمند آمریکایی MARTIN HALL هر یک مستقل و در یک زمان موفق شدند از طریق الکترولیز اکسید آلومینیوم در کریولیت مذابه آلومینیوم تولید نمایند که این روش تاکنون نیز ادامه دارد .
کریولیت ماده است که بطور طبیعی در معادن کشور گروئلند یافت می شود .
امروزه برای تهیه اکسید آلومینیوم که نام صنعتی آن آلومینا است از بو کسیت که سنگی است معدنی استفاده می گردد .
این سنگ اولین بار توسط دانشمند فرانسوی BERTHIER در نزدیکی شهر LES BAUX در جنوب فرانسه کشف و بدان جهت بوکسیت نامیده شده سنگ بوکسیت ترکیبی از هید رو کسید آلومینیوم ، اکسید و یا هیدروکسید آهن ، اکسید تیتانیم و مقداری سیلیکات های آلومینیوم است .
این سنگ در اثر فرسایش های شیمیایی سنگهای اولیه در دورانهای مختلف جهان بوجود آمده است .
ذخایر بوکسیت کشف شده در جهان عبارتند از: اروپا : 680 میلیون تن در کشورهای فرانسه ، یونان ، ایتالیا ، یو گسلاوی ، مجارستان و رومانی آسیا : 670 میلیون تن در کشورهای چین ، هندوستان ، اندونزی و مالایا .
آفریقا : 1370 میلیوم تن در کشورهای گینه ، کنیا ، موزامبیک و نیوزلند .
آمریکا : 860 میلیوم تن در کشورهای ایالات متحده آمریکا ، گوایانا ، جامائیکا ، هائتی و برزیل .
استرالیا : 1200 میلیون تن .
لازم به تذکر است که در کشور حودمان در کرمان ، معادل سلسله زاگروس ( در ناحیه شمال شرقی بهبهان ) در حوالی شاهرود ، مشهد و شمال غربی ایران این معادن شناخته شده اند .
سنگ معدنی بوکسیت ، ماده اولیه آلومینیوم ، همانطور که از قبل گفته شد مرکب از آلومینیوم آهن ، سیلیسیم، تیتانیم ومقدار کمی عناصر دیگر می باشد .
ظرفیت و درصد ترکیبات سنگ بوکسیت متغیر بوده و مثال ذیل به عنوان نمونه ذکر شده و عمومیت ندارد .
عناصر فوق الذکر همراه کانی های ذیل در بوکسیت وجود دارد : AL ….
AIOOH = DIASPOR 35-60% AL ….
AIOOH = BOEHMIT 35-60% AL ….
AL(OH)3= GIBBSIT 35-60% AL ….
AL SILICAT=KAOLINIT 2-20% Fe ….
FeOOH=GOETHIT 1-25% Fe ….
Fe2O3=HEMATIT 5-28% Fe ….
Feo-Feo-Fe2o3=MAGNETIT 0-1.0% Ti ….TiO2=RUTIL- ANATAS 1- 3.8% H2O وجود کانیهای آهن در بوکسیت باعث بوجود آوردن رنگ قهوهای یا قرمز بوکسیت می باشد .
کیفیت بوکسیت ( علاوه بر مقدار ظرفیت آلومینیوم ) بستگی به مقدار سیلیسیم موجود در آن است .
چنانچه سیلیس بیش از حد معینی می باشد ، بوکسیت تجاری نیست زیرا در هنگام تصفیه بوکسیت ، سیلیسم با مقداری آلومینیوم و سدیم ترکیبی ایجاد نموده و باعث از دست رفتن مقداری آلومینیوم و سدیم می گردد .
در ذیل نحوه تبدیل بوکسیت به اکسید آلومینیوم تشریح می گردد : بوکسیت را آسیابی خرد می کنند و با محلول NaOH مخلوط می نمایند پودر بوکسیت را در دستگاه اتو کلاو با NaOH غلیظ مخلوط نموده و در فشار 30 آتمسفر تا دمای 250 درجه سانتیگراد حرارت می دهند تا بصورت زیر عمل نماید : عمل فعل و انفعال در اتو کلاو ، چندین ساعت به طول می انجامد سپس موادی را که در NaOH حل نشده و ته نشین شده اند از محلول جدا می نمایند .
این مواد که به علت وجود آهن که قرمز رنگ به نظر می رسد به نام REDMUD ( گل قرمز ) خوانده می شود و شامل سیلیسیم و اکسید تیتانیوم و آلومینیوم که بصورت سدیم –آلومینیوم سیلیکات است می باشد چون این مواد دارای مقدار زیادی آهن است می توان از آن برای تهیه آهن استفاده نمود .
محلول آلومینات از صافی گذرانده و وارد مخازن بزرگ نموده و تحت فشار هوا مخلوط می نمایند .
در حال مخلوط شدن ، با نزول درجه حرارت ، آلومینیوم بصورت هید روکسید AL ( OH)3 در 90 درجه سانتیگراد شروع به تنشین سدن می نماید .
عمل ته نشین شدن را می توان بوسیله تزریق هید روکسید آلومینیوم ( به عنوان جوانه ) تشدید نمود .
رسوب هیدروکسید آلومینیوم را تحت فشار تخلیه و بوسیله فیلتر از محلول جدا می نمایند .
این محلول را که ممکن است بیش از 40 درصد اکسید آلومینیوم داشته باشد حرارت داده و با بوکسید مخلوط می نمایند و جریان را دو باره تکرار می کنند تا از این راه از حیف و میل شدن اکسید آلومینیوم جلوگیری شود .
هیدروکسید آلومینیوم بدست آمده علاوه بر اینکه می بایست رطوبت خود را از دست بدهد باید آب ملکولی موجود را نیز از دست داده تبدیل به اکسید آلومینیوم شود این عمل در کوره های استوانه ای شکل به طور 100 متر و قطر 4 متر در دمای 1300 درجه سانتیگراد انجام گردیده و بدین ترتیب هیدروکسید آلومینیوم تبدیل به پودر سفید رنگ اکسید آلومینیوم می گردد .
تاریخچه تاسیس کارخانه تولید آلومینیوم ایران موضوع تاسیس کارخانه در سال 1364 به تصویب هیات دولت رسید و اقدامات مربوط به تاسیسات و ساختمان کارخانه از سال 1348 شروع و عملیات بهره برداری در تاریخ بیست و سوم اردیبهشت ماه سال 1351 آغاز گردید .
این کارخانه در استان مرکزی و در شمال شرقی شهرستان اراک در کیلومتر 6 جاده اراک – تهران واقع شده است و مساحت تقریبی آن 224 هکتار میباشد ظرفیت فعلی این کارخانه 45000 تن در سال می باشد که قابل توسعه به 120000 تن در سال است .
تعداد پرسنل این کارخانه در سال 1351 ( شروع بهره برداری) شامل 176 نفر کارمند و 557 نفر کارگر بوده و این تعداد در اوایل سال 1363 به 443نفر کارمند و 1574 نفر کارگر افزایش یافته است .
تا قبل از انقلاب به خاطر سر سپردگی رژیم منحوس شاهنشاهی به امپریالیسم آمریکا 75% سهام اولیه کارخانه متعلق به ایران و 20 درصد متعلق به شرکت رینولدز (آمریکایی) و 5 درصد متعلق به دولت پاکستان بوده که بعد از انقلاب صدرصد این سهام متعلق به جمهوری اسلامی ایران گردید .
قابل ذکر است که تکنولوژی فروخته شده به ایران از طرف شرکت رینولدز مربوط به زمان جنگ جهانی دوم بوده است حال آن که در همان زمان می توانست تکنولوژی پیشرفته تری انتخاب گردد که هم از نظر اقتصادی و هم از نظر شرایط کاری سود مند تر واقع شود .
پس از انقلاب با اخراج خارجیان از ایران و کوتاه شدن دست آمریکایئی غارتگر از صنایع ، اداره این صنعت بر عهده برادران ایثار گر ایرانی قرار گرفت با تلاش روز افزون و خستگل ناپذیر ، بسیاری از نقایص این سیستم جبران گردید و طرفیت تولید به بالاترین حد ممکن رسید و تحقیق و مطالعه جهت جایگزینی تکنولوژی پیشرفته در حال تگوین است .
اینک بطور خلاصه آمار مواد مصرفی و انرژی مورد نیاز جهت تولید آلومینیوم ارائه می گردد : میزان برق مصرفی سالیانه865 میلیون کیلووات ( ظرفیت 45000تن ) میزان آب مصرفی سالیانه1/2 میلیون متر مکعب ( ظرفیت45000 تن ) میزان آلومینای مصرفی ماهیانه 7500 تن AL2O3 میزان کریولیت مصرفی ماهیانه 450 تن Na3ALF6 میزان آلومینیوم فلوراید مصرفی 65تنALF3 میزان اسپار مصرفی ماهیانه 20تن CaF2 میزان سود اش مصرفی بستگی به دیگ در مدار دارد میزان پترولیوم کک مصرفی 2300 تن میزان قیر (LSP) مصرفی سالیانه 175تن میزان فاندری کک مصرفی سالیانه 450تن میزان آنتراسیت مصرفی سالیانه 320تن میزان قیر (HSP) مصرفی سالیانه 7500تن لازم به تذکر است که جهت آستر کاری هر دیگ،مقذار 5تن از مخلوط قیر LSP و فاندری کک و آنتراسیت MIXمصرف می شود و اعداد داده شده ،با توجه به مقداری از مواد اولیه که در جریان عمل تلف می شود محاسبه شده است .
کارگاه احیاء در این کارگاه که یکی از قسمت های کارخانه استفلز آلومینیوم تولید می گردد .
ظرفیت تولیدی کارگاه احیاءسالیانه 42تا 45هزار تن می باشد و عمل تولید بطور شبانه روزی ادامه دارد و دارای دو خط تولید و280عدد دیگ احیاء(REDUCTION CELL99) می باشد .از نظر تکنولوژی ،سیستم موجود از نوع PREBAKEED می باشد و نحوه قرار گرفتن دیگ ها نیز پهلو به پهلو (SIDE BY SIDE)است .
آمپر اسمی خط تولید 72کیلو امپر و تولید متوسط روزانه هر دیگ حدود 450کیلو گرم آلومینیوم می باشد .
تعداد پرسنل کارگاه 500نفر است .
عواملی که در تولید آلومینیوم نقش دارند عبارتند از :مواد اولیه ، انرژی الکتریکی ، الکترودها ، سلولهای احیا ء و روش تولید (تکنولوژی) .
1- مواد اولیه : مهمترین مواد اولیه مصرفی جهت تولید آلومینیوم ،اکسید آلومینیوم (AL2O3) یا پودر آلومینا است .
دارا بودن حداکثر درجه خلوص و حداقل ناخالصی ار فاکتورهایی هستند که در مورد انتخاب ماده مزبور از اهمیت زیادی بر خوردار ند.
دیگری کریولیت یا (Na3ALF6) که ترکیب اصلی کریولیت می باشد و به عنوان حلال الومینا بکار می رود .
این ماده از نظر هدایت الکتریکی ،حل کردن اکسید آلومینیوم، ترکیب نشدن با فلز آلومینیوم تولید شده مقاومت در برابر تجزیه الکتریکی و حرارتی ، عدم مصرف در اثر فعل و انفعالات شیمیایی و دارا بودن نقطه ذوب مناسب بهترین کاتالیزوری بوده است که تا کنون جهت الکتولیز آلومینیوم شناخته شده است .
در مورد این ماده 3 فاکترو : درجه خلوص ، رشیوNaF/ALF3 و دانه بندی حائز اهمیت می باشد .همچنین آلومینیوم فلوراید (ALF3) و کلسیم فلوراید (CaF2) از جمله موادی هستند که جهت بهبود خواص الکترولیت و تنظیم شرایط دلخواه بکار می روند.
در مجموع آنچه که در مورد مواد اولیه باید گفته شود این است که دارا بودن بالاترین درجه خلوص و پایین ترین درجه ناخالصی و همچنین دانه بندی مناسب شرط اولیه و الزامی است که باید رعایت گردد تا هم فلز آلومینیوم خالصتر تولید گردد و هم از اتلاف مواد و انرژی اجتناب شود .
2- انرژی الکتریکی : نظر به اینکه عمل تجزیه اکسید آلومینیوم در الکترولیت و تبدیل آن به یونهای AL+3 وo-2 و جذب آنها بوسیله آند و کاتد توسط انرژی الکتریکی صورت می گیرد تا لایه فلز مذاب در کف دیگ تشکیل گردد و با توجه به اینکه در ازای هر یک کیلو گرم آلومینیوم تولید شده در سیستم فعلی حدود 20 کیلو وات ساعت انرژی مصرف می شود ، از این رو انرژی الکتریکی در صنعت آلومینیوم نقش تعیین کننده ای را دارا می باشد .
3- الکترود ها : همانطوریکه گفته شد پس از تجزیه الکتریکی اکسید آلومینیوم و تبدیل آن به یونهای AL+3 و O-2 برای جذب یونهای مثبت ومنفی تعداد 28آند و 14 کاتد که از جنس بلوکهای گرافیکی می باشند در دیگ تعبیه شده اند .
در مورد الکترود ها هدایت الکتریکی ، مقاومت فیزیکی و شیمیایی مناسب حائز اهمیت است .
4-سلول احیاء: عمل تولید فلز در دیگهای فولادی که دارای ابعاد889*201*665 سانتیمتر می باشد صورت می گیرد .
برای محافظت آن در مقابل خورده شدن توسط مذابه دیواره های جانبی آن را با مواد کربنی که مخلوطی از فاندری کک ، قیر و آنتراسیت است می پوشانند همچنین جهت جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی و الکتریکی ، کف آن را عایق کاری می کنند .
کارگاه آندسازی در این کارگاه( آند های مورد نیاز سلولهای الکترولیز کارگاه احیاء و مواد مخصوص)MIX جهت آسنر کاری دیگ ها تهیه می گردد .
ظرفیت تولید سالیانه آن 280000عدد آند است ودارای 98نفر پرسنل می باشد .
مواد اولیه مصرفی در این کارگاه عبارتند از : پترولیوم کک ، قیر H.S.P ، قیر L.S.P ، آنتراسیت و فاندری کک .
نظر به اینکه آند (بلوک کربنی ) قبل از استفاده در کارگاه احیاء در دمای بین 1100-1200 درجه سانتیگراد پخت می گردد از این جهت به نام آند پخته یا PREBAKED ANOD معروف است و مشخصات آن به صورت زیر می باشد : وزن 125-130Kg وزن مخصوص 1/59 -1/63 gr/cm3 ابعاد 40/6 cm ×39/9× 51/6 قابل توجه است که هر چه دانسیته آند ( وزن مخصوص آن ) بیشتر باشد آند تولید شده از کیفیت بالاتری برخوردار است .
مواد تشکیل دهنده آند قبل از پپخت شدن به شرح زیر است : 1- پترولیوم کک 62% آن بصورت پپودر (DUST) می باشد .
2- قیر H.S.P 13% ، 3- باتز ( باقیمانده آند هایی که پس از مصرف در کارگاه احیاء مجددﴽ به کارگاه آند سازی بر گردانده می شوند ) 15% ، 4- اسکراپ ( آند هایی که جزء ضایعات تولید کارگاه آند سازی می باشد ) 10% البته درصد مقادیر فوق جز در مورد (DUST) بنا به شرایط کارگاهی متغیر است .
مخلوطی از مواد ذکر شده ، پس از انجام عملیاتی از قبیل آهن یابیس ، تهیه دانه بندی مناسب و کسب درصد های دلخواه ، وارد مخلوط کننده ها ( MIXER) شده و به مدت یک ساعت و نیم در دمای 150 درجه سانتیگرادکاملا مخلوط می شود .
پس از آن از طریق چند نقاله وارد ماشین پرس هیدرولیک شده و به صورت قالب در می آید .
دو دستگاه ماشین پرس هیدرولیک در این کارگاه وجود دارد که هر کدام دارای فشار 300 کیلو گرم نیرو بر سانتیمتر مربع و ظرفیت پرس 90 عدد آند در هر ساعت است .
کارگاه ریخت ظر فیت اسمی این کارگاه 120000 تن در سال می باشد .
ظرفیت تولیدی آن در سال 1362 برابر 72000 تن بوده است .
از این مقدار حدود 42000تن مربوط به تولید کارگاه احیاء و بقیه بصورت فلز آلومینیوم خالص از خارج خریداری گردیده است .
این کارگاه ﺟﻤﻌﴼدارای 11 کوره نگهدارنده و یک کوره ذوب مجدد با ظرفیت های مختلف به شرح زیر است : 2 کوره 20 تنی 4 کوره 25 تنی 6 کوره 45 تنی علاوه بر این کوره ها ، کوره یکنواخت کننده (HOMO - FURNACE ) نیز دز این کارگاه وجود دارد .
فلز مذابی که از کارگاه احیاء به این کارگاه وارد می شود همراه با قراضه های آلومینیوم ( SCRAP) و شمشهای وارداتی به کوره ریخته می شود تا کوره بطور کامل پر گردد .
در این مدت مشعلهای کوره که با دو سوخت گاز شهری و گازوئیل کار می کنند فعال می گردد تا دمای کوره را به درجه دلخواه برساند ( 710 الی 720 درجه سانتیگراد ) .
در این درجه آلومینیوم بطور مذاب و سیال می باشد .
پس از رسیدن دمای کوره به درجه مناسب .
توسط پاروی مخصوصی که به جلوی لیفتراک بسته می شود مذاب را برای 10تا 15 دقیقه بهم می زنند تا همه عناصر مختلف بطور یکنواخت در کلیه نقاط مذاب پخش گردد .به علت ترکیب سطح آلومینیوم با هوا و سوختن مقداری از آن در مقابل شعله ، روی سطح مذاب سرباره ای تشکیل می شود که بوسیله پارو و به کمک لیفتراک کلیه سرباره را از روی مذاب بطور کامل تمیز می شود.
پس از ارسال نمونه ای از مذاب به آزمایشگاه و گرفتن جواب از آزمایشگاه و گرفتن جواب آنالیز نمونه ، محاسبات لازم جهت ساختن آلیاژ مورد نظر انجام می گیردو مقدار مواد سخت کننده لازم تعیین می گردد ، پس از اضافه کردن مواد لازم به کوره، مذاب را با پارو بهم می زنند تا مواد آلیاژی و سخت کننده (HARDNER) بطور کامل ذوب و یکنواخت داخل مذاب گردد .
پساز اضافه شدن مواد آلیاژ و بهم خوردن فلز کوره ، نمونه هایی از مذاب برای صحت عمل آلیاژ سازی به آزمایشگاه فرستاده می شود چنانچه جواب نمونه طبق آلیاژ مورد نظر نباشد بطور مجدد عمل آلیاژ سازی تکرار شده تا کوره به اصطلاح روی گردد (GRADE) بیاید .
با توجه به این که فلز مذاب حاوی مقادیری گاز از جمله هید روژن است و در صورت خارج نشدن این گاز بر روی کیفیت فلز ریخت شده اثر منفی می گذارد .
لذا عمل گاز زدایی بوسیله گاز کلر قبل از شروع مراحل ریخت ، صورت می پذیرد .
گاز را توسط لوله های گرافیتی به داخل مذاب می دمند .
عمل ریخت برای تهیه شمش از آلیاژ ساخته شده انجام می گیرد و نسبت به نوع آلیا و شکل وابعاد شمش ها، روشهای مخصوص به خود داشته که فقط به انواع آنها اشاره می شود : 1- شمشهای استوانه ای که برای ساخت انواع پروفیل بکار می رود توسط دستگاه ریخت عمومی یا تبرید مستقیم (D.C.UNIT ) به تعداد و قطر های مختلف تولید خواهد شد که با توجه به در خواست مشتری قابل تغییر است .
نحوه ریخت شمش ها بدین ترتیب است که فلز مذاب از کوره وارد صفحه تقسیم می شود ، این این صفحه دارای حفره هایی به تعداد و اندازه قالب ها می باشد .
پس از اینکه فلز مذاب داخل قالب ها گردید جریان آب سرد با فشار به بدنه قالب می خورد و در نتیجه موجب سرد شدن فلز مذاب می گردد لازم به تذکر است که فاکتورهای موثر در طی مراحل ریخت عبارتند از : دمای ذوب ، سرعت ریخت ، دمای آب و مقدار مواد سخت کننده .
2-آلیاژهایی که برای ریخته گری انواع قطعات مصرف خواهند شدتوسط ماشین قالب ریزی در اندازه های 10پوندی و 50پوندی ریخت می گردد .
3- شمشهای 450کیلو ئی که در قالب های چدنی بطور جدا گانه و مستقیما از فلز مذاب کارگاه احیاء توسط بوته (کروسیبل ) به داخل قالب ها ریخت شده و پس از انجماد ، از قالب بیرون آورده می شود .
این شمش ها که مصارف ظروف سازی دارد در کارخانجات ساخت ورق به مصرف می رسد .
کلیه شمش هایی که ریخت می گردد ، شماره ای روی آنها حک می شود که این شماره مشخص کننده نوع آلیاژ و کلیه مشخصات آن می باشد و در تمام مدارک مربوط به آنها درج می گردد .
کوره های یکنواخت کننده به منظور یکنواخت شدن مقاومت مکانیکی و همسان شدن دانه بندی شمش های استوانه ای ، بایستس عملیا حرارتی روی آن انجام گیرد این کار در کوره های مخصوصی به نام کوره های یکنواخت کننده صورت می پذیرد.
در این کوره ها شمش های استوانه ای بطور متوسط به مدت 4تا8 ساعت در دمای 570 تا600 درجه سانتیگراد تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند .
حرارت مورد نیاز کوره از طریق انرژی الکتریکی تامین می گردد .
پس از آن شمش ها را جهت تبدیل به اندازه های مختلف به قسمت برش و بسته بندی کارگاه ریخت که دارای 4 عدد اره هیدرولیکی می باشد انتقال می دهند تا در ابعاد معینی بریده شده و بسته بندی گردند .
کنترل مرغوبیت این قسمت از دو بخش مجزا تشکیل گردیده و وظایف محوله آن به شرح زیر می باشد : الف ـ کنترل کمی یا کنترل توزین ـ توزین کلیه محموله های اعم از داخلی یا خارجی را انجام داده و عمل توزین توسط یک باسکول 60 تنی و دو باسکول 10 تنی انجام می گیرد ب ـ کنترل کیفی ـ این قسمت که به متالوژی و کنترل مرغوبیت مرسوم است وظایف زیر را عهده دار می باشد : 1- تهیه و تنظیم استانداد های داخلی ایرالکو جهت انواع آلیاژهای کاری و ریخته گری با توجه به تقاضای مشتریان و مورد مصرف آنها .
2- کنترل و نظارت بر نحوه اجرای استاندارد ها.
3- کنترل مستقیم بر نحوه فعالیت کوره یکنواخت کننده .
4- رسیدگی به شکایات مشتریان ازفلز ارسالی ، مشخص نمودن علت شکایات ، بازدید از کارخانه مصرف کننده و در نهایت ارائه طریق برای رفع نقایص.
آزمایشگاه آزملیشگاه کارخانه از دو بخش فیزیک و شیمی تشکیل گردیده که خدمات هر بخش بطور خلاصه به شرح زیر می باشد : بخش فیزیک : این بخش دارای دو دستگاه کوانتومتر می باشد که بوسیله آن آزمایشات روزمره (روتین) و آزمایشات غیر روتین انجام می گیرد : آزمایشات روزمره از این قرارند : نمونه هایی که هفته ای یکبار از فلز مذاب تمامی دیگ ها گرفته می شود توسط یک کوا نتومتر آنالیز می گردد .
نمونه هایی که مرتباًاز کارگاه ریخت جهت آنالیز و تعیین درصد عناصر موجود به آزمایشگاه ارسال می گردد .
این نمونه ها شامل فلز مذاب ارسالی از کارگاه احیاءنمونه های بعد از شارژ کوره ها و قبل از عملیات ریخت می باشد .
علاوه بر این در انتهای هر مرحله از ریخت نیز نمونه برداری شده و به آزمایشگاه فرستاده می شود .
نمونه های چدنی که از کارگاه میله گذاری به آزمایشگاه فرستاده می شود .
آزمایشات غیر روتین به قرار زیر می باشد : آنالیز نمونه های فلز مذاب ذیگ های مریض پاتروم .
آنالیز شمش های ریخت شده مشکوک موجود در کارگاه ریخت.
آنالیز نمونه های هارد نر وارداتی آنالیز شمش های آلومینیوم وارداتی .
بخش شیمی : آزمایشاتیکه در این بخش انجام می شود مانند بخش فیزیک به دو دسته روتین و غیر روتین تقسیم می گردد : آزمایشات روز مره بخش شیمی عبارتند از : آزمایشاتی که مربوط به نمونه های ارسالی از کارگاه احیاء میباشد شامل تعیین درصد کلسیم فلوراید (CaF2 ) موجود در الکترولیت دیگهای احیاء و همچنین اندازه گیری نسبت 3NaF/ALF3 (رشیو) بت که به طریقه رنگ سنجی ونیز PH متری انجام می گیرد .
علاوه بر این جهت اندازه گیری مقدار درصد آلومینای موجود در بت نمونه های ارسالی مورد آزمایش قرار می گیرد .
نمونه های قیر ، پترولیوم کک ، آند خام ، آند پخت شده وباتز که از کارگاه آند سازی جهت تعیین نقطه ذوب ، وزن مخصوص ، مقدار خاکستر عناصر ناخالص شامل آهن و سیلیس ، کربن ثابت (FIX.C) و گوگرد ارسال می گردد مورد آزمایش قرار می گیرند .
جهت تعیین درصد کربن وگوگرد موجود در چدن ، نمونه هایی از کارگاه میله گذاری به آزمایشگاه ارسال می گردد جهت تعیین سختی آب و PH آن ، نمونه هائی از تاسیسات به آزمایشگاه ارسال می گردد .
آزمایشات غیر روتین بخش شیمی شامل آزمایشات کلیه مواد اولیه خریداری شده و نیز نمونه های ارسالی از جانب فروشندگان مواد جهت تعیین درجه خلوص و بررسی مرغوبیت آن می باشد .
نگهداری وتعمیرات این قسمت مسئول نگاهداری و تعمیرات کلیه دستگاه های موجود در کارخانه بوده و از قسمتهای اصلی برق ، مکانیک ، برنامه ریزی ، پیشگیری ، ابزار دقیق و ...
تشکیل شده است .
کلیه امور مربوط به کارگاهها بر حسب نیاز به یکی از قسمت های فوق الذکر ارجاع می شود و پس از بررسی اقدامات لازم بعمل می آید تأسیسات کارخانه شامل قسمتهای آبرسانی ، سوخت رسانی ، گاز رسانی و سیستم هوای فشرده می باشد .
در مورد آبرسانی ، عملیات مربوط به تهیه آب آشامیدنی ، صنعتی ، تصفیه و گرفتن سختی آن و تامین آب برای موارد آتش نشانی توسط این واحد انجام می گیرد .
یکسو کننده ( رکتی فایر ) جهت انجام تجزیه الکتریکی آلومینا در کارگاه احیاء لازم است که جریان برق متناوب تغییر شکل داده شده و به جریان مستقیم (DIRECT CURENT ) یا اصطلاحاً برق دی سی تبدیل گردد .
این عمل یکسو سازی و واحد یکسو کننده و واحد یکسو کننده را رکتی فایر (RECTIFIRE ) می نامند ایستگاه یکسو کننده کارخانه جهت تغذیه دو خط تولید آلومینیوم طرح و نصب شده است .
بنابراین ، می توان گفت که ایستگاه یکسو کننده از دو سیستم کاملاً مشابه و متقارن با یکدیگر تشکیل شده و هر سیستم شامل چهار واحد یکسو کننده است که مشخصات عمومی هر یک از آنها به شرح زیر است : مقدار ولتاژ (ud)750 ولت مقدار جریان (id) 20000 آمپر قدرت خروجی (pd) 15 مگا وات تعداد فازها (p) 6 فاز هر واحد یکسو کننده به یک ترانسفور ماتور کاهنده به نام ترانس یکسو کننده(RECTIFIRE TRANSFORMER )وصل شده است و هر ترانس یکسو کننده به یک ترانس تنظیم کننده یا (REGULATOR TRANSFORMER ) متصل استکه ترانس اخیراًدارای دو نوع وسیله تنظیم است .
جهت تنظیم قدرت خروجی متناسب با تعداد دیگهائی که در خط تولید در مدار قرار دارد ، لازم است جریان واحدهای یکسو کننده تغییر داده شود ، برای این منظور از سیستم تنظیم کننده ولتاژ که روی ترانس تنظیم کننده نصب شده است استفاده می شود .
عمل تنظیم ولتاژ و نهایتاً تغییر جریان خط به شرح زیر انجام می گیرد : تنظیم کننده بدون بار (OFFLOAD TAP CHANGER ) ، ولتاژ ثانویه ترانس تنظیم کننده را از 20000 ولت تا 10000 ولت در 8 پله (STEP ) تغییر می دهد .
تنظیم کننده با بار .
(ONLOAD TAP CHANGER ) یک ولتاژاضافی برابر 1000 ولت به ولتاژتنظیم کننده بدون بار اضافی می کند و این تغییر در 33 پله (STEP) انجام پذیر است .
بنابراین ، تنظیم دقیق توسط تنظیم کننده بار صورت می گیرد که در هر مرحله از ولتاژ D.C.
تغییراتی معادل 2/5 ولت در خروجی یکسو کننده ها ایجاد می نماید .
مرکز پژوهش و خدمات مهندسی مرکز پژوهش و خدمات مهندسی آلومینیوم در اواخر مهر ماه سال 1361 تأسیس گردید مجموعاً دارای 20 نفر پذسنل می باشد .
متخصصین این مرکز در رشته های مختلف : برق ، فیزیک ، میکانیک ، شیمی ، متالوژی ، صنایع و غیره فعالیت می نمایند .
هدف از تأسیس چنین مجموعه ای بخاطر دلایل متعددی بود که به ذکر خلاصه ای از آن می پردازیم : صنعت آلومینیوم و تکنولوژی آن بسیار پیچیده بوده و مسائل خاص خود را دارا است و در طی یک قرنی که از بکار گیری روش هال – هرولت برای احیاء آلومینا می گذرد .
این صنعت تحولات بزرگ و چشم گیری را پشت سر گذاشته و مصرف انرژی برای هر کیلو گرم آلومینیوم از حدود 45 کللو ولت ساعت به حدود 13 کیلو ولت ساعت و آمپر خط احیاء از 5 کیلو آمپر به 280 کیلو آمپر رسیده است .
این تغییرات تنها در سایه تحقیقات و پیگیری شرکتهای تولیدی برای کاهش هزینه های تولید بوده است .
از طرف دیگر مصرف آلومینیوم که در 100 سال پیش ، بیش از چند تن نبوده امروزه به 14 میلیون تن بالغ گردیده است که رشد مصرف آن همچنان ادامه دارد و در مقایسه با تمام فلزات صنعتی پایه، بیشترین رشد مصرف را دارا می باشد .
در ایران هم با وجود اینکه قبل از انقلاب حدود یک دهه از راه اندازی کارخانه آلومینیوم می گذشت درک علمی و زمینه پیشرفت به هیچ وجه در این کارخانه با سیاستی که شرکت آلومینیوم رینولدز فراهم آورده بود بوجود نیامد .
از این روی بایست بررسی علمی و اساسی از تکنولوژیهای موجود در جهان بوجود می آمد تا در انتخاب تکنولوژی آینده برای این کارخانه آمادگی لازم وجود داشته باشد و وجود چنین نیازهایی فکر تأسیس یک مرکز پژوهشی که بتواند در دراز مدت کشور را از لحاظ صنعت آلومینیوم به خود کفائی برساند قوت گرفت و س از مدتی اصول و فکر آن بر روی کاغذ و سپس در علم پیاده شد .
براساس چنین طرحی مرکز پژوهش مشتمل بر چهار رکن گردید که عبارتند از : مهندسی ، تحقیقات تکنولوژی ، تحقیقات مواد و آموزش .
خطوط اصلی پیگیری شده در این مرکز و فعالیت های مستمری که همچنان ادامه دارد در زمینه های زیر می باشد : تغییر تکنولوژی احیاء و خط تولید ، مطالعه و بررسی جهت انتخاب تکنولوژی طرح توسعه ، زمینه سازی و شروع تحقیقات بر روی آلیاژهای آلومینیوم بررسی بر روی مواد اولیه مورد مصرفی در خط تولید ، تغییر عوامل و ترکیبات شیمیایی دیگ های احیاء ، شرکت سهامی آلومینیوم ایران ( ایرالکو ) اولین تولید کننده شمش های آلومینیوم در ایران ، در زمینی به مساحت 232 هکتار واقع در کیلومتر 5 جاده اراک ـ تهران احداث گردیده ودر حال حاضر ظرفیت تولیدی کارخانه 120000 تن در سال شامل انواع شمش های خالص به صورت تی بار ، هزار پوندی ، آلیاژهای ریخته گری ، بیلت در اندازه های مختلف ، اسلب و شمش ( E.C ) می باشد .
حدود 11 هزار کارخانه و کارگاه با بیش از 80 هزار نفر در صنایع وابسته به آلومینیوم اشتغال دارند .
آلومینیوم ایران مطابق با استاندارد های بازار بورس فلزات لندن ( L.M.E ) و با درجه خلوص حداقل 99/70% تولید می شود .
بررسی واحد های کنترل مرغوبیت در مجتمع ایرالکو واحد های کنترل مرغوبیت شامل بخشهای ذیل هستند کنترل کیفیت ریخت کنترل کیفیت احیاء کنترل کیفیت توزین کنترل کیفیت آند سازی 1- واحد کنترل کیفیت کارگاه ریخت این واحد ضمن مسئولیت کنترل .
نظارت و صحت اعمال کیفی انجام شده در کارگاه ریخت و جدا سازی محصولات تولید شده نامنطبق ، نظارت دقیق مراحل تولید از قبیل مراحل 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 احیا ء به ویژه آلومینا ، کریولیت و آلومینیوم فلوراید و ...
از مراحل خرید و مصرف را به عهده دارد .
کنترل فرایند تولید کارگاه احیاء شامل وضعیت دیگ ها ، 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 بعهده 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 فرایند تولید آند به شرح ذیل می باشد 1- ایستگاه بعد از پرس 2- ایستگاه پخت 3- ایستگاه تمیزکننده 4- میله گذاری کنترل آلودگی وفضای سبز ایرالکو بعنوان یک واحد تولیدی که نقش بسزایی در تولید فلز استراتژیک آلومینیوم در کشور دارد .همواره در راستای محیط زیست و کنترل آلاینده ها گام های بزرگی را برداشته است .
که در زیر به بعضی از این موارد اشاره خواهد شد که در این زمینه تا کنون در چنین صنعتی کار جدیدی بوده است ولی البته کامل نبوده است و هنوز نقصانی داشته است که قابل بررسی است که البته در بخش فضای سبز می توان گفت چون اراک یک شهر صنعتی حساب می آید نمیتوان گفت که کل آلودگی این شهر به دلیل فقط وجود شرکت آلومینیوم بوده است در این زمینه اقدامات انجام شده عبارتند از :