Завод легких сплавов 1929 1935. Всероссийский институт лёгких сплавов

Панорама поселка Сетунь. 1932 г.

В годы первых пятилеток на территории Кунцева кроме реконструкции старых, дореволюционной постройки предприятий строились новые. Самой крупной новостройкой в предвоенные годы было возведение завода лёгких сплавов, позже при нём был образован Институт лёгких сплавов - ВИЛС (Все союзный институт лёгких сплавов,1961 г.), именно под таким названием пред приятие стало широко известно в нашей стране и далеко за его пределами.

В Российской империи производства лёгких сплавов на основе алюминия не было. Алюминиевая промышленность одна из наиболее энергоёмких от раслей. Первый в СССР алюминиевый завод (Волховский) был пущен на базе Волховской ГЭС (1932 г.).

Завод лёгких сплавов проектировался ленинградским Гипромезом, с 1928 г., а осенью 1929 г. начато строительство. Строительная площадка была развёр нута в развилке железнодорожных веток Усовской и Можайской, в бывшем посёлке Некрасовка, который находился вблизи поселка Сетунь.

Проектированию и строительству завода предшествовала большая работа по освоению технологических процессов: плавки и литья - инженер В. А. Бу талов, методы прокатки и термообработки - инженер Ю. Г. Музалевский оба проводили свои работы на Кольчугинском заводе с 1921 года. В работе прини мали участие студентыдипломники Московского высшего технического учи лища, ставшие впоследствии ведущими специалистами завода № 95 Н. М. Надеждин, С. С. Миронов, Д. Л. Авербах, П. И. Сочихин и др. под общим ру ководством главного металлурга Кольчугинского завода Г. А. Осецимского и мастералитейщика М. Г. Захарова.

Одновременно шло изучение опыта иностранных фирм. Ведущими стра нами в алюминиевой промышленности в то время были США, Канада, Фран ция, Германия. Наши специалисты посетили фирмы «BMW» в Германии, «Гном» и «Рон» во Франции. В 1929 г. была достигнута договорённость об ока зании технической помощи с обществом «Французский алюминий». Амери канцы на контакты с нашей страной по алюминиевым технологиям категори чески не шли. Один специалист, американец Р. Андерсон, согласился за большое вознаграждение принять участие в проектировании завода. Но как только он вернулся из России в США и начал собирать необходимые матери алы, его вызвал глава фирмы, где Андерсон работал, и тут же его уволил. Глава фирмы являлся одновременно и министром правительства США, так что наш доброжелатель оказался в весьма неудобном положении и больше в СССР не приезжал.

Одновременно со строительством основных корпусов завода проводилась корректировка проекта. Проектанты, начиная работу над проектом, отталки вались от имеющегося отечественного опыта литья и прокатки алюминиевых сплавов. На наших заводах удавалось прокатывать слитки весом 20–40 кг, при этом выход годного листового проката составлял 15–20%. Иностранцы уже прокатывали слитки в 40–50 кг.

Наши специалисты убедили проектировщиков заложить в проект прокат ку слитков весом от 80 кг с возможностью в дальнейшем увеличивать вес до

- 124 -

300–500 кг. Для нагрева слитков вводился электронагрев, вместо нефтяных печей вводились многовалковые прокатные станы внесены были в проект и другие новаторские предложения, которые впоследствии себя полностью оп равдали. После внесённых в проект корректив экспертиза проекта показала, что по объёмам производства обработка алюминия на заводе может превзой ти объёмы производства всех заводов Европы, - вот такой гигант.

Строительство завода осуществлялось подрядным способом. Эскизные и окончательные проекты выполнялись сначала Гипромезом, а затем Ленинг радским отделением Гипроцветмета, рабочие чертежи - Госпроектстроем. Строительные работы выполнялись различными трестами. Такой способ ве дения работ имеет существенный недостаток, а именно, он разъединяет еди ную цель на интересы отдельных групп со своими собственными узкими ин тересами. В довершение всего началась бесконечная череда смены руководства строительством (так, например, в течение 6 месяцев руководство строитель ством поменялось трижды), причём в момент, когда нужно было разработать проект организации строительных работ и начать его реализацию.

Строительный отдел управления поручил возглавить координацию работ инженерам С. А. Ямпольскому и В. П. Запольскому, расширив рамки фор мально отведённых им функций. Такая мера позволила сосредоточить под единым руководством проектные и строительные работы.

Принципиальные установки строительного проектирования заключались в следующем:

а) Возможное упрощение работ и, как следствие, их удешевление и воз можность использования рабочих малой квалификации. Эти установки име ли важное значение, учитывая затруднения с набором квалифицированной рабочей силы при том огромном масштабе строительства, которое разверну лось по всему Советскому Союзу в соответствии с планом 1й пятилетки.

Эта задача была решена путём стандартизации типов и основных размеров зданий, позволивших достигнуть однообразия конструкций, организовать массовую заготовку основных элементов этих конструкций и увеличить ис пользование различных вспомогательных устройств и приспособлений, име ющих большой удельный вес в общей стоимости работ.

Достаточно указать, что многократное использование опалубки при желе зобетонных работах дало большой экономический эффект и экономию в де фицитных материалах.

б) Максимальное использование менее дефицитных строевых материалов.

С этой точки зрения большим достижением надо считать замену железа, как основного строительного материала, деревом. Дерево - почти единствен ный материал для перекрытий, применение перекрытий из железобетона лишь в местах пожарных зон, применение впервые в Союзе сегментовых форм из дерева повышенной влажности и обычного торгового качества, кладка кир пичных стен на тёплом растворе, уменьшавшая расход кирпича, применение в качестве теплоизоляционного материала фибролита, изготовляемого в ос новном из отходов в виде стружек, отсутствие рамных конструкций, вызыва ющих увеличенный расход цемента и железа, - вот характерные особенности сооружённых в 1930 г. зданий и конструкций.

Применённые для строительства ремонтномеханического цеха и главно го магазина перекрытия систем Шухова - Брода позволили использовать са мый ходовой лес, а перекрытия из деревянных гвоздевых балок для гаража, склада металлов и дверевого цеха позволили использовать обрезки лесных материалов, получившиеся на строительстве крупных объектов. Эти новые конструкции, решавшие вопрос ослабления дефицита строительных матери алов, явились моментом здорового производственного риска, который дол жен был иметь место при тогдашних грандиозных масштабах строительства.

в) Простота конструкций и архитектурных форм зданий при соответствии их целевому назначению, соблюдение наивыгоднейших размеров зданий в плане ставились непременными условиями перед строителями завода.

г) Построение календарного плана строительства в соответствии с после довательностью введения в строй основных и вспомогательных цехов, что помогло избежать постройки ряда временных сооружений и обеспечить нор мальный ход последующих работ по освоению производства.

Руководствуясь этим принципом, управление строительством ввело в экс плуатацию первые помещения склада, ремонтномеханического цеха, цент ральной лаборатории, заводоуправления, ФЗО, несколько жилых домов, со оружение МОГЭС, водоснабжение и котельную. Из производственных цехов первым вошёл в эксплуатацию литейный цех.

д) Своевременное выполнение тех работ, которые могли влиять на темпы и стоимость строительства, както: планировка площадки, устройство посто янных дорог, сооружение постоянных железнодорожных путей и водопровод ных линий. Всё это должно было перевести стройку на более высокий техни ческий уровень и обеспечить снижение себестоимости строительства и его ускоренные темпы.

Эту принципиальную установку не удалось, к сожалению, выполнить пол ностью, но значительная часть этого вида работ была своевременно закончена.

При частой смене руководства у нашего подрядчика проведение в жизнь этого чрезвычайно важного принципа обязано исключительно энергии тог дашних руководителей строительного отдела тов. Ямпольского и Запольс кого.

В первый сезон основных строительных работ (весна-лето-осень 1930 г.) здания всех основных и вспомогательных цехов к ноябрю были закончены и подготовлены к полному развёртыванию фундаментных работ. Сезоны 1931 г., а также 1932 г. были потрачены на производство всякого рода специальных работ, из коих значительный процент пал на сооружение фундаментов под основное и вспомогательное оборудование. В 1932 г. собственно строитель ные работы резко сокращаются и превалирующую роль играют монтажники по монтажу механического и энергетического оборудования.

Первый проект Гипромеза не мог удовлетворить требованиям новой тех ники, без которой было немыслимо сооружение предприятия столь большого масштаба, как завод № 95.

Французская техническая помощь не могла внести чтонибудь новое в со здание новой техники.

Завод по тому времени является громадным предприятием, подобных ко торому Европа не имела, а США имели лишь единичные примеры, находив шиеся на особом счету и служившие предметом особой гордости.

Наши масштабные установки возбуждали за границей удивление, а иногда и прямое недоверие по поводу серьёзности. Многие сомневались в реальнос ти замышляемого объёма производства.

Критика проекта у нас и за границей сводилась к следующим основным моментам:

1. 1. Прежде всего советская экспертиза считала рискованным базироватьрасчёты прокатного цеха на слитках весом 80 кг и настоятельно рекомендова ла остановиться на слитках весом 40–50 кг, с которыми в то время оперирова ли иностранные и наши заводы (последние применяли слитки весом 20–40 кг).

2. Отсюда бралась под сомнение выбранная нами мощность стана триофирмы Шломани, тем более что, выбирая стан, мы обусловили фирме необ ходимость расчёта конструкции стана на возможное увеличение веса слитка в будущем до 300–500 кг.

Базируясь на весе слитка 40–50 кг, экспертиза рекомендовала уменьшить мощность станатрио в 2 раза и поставить вместо одного два значительно мень ших по мощности стана.

2. 3. Непроверенность преимуществ электроплавки в производстве литейного цеха, в которых сомневалась французская экспертиза.

3. 4. Обе экспертизы (и советская, и французская) брали под сомнение техникоэкономическое преимущество применения постоянного тока (варьиру емых скоростей и мощностей) для горячей и холодной прокатки и волочения.

Рекомендовалось ограничиться применением переменного тока, как не требующего больших капиталовложений на оборудование, а запроектирован ная нами возможность изменения скоростей в пределах 1–3 считалась совер шенно излишней.

1. 5. Применение многовалковых станов, в частности 6валковых, являвшихся по тому времени новинками не только у нас, но и за границей, хотя и не вызывало особых возражений, но от какойлибо определённой точки зрения и рекомендации экспертизы отказались, мотивируя незнанием этого вида обо рудования.

2. 6. Возможность применения больших скоростей в прокатке и волочениипризналась экспертизой неясной.

3. 7. Определённое сомнение высказывалось в техникоэкономической оку паемости полностью электрифицированных и механизированных операций термической обработки металла.

4. 8. Вызывало также сомнение общее и весьма резкое сокращение пути технологического процесса, уменьшение количества производственных опера ций (прокаток, волочения и отжигов).

Из этого перечня основных вопросов, явившихся предметом либо расхож дения во взглядах на принципиальную базу проекта между экспертами и про ектами, либо сомнений экспертизы в техникоэкономической целесообраз ности существующих видов оборудования или энергии, видно, что окончательный проект завода резко отличался от существовавшей в то время технологии на советских и иностранных заводах.

Следующие принципиально новые моменты были положены нами в осно ву окончательного проекта:

1. 1. Плавка в больших электропечах сопротивления ёмкостью 1,5–2 т вместоплавки в тиглях ёмкостью 40–50 кг.

2. 2. Укрупнение слитков для прокатки минимум в 2 раза на первый периодработы завода с возможностью дальнейшего его увеличения.

3. 3. Применение постоянного тока для прессов горячей прокатки и волочения, с возможностью изменения скоростей в пределах 1–3.

4. 4. Применение мощного станатрио, позволяющего резко увеличить производительность на горячей прокатке с возможностью ещё более резкого уве личения в дальнейшем за счёт укрупнения слитков.

5. 5. Применение 6валковых станов с роликовыми подшипниками для холодной прокатки лент в рулонах шириной 500 мм и листов шириной 1000 мм с возможностью последующего приспособления листовых станов на прокатку широких лент. Запроектированные схемы обжатий и количества холодных прокаток в 3–5 раз превышали принятую в то время схему на станахдуе, обо рудованных подшипниками скольжения.

1. 6. Заказ для горизонтальных прессов для прямого и обратного методов прессования.

2. 7. Полная электрификация всех процессов термообработки (нагрев передгорячей прокаткой и прессованием, отжиг и закалку).

3. 8. Отказ от селитры и воды при закалке листовой продукции и лент в рулонах.

4. 9. Создание первоклассной по оборудованию и разнообразию методов испытания центральной лаборатории.

Кроме того, в общей записке к проекту завода в целом был дан прогноз на важность кузнечноштампованных изделий из лёгких сплавов в народнохо зяйственных задачах, в особенности для авиации, транспорта. Этот прогноз считался необходимым, так как задания на проектирование кузнечного цеха получено не было изза отсутствия спроса на выпускаемые им изделия из лёг ких сплавов, а практика США указывала на чрезвычайно широкое примене ние последних во всех областях промышленности и техники.

Одновременно были даны соображения о необходимости организации про изводства прессованных профилей, которые в то время начали находить ши рокое применение в Европе и в особенности в США.

Такими были основные моменты, которые служили новой характеристи кой и принципиальной базой проекта.

Новизна и неизученность запроектированных технологических процессов отличали его от общепринятой практики наших и заграничных заводов по обработке цветных металлов. В этом смысле проектантам предстояло нести ответственность, поскольку критики экспертизы ограничились предупрежде нием, не настаивая на пересмотре проекта, и он был принят к осуществлению без всяких изменений.

Уже начальный период работы завода позволил подвести итоги по основ ным вопросам, составлявшим предмет спора как наших технических кругов, так и в суждениях французской консультации.

Важнейшие выводы были таковы:

1. 1. Электроплавка в выбранном нами типе печей, встречавшая особенноэнергичное осуждение со стороны французов, практически себя оправдала и с точки зрения качества выпускаемого металла, и с точки зрения производи тельности.

2. 2. Прокатка крупных слитков, вопрос, вызвавший в своё время особенноострые разногласия, была успешно осуществлена, а мощность головного ста натрио, равно как и 6валковых станов холодной прокатки, полностью себя оправдала.

Если бы мы послушались в то время экспертизы, признали невозможность базировать проектные расчёты на 80 кг слитка и купили бы два станатрио значительно меньшей мощности и суммарно гораздо более дорогих, то это выглядело бы капитальнейшей и непоправимой ошибкой.

Наш стандартный слиток уже в первый год работы завода превысил на 25% запроектированный (100 кг вместо 80).

Наш стан горячей прокатки, сразу зарекомендовавший себя как гармонич ная во всех частях установка, позволяет нам и на сегодняшний день в 2–3 раза увеличить вес слитка и тем самым обеспечить резкое повышение своей про изводительности. Тем самым эта ценнейшая единица морально не устарела и сейчас и, очевидно, не устареет ещё в течение многих лет.

Поэтому совершенно правильно главный инженер проекта и управления строительства Б. П. Рольщиков выразился следующим образом: «Странной теперь выглядит вся эта история сомнений, возражений, удивлений, благо желательных и просто непохвальных попыток препятствовать установке та кого стана».

В годы Великой Отечественной войны завод № 95 был эвакуирован в г. Верхняя Салда. В послевоенный период при заводе организуется Институт лёгких сплавов с технологическим и конструкторским отделами, металловед ческими лабораториями, что позволило комплексно решать вопросы новых технологий. Институт и завод внесли

большой вклад в оснащение авиаци онной промышленности, ракетной техники и других отраслей оборонной промышленности необходимыми ма териалами и изделиями. В предпере строечные годы на ВИЛСе была обо рудована постоянно действующая отраслевая выставка, где демонстри ровались последние достижения на уки и техники. ВИЛС стал центром научнотехнической информации о достижениях МАП в СССР.

Неоценимый вклад в металлургию лёгких и специальных сплавов внесли учёные и сотрудники ВИЛСа под ру ководством его создателя Героя Со циалистического Труда, лауреата Го сударственных премий Александра Фёдоровича Белова. Под его руковод ством и при непосредственном учас тии были созданы обшивочные лис

ты для авиации, освоена холодная прокатка и создано специальное оборудо вание для обработки алюминиевых сплавов. Большой вклад учёные ВИЛСа внесли в разработку научных основ инновационной технологической систе мы. ВИЛС явился родоначальником создания алюминиевых сплавов, леги рованных литием, скандием титановых и никелевых сплавов научных откры тий закономерности кристаллизации металлических материалов и многих других технологических прорывов на основе науки.

Деятельность ВИЛСа и его руководителя А. Ф. Белова по сумме научных и инженерных достижений в области лёгких сплавов сопоставима с прогрессом в чёрной металлургии, достигнутым благодаря гениальным открытиям Дмит рия Константиновича Чернова (1839–1921гг.).

Программа холодной прокатки была разработана Ю.Г.Музалевским совместно со старшим мастером К.А.Болотновым. Результаты первых механических испытаний сильно поразили нас и привели в восторг, ибо сопротивление разрыву и относительное удлинение превосходили задание по техническим условиям. Результаты механических испытаний образцов, закаленных в цеховых условиях, оказались очень хорошими и вполне удовлетворяющими. С результатами механических испытаний был ознакомлен и инженер В.А.Буталов. И было это в апреле 1922 года. Для доклада правлению о результатах работы в Москву выехали вместе Ю.Г. Музалевский и В.А.Буталов.

С нетерпением ждали мы возвращения Юрия Григорьевича. И вот. придя утром в наш цеховой кабинет, я встретил входящего Ю.Г.Музалевского. Поздоровавшись со мной, он рассказал о том, что на совещании в правлении председатель совещания Н.А.Калмыков не дал слова для доклада ему, Музалевскому, предоставив его Буталову, который весь успех дела получения высоких механических качеств дюралюминии полностью приписал себе. Юрий Григорьевич был крайне возмущен таким неблаговидным поступком Буталова.

Возвращались в Кольчугино они уже в разных вагонах.

Ю.Г. Музалевский уехал в мае 1922 года, поступив на бывший велосипедный завод «Дукс» в Москве, где строились деревянные самолеты и где директором был И.М.Немцов, ранее состоявший директором Кольчугнского завода.

Как впоследствии нам стало известно. В.А.Буталов был награжден правлением Госпромцвета крупной денежной премией «за освоение производства дюралюминия». Вместе с тем мне стало известно также о том, что на совещании в правлении Н.А.Калмыков умышленно не дал Ю.Г.Музалевскому слова для доклада, исходя исключительно из личной большой неприязни и нему, имевшей давние глубокие корни.

После ухода с завода Ю.Г. Музалевского некоторое время мне пришлось выполнять обязанности заведующего прокатными цехами. Работа по производству дюралюминиевых листов продолжалась. В ней принимали участие старший мастер меднопрокатного завода И. А. Балакин, старший мастер латунного завода К.А.Болотников и его помощник И.Ф.Сухореэов, а также техник металлографической лаборатории И.И.Михайлов и лаборант К. В. Передельский.

В.А. Буталов заходил в прокатные цехи и знакомился с результатами испытаний. Иногда мы вызывали его в меднопрокатный цех на горячую прокатку дюралюминия, если при прокатке некоторые слитки разваливались.

Однажды Буталов сообщил мне, что он ввел в состав дюралюминии небольшое количество никеля. На мой вопрос, зачем введем никель, сообщил, что это сделано в обход немецкого патента на производство дюралюминия, что теперь этот сплав будет называться кольчугалюминием.

Вот так и был Буталовым создан «новый» сплав. Введение никеля совершенно не повлияло на разработанную ранее прокатными цехами программу прокатки, ни на температурный режим термической обработки, ни ка конечные механические качества готовых изделий, так как кольчугалюминий, по сути дела, представлял собой дюралюминий, загрязненный небольшим количеством никеля, не улучшавшего и не ухудшавшего механических качеств сплава.

С той поры продолжалось производство изделий из кольчугалюминия. В технический процесс производства никаких изменений не вносилось…»

Вот такой «человеческий фактор»! Все лавры достались В.А.Буталову, и спустя полвека, когда отмечалось 50-летие металлического самолетостроения, в 1974 году в статье «Судьба крылатого металла» в «Литературной газете» его сравнивали с лесковским Левшой. Но на счету этого «Левши» только и есть кольчугалюминий. В 1925 году он ушел с кольчугинского завода и сразу перестал вникать в секреты своего изобретения, разрабатывать дальше. Но много писал о кольчугалюминии. Преподавал, издал учебник по теории цветметобработки.

Ю.Г.Музалевский, напротив, в 1924 году с головой ушел в секреты авиационных сплавов, сделал ряд открытий и по законам своего времени сам превратился в «секрет», в закрытую личность с бланком «совсекретно». Несколько лет он руководил заводом легких сплавов в Сетуне. Заслуги Ю.Г. Музалевекого трудно переоценить. Он создал целую научно-технологическую школу, обеспечившую успешное решение задач в области становления и разметил технологии производства легких сплавов.

Несмотря на все перипетии, интриги и производственные трудности и неувязки, заслуги кольчугинцев в деле создания «крылатого металла» несомненны, они были первопроходцами в этом деле, они первыми открыли дорогу в небо отечественным авиаторам.

В начале 20 века в широкое производство был внедрен металл называемый алюминием. это был метал нового времени и любая страна, которая хотела обеспечить свое будущее. К сожалению развитие металла не происходило в самой большой стране мира -- России.

Но именно у нас одними из первых разглядели перспективы этого вида металла.

Алюминий как считается открыл датчанин Ханс Кристиан Эрстед в 1825 году. Правда, судя по всему, ему удалось получить не чистый металл, а некий сплав алюминия с элементами, участвовавшими в опытах. Ученый сообщил об открытии и прекратил эксперименты.
Его работу продолжил немецкий химик Фридрих Вёлер, который 22 октября 1827 года получил около 30 граммов алюминия в виде порошка. Ему понадобилось еще 18 лет непрерывных опытов, чтобы в 1845 году получить небольшие шарики застывшего расплавленного алюминия (корольки).

У нас одними из первых разглядели перспективы этого вида металла. В 1863 году писатель Н.Чернышевский в вышедшем в известном романе «Что делать?» предсказал, что «алюминию суждено великое будущее». В романе есть такие строки:

«…Какая легкая архитектура этого внутреннего дома, какие маленькие простенки между окнами, – окна огромные, широкие, во всю вышину этажей... Но какие эти полы и потолки? Из чего эти двери и рамы окон? Что это такое? Серебро? Платина?..

Ах, знаю теперь, Саша показывал мне такую дощечку, она была легка, как стекло, и теперь уже есть такие серьги, броши; да, Саша говорил, что рано или поздно алюминий заменит собой дерево, может быть и камень.

Но как же все это богато. Везде алюминий и алюминий... Вот в этом зале половина пола открыта, тут и видно, что он из алюминия...»
В 1865 г. состоялся важный прорыв. Русский естествоиспытатель Н.Бекетов разработал и опубликовал методику выделения расплавленного алюминия из криолита при помощи магния. Метод быстро нашел применение на заводах Франции и Германии.

Бекетов открыл вытеснение металлов из растворов их солей водородом под давлением и установил, что магний и цинк при высоких температурах вытесняют другие металлы из их солей. В 1859—1865 годах показал, что при высоких температурах алюминий восстанавливает металлы из их оксидов. Позднее эти опыты послужили отправной точкой для возникновения алюминотермии.

Русский исследователь Н. Бекетов открыл методику выделения алюминия

Его открытие никого не заинтересовало в России, но нашло применение за рубежом

Получаемый металл был похож на серебро, был легким и при этом дорогим, поэтому в то время алюминий считался элитным материалом, предназначенным для изготовления украшений и предметов роскоши. Первыми продуктами из алюминия считаются медали с барельефами Наполеона III, который всячески поддерживал развитие производства алюминия, и Фридриха Вёлера, а также погремушка наследного принца Луи-Наполеона, выполненная из алюминия и золота.

Затем наступило утро алюминиевой промышленности. Началось все с открытием более дешевого электролитического способа производства алюминия в 1886 году. Его одновременно и независимо друг от друга разработали французский инженер Поль Эру и американский студент Чарльз Холл. Предложенный ими метод подразумевал электролиз расплавленной в криолите окиси алюминия и давал прекрасные результаты, но требовал большого количества электроэнергии.

Поэтому свое первое производство Эру организовал на металлургическом заводе в Нейгаузене (Швейцария), рядом со знаменитым Рейнским водопадом, сила падающей воды которого приводила в действие динамо-машины предприятия.

18 ноября 1888 года, между Швейцарским металлургическим обществом и немецким
промышленником Ратенау было подписано соглашение об учреждении в Нейгаузене Акционерного общества алюминиевой промышленности с общим капиталом в 10 миллионов швейцарских франков. Позднее его переименовали в Общество алюминиевых заводов. На его торговой марке было изображено солнце, восходящее из-за алюминиевого слитка, что должно было, по замыслу Ратенау, символизировать зарождение алюминиевой промышленности. За пять лет производительность завода возросла более чем в 10 раз. Если в 1890 году в Нейгаузене было выплавлено всего 40 тонн алюминия, то в 1895 году – 450 тонн.

Чарльз Холл, воспользовавшись поддержкой друзей, организовал Питтсбургскую восстановительную компанию, которая запустила свой первый завод в Кенсингтоне неподалеку от Питтсбурга 18 сентября 1888 года. В первые месяцы он выпускал лишь около 20-25 кг алюминия в сутки, а в 1890 – уже по 240 кг ежедневно

Завод в Питтсбурге, где начали производить первый алюминий

Свои новые заводы компания расположила в штате Нью-Йорк вблизи новой Ниагарской гидроэлектростанции. Алюминиевые заводы и в наше время строятся в непосредственной близости от мощных, дешевых и экологичных источников энергии, таких как ГЭС. В 1907 году Питтсбургская восстановительная компания была реорганизована в Американскую алюминиевую компанию или сокращенно Alcoa.

В 1889 году технологичный и дешевый метод производства глинозема – оксида алюминия, основного сырья для производства металла – изобрел австрийский химик Карл Иосиф Байер, работая в Санкт-Петербурге (Россия) на Тентелевском заводе. В одном из экспериментов ученый добавил в щелочной раствор боксит и нагрел в закрытом сосуде – боксит растворился, но не полностью.

В нерастворившемся остатке Байер не обнаружил алюминия – оказалось, что при обработке щелочным раствором весь алюминий, содержащийся в боксите, переходит в раствор.
На основе методов Байера и Холла-Эру основаны современные технологии получения алюминия.
Таким образом, за несколько десятилетий была создана алюминиевая промышленность, завершилась история о «серебре из глины» и алюминий стал новым промышленным металлом.
В 1893 году в Москве вышла книга инженера Н. Жукова «Алюминий и его металлургия», в которой в частности есть такие строки:

«Алюминий призван занять выдающееся место в технике и заместить собой, если не все, то многие из обыденных металлов...».

Такие предчувствия основывались на фактах, ведь в то время уже были известны замечательные свойства «серебра из глины», как называли алюминий.
Al один из самых легких металлов: он в 3 с лишним раза легче меди и в 2,9 раза легче железа. Он отличается замечательной теплопроводностью, по этому показатели и электропроводности он уступает лишь серебру, золоту и меди. А также обладает Алюминий достаточной химической стойкостью, связанной с особенностью его окисной пленки, которая быстро образуясь, защищает его от дальнейшей коррозии.

В настоящее время благодаря хорошей пластичности алюминия бурно развиваются прокатные алюминиевые производства и производство алюминиевых банок, из алюминия можно получить фольгу толщиной до 3 микрон, вытягивать в тончайшую, как паутина, проволоку: при длине 1000 метров она весит всего 27 граммов и умещается в спичечной коробке

На рубеже XIX и XX веков алюминий стал применяться в самых разных сферах и дал толчок для развития целых отраслей.
В 1891 году по заказу Альфреда Нобеля в Швейцарии создается первый пассажирский катер Le Migron с алюминиевым корпусом. А через три года шотландская судостроительная верфь Yarrow & Co представила изготовленную из алюминия 58-метровую торпедную лодку. Этот катер назывался «Сокол», был сделан для военно-морского флота Российской империи и развивал рекордную для того времени скорость в 32 узла.
В 1894 году американская железнодорожная компания New York, New Haven, and Hartford Railroad, принадлежавшая тогда банкиру Джону Пирпонту Моргану (J.P. Morgan), начала выпускать специальные легкие пассажирские вагоны, сидения которых были выполнены из алюминия. А всего через 5 лет на выставке в Берлине Карл Бенц представил первый спортивный автомобиль с алюминиевым корпусом.

Но настоящую революцию алюминий совершил в авиации, за что навсегда заслужил свое второе имя – «крылатый металл». В этот период изобретатели и авиаторы во всем мире работали над созданием управляемых летательных аппаратов – самолетов.
17 декабря 1903 года американские авиаконструкторы братья Уилбур и Орвилл Райт впервые в истории человечества совершили полет на управляемом летательном аппарате «Флайер-1». Для того чтобы заставить его полететь они попытались использовать автомобильный двигатель, однако он оказался слишком тяжелым. Поэтому специально для «Флайера-1» разработали полностью новый двигатель, детали которого были изготовлены из алюминия. Легкий 13-сильный мотор поднял первый в мире самолет с Орвиллом Райтом за штурвалом в воздух на 12 секунд, за которые он пролетел 36,5 метров. Братья совершили еще два полета по 52 и 60 метров на высоте около 3 метров от уровня земли.

В 1909 году был изобретен один из ключевых алюминиевых сплавов – дюралюминий. На его получение у немецкого ученого Альфреда Вильма ушло семь лет, но они того стоили. Сплав с добавлением меди, магния и марганца был таким же легким, как алюминий, но при этом значительно превосходил его по твердости, прочности и упругости. Дюралюминий быстро стал главным авиационным материалом. Из него был сделан фюзеляж первого цельнометаллического самолета в мире Junkers J1, разработанного в 1915 году одним из основателей мирового авиастроения, знаменитым немецким авиаконструктором Хуго Юнкерсом.

Цельнометаллический юнкерс, 1915 год

Россия тогда не производила алюминия вообще

Мир входил в этап войн, в которых авиация стала играть стратегическую, а иногда решающую роль. Поэтому дюралюминий первое время являлся военной технологией и метод его получения держался в секрете.

Юнкерс 86, 1934 г, самолет создан целиком из металла

Самолет B-17, созданный целиком из металла

Советские машины в тот же период из за катастрофического отставания металл содержали лишь частично

Тем временем, алюминий осваивал новые и новые сферы применения. Из него начали массово производить посуду, которая быстро и почти полностью вытеснила медную и чугунную утварь. Алюминиевые сковородки и кастрюли легкие, быстро нагреваются и остывают, а также не ржавеют.

Очередной переломный момент для алюминиевой промышленности наступает в 1920 году, когда группа ученых под руководством норвежца Карла Вильгельма Содерберга изобретает новую технологию производства алюминия, которая существенно удешевляла метод Холла-Эру. До этого в качестве анодов в процессе электролиза использовались предварительно обожженные угольные блоки – они быстро расходовались, поэтому постоянно требовалась установка новых. Содерберг решил эту проблему с помощью постоянно возобновляемого электрода. Он формируется в специальной восстановительной камере из коксосмоляной пасты и по мере необходимости добавляется в верхнее отверстие электролизной ванны.

Технология Содерберга быстро распространяется по всему миру и приводит к увеличению объемов его выпуска. Именно ее берет на вооружение СССР, не имевший тогда собственной алюминиевой промышленности. В дальнейшем развитие технологий вновь сделало применение электролизеров с обожженными анодами предпочтительнее из-за отсутствия на них выбросов смолистых веществ и меньшего расхода электроэнергии. Кроме того, одним из основных достоинств электролизеров с обожженными анодами является возможность увеличения силы тока, то есть производительности.

Еще в 1914 российский химик Николай Пушин писал:

«Россия, потребляющая ежегодно 80 000 пудов алюминия, сама не производит ни одного грамма этого металла, и весь алюминий покупает за границей ».

Правящая династия царской России категорически не желала производить алюминий

Эта позиция привела к отставанию России более чем на 50 лет

...................................................................

История развития алюминиевой промышленности в СССР берет начало с сталинской индустриализации. После революции было три этапа развития:

1) Гражданская война

2) НЭП, реставрация капитализма, потерянное для индустриализации время

3) Сталинская индустриализация

В 1920 году, несмотря на продолжающуюся гражданскую войну, руководство страны понимает, что для промышленного роста и индустриализации огромной территории необходимы колоссальные объемы электроэнергии. Для этого был разработана и принята программа, получившая название «План ГОЭЛРО» (Государственной комиссии по ЭЛектрификации РОссии).

Он подразумевал строительство на российских реках каскадов ГЭС, а чтобы для вырабатываемой ими энергии сразу был потребитель, рядом было решено строить алюминиевые заводы. При этом алюминий использовался как для военных, так и гражданских нужд.

Производство алюминия требует больших затрат электричества. Для выплавки 1 тонны металла требуется 20 тысяч киловатт-часов электрической энергии. Без электрификации немыслимо создание алюминиевой промышленности

План ГОЭЛРО давал свет темной стране

И вот в эти тяжелые годы родился советский алюминий. В Ленинграде, в Институте прикладной химии, советские инженеры разработали метод получения окиси алюминия из тихвинских бокситов.

Профессор Кузнецов и инженер Жуковский предложили свой способ производства глинозема. Был найден путь для использования низкосортных бокситов Тихвина. На заводе «Красный выборжец», там, где зародилось социалистическое соревнование, ленинградские большевики установили первую электролитную ванну.

Этими работами руководил профессор Федотьев.

Проводились новые изыскания. Экспедиция профессора С.Малявкина произвела детальное обследование Тихвинского района под Ленинградом и выявила большие промышленные запасы высококремнистых бокситов. С такого рода «бросовым» сырьем тогда не работала ни одна глиноземная фирма в мире.
Началось бурное и успешное развитие науки металлургии. На Опытном заводе Ленинградского Государственного института прикладной химии профессор А.Яковкин разработал оригинальный способ получения глинозема методом спекания высококремнистого боксита с содой и известняком. Несмотря на отрицательное заключение иностранных консультантов-специалистов, этот способ был впоследствии успешно применен на Волховском алюминиевом и Тихвинском глиноземном заводах.

В начале 1929 года на ленинградском заводе «Красный выборжец» были проведены опыты по освоению выпуска алюминия. 27 марта удалось получить первые восемь килограммов металла.

В ленинградской печати отмечалось тогда, что

«первый слиток алюминия, представляющий музейную ценность, должен быть сохранен как памятник одного из крупнейших достижений советской техники».

Образцы алюминия, полученного на «Красном Выборжце», и изделия из него были преподнесены от трудящихся Ленинграда V Всесоюзному съезду Советов. Успешное проведение этих опытов позволило приступить к сооружению Волховского и Днепровского алюминиевых заводов.
В августе 1929 года Совнарком СССР принял решение о строительстве сразу двух алюминиевых комбинатов на базе Волховской и Днепровской гидроэлектростанций. Этот год можно считать годом рождения советской алюминиевой промышленности. На родину алюминиевой индустрии, во Францию, страну Сен-Клер Девиля и Поля Эру, поехали десятки мастеров, техников и инженеров. На склонах Пиренеев и Альп, в чудесных горных ущельях, вблизи вечно шумящих водопадов приютились французские алюминиевые заводы. Там советская молодежь изучала искусство производства алюминия.

Во Франции и на опытном заводе в Ленинграде шла упорная учеба, а на берегах Волхова и Днепра стучали топоры плотников, громыхали бетономешалки и поднимались в небо растущие громады цехов алюминиевых гигантов. Постоянную личную помощь волховскому строительству оказывал руководитель ленинградских большевиков Сергей Миронович Киров.

Вот один документ.

Постановление Совета Труда и Обороны о строительстве Днепровского промышленного комбината

Совет Труда и Обороны постановляет:

1) металлургический завод мощностью в 1.050 тыс. тонн чугуна в год с коксово-бензольным заводом мощностью в 1300 тыс. тонн кокса;

2) завод специальных сталей мощностью в 160 тыс. тонн в год;

3) завод ферросплавов мощностью разных ферросплавов в 21 тыс. тонн и ферромарганца в 80 тыс. тонн;

4) алюминиевый завод мощностью в 15 тыс. тонн алюминия.

Обязать ВСНХ СССР в начале августа текущего года представить специальный доклад об окончательном проекте алюминиевого завода и о работах опытного завода по производству алюминия в Ленинграде, а также о ходе опытов по получению алюминия из каолинов (глин) в Украинской ССР.

II. Признать необходимой постройку шлакоцементного завода мощностью до 2 млн. бочек в год.

III. а) Отдельных ремонтных мастерских при вновь строящихся заводах не строить, а построить один общий для всех заводов комбината ремонтный завод.

При проектировании этого завода исходить из того, что ремонтные работы для заводов комбината должны производиться не только на этом ремонтном заводе, но и путем использования других заводов (кооперированием их).

б) Признавая, что стоимость постройки ремонтного завода в 20 млн. руб. преувеличена, одобрить решение президиума ВСНХ СССР о максимальном снижении этой стоимости.

в) Обязать ВСНХ СССР с заключением Госплана не позднее 16 мая внести в Совет Труда и Обороны доклад о размерах стоимости ремонтного завода и об обслуживании ремонтных работ Днепровского промышленного комбината другими заводами Союза.

б) Электропередача должна быть готова ко времени пуска гидростанции. Обязать ВСНХ СССР сейчас же приступить к выяснению возможности размещения заказов для электропередачи на заводах Союза.

в) Вопрос о сроках приступа к постройке электропередачи решить в связи с контрольными цифрами на 1930/1931 г.

.......................................

Днепровский промышленный комбинат

Здесь в 1933 г. с отставанием на полвека впервые в России начали производить алюминий

Производство алюминия на волховском предприятии

В 1933 году, летом, был пущен в ход электролитный цех, а еще через год — глиноземный цех. Волховский и Днепровский алюминиевые заводы — первая мощная шеренга алюминиевой индустрии — возглавили поход за советский алюминий. За ними шли новые стройки.

Индустриализация Советского Союза, проводимая нашей партией и ее гениальным руководителем Иосифом Виссарионовичем Сталиным, сделала возможным создание мощной алюминиевой промышленности. Задача организации сложнейшего производства алюминия, непосильная для старой России, была решена в СССР.
Развитие продолжалось. В 1931 году геолог Н.Каржавин в музее одного из уральских рудников обратил внимание на экспонат, считавшийся железной рудой с низким содержанием железа. Геолога поразило сходство этого образца с бокситами – глинистой горной породой, богатой алюминием. Подвергнув минерал анализу, он убедился, что «бедная железная руда» является отличнейшим алюминиевым сырьем.

Там, где был найден этот образец, начались геологические поиски, которые вскоре увенчались успехом. На базе найденных месторождений был построен Уральский алюминиевый завод, а спустя несколько лет (уже в годы Великой Отечественной войны) – Богословский.
Одно из месторождений бокситов в Свердловской области, открытое в начале 30-х гг., носит название «Красная шапочка».

Примерно в тоже время продолжилось развитие дюралюминия в промышленности. Вот один документ

Рапорт руководства ЦАГИ в ЦК ВКП(б) об экспериментальном производстве дюралюминия

До последнего времени основной самолетостроительный материал дюралюмин не мог вполне удовлетворять требованиям авиации. Его стойкость против действия атмосферы и влаги вообще была незначительной. Материал в эксплуатации быстро разрушался (поражался коррозией). Для предохранения металла от этого разъедания применялись лаки, краски, жиры и прочие средства которые, однако, не давали желаемых результатов и приводили к большому удорожанию производства.

В 1926‑1927 гг. в Америке появился сплав «алклед», обладающий большой стойкостью против коррозии. Методы производства и принципы приготовления такого сплава держатся капиталистическими странами в секрете.

В 1929 г. в металлургических цехах завода № 1 были получены первые листы дюралюмина, точно так же не подвергающиеся коррозии . В начале 1930 г. был установлен метод производства этих листов, заключающийся в покрытии (плакировании) дюралюминовых заготовок тонким слоем алюминия, которые сваривались друг с другом в процессе горячей прокатки. Полученный материал при испытании в наших лабораториях и при проверке по нашей просьбе ЦАГИ в условиях выдержки в морской воде Черного моря дал блестящую стойкость против коррозии, но обладал благодаря наличию слоя алюминия пониженными механическими свойствами.

В 1930 г. заводом № 1 была проведена работа по изысканию сплава, который при плакировании давал бы механические качества нормального дюралюмина.

Летом 1930 г. заводу удалось получить плакированные листы не только одинакового качества с дюралюмином, но и превышающие их на 15%. В августе месяце 1930 г. технический отчет главного металлурга с указанием состава сплава и методов его производства был разослан всем заинтересованным учреждениям, ЦАГИ, ВАО, заводу 45 и т. д.

В ноябре 1930 г. из плакированного материала 1‑го завода на заводе № 22 было построено 2 самолета для испытания на стойкость против коррозии. Самолеты не были покрыты никакими красками и в течение 10 месяцев работы не показали никаких следов коррозии. Заводской масштаб производства этого сплава показал его преимущества не только в эксплуатации, но и в процессе производства. Одно только упрощение процесса производства должно дать уже в 1932 г. экономию 2,5 млн. руб.

Что касается экономии, которую получит страна от эксплуатации самолетов из нового материала, на удлинении срока службы самолетов, сокращении ремонтных работ, уменьшении расходов на покраску, на облегчении конструкции и прочего, то она настолько велика, что подсчет ее является задачей чрезвычайно трудной.

В 1931 г. на основе проведенных заводом № 1 опытно-исследовательских работ начат перевод производства обыкновенного дюралюмина на плакированный на заводе № 1 ВАО и Кольчугинском. С этого же времени ОИАМ ЦАГИ, относившийся раньше к плакированному дюралюмину очень индифферентно, заинтересовался этой работой и поставил опыты по внедрению в производство плакированного дюралюмина на заводе им. Ворошилова.

В мае 1931 г. ЦАГИ специальному техническому совещанию доложило об изобретенном им плакированном сплаве с якобы более высокими механическими качествами, химический состав которого отличался от состава сплава завода № 1 введением присадки кремния. На совещании в ЦАГИ специалистами было дано разъяснение, что введение кремния в сплав завода № 1 не может улучшить его качеств.

В день опубликования общественными организациями завода № 1 был поставлен в известность т. Баранов о том, что сплав ЦАГИ не является оригинальным, никаких преимуществ перед сплавом завода № 1 не имеет и кремний введен в сплав по странному недоразумению. 10 сентября экспертиза, проведенная согласно распоряжению т. Баранова, указала на отсутствие необходимости введения кремния в сплав завода № 1.

Проведенные с 20 по 30 сентября совместно с заводом № 1 и ЦАГИ сравнительные опыты по прокатке листов из сплава завода № 1 и «альплаты ЦАГИ» дали ухудшение качеств сплава от введения кремния и окончательно доказали, что «рапорт ЦАГИ» является документом, вводившим в заблуждение вождей партии и правительства.

Исследования и работу по постановке производства плакированного дюралюмина завода № 1 вели: 1. Ю. Г. Музалевский — главный металлург, инициатор работ по плакированию дюралюмина, основной руководитель исследований и производства этого сплава, кандидат ВКП(б). 2. С. М. Петров — начальник производства член ВКП(б) и А. Ф. Белов — начальник горячих цехов, кандидат ВКП(б) — руководители производства плакированного дюралюмина. 3. Равич В. Н. — начальник опытного бюро, исполнитель опытно-исследовательских работ по плакированному дюралюмину (кандидат ВКП(б)). 4. Инженер Ф. М. Шафит (член ВКП(б)) и начальник химической лаборатории Шандоров, проводившие лабораторные исследования. 5. Мастера Павлов (член ВКП(б)) и Арсентьев (член ВКП(б)). 6. Рабочие бригад: 1) чернового стана, 2) отжигальщиков. 7. Отдельные рабочие и ударники горячего цеха.

Рапорт ЦАГИ подписали: 1. Начальник ЦАГИ — Друян (член ВКП(б)) 2. Партком — Асташев (член ВКП(б)) 3. Завком — Петров (член ВКП(б)) 4. Начальник ОИАМ ЦАГИ — Сидорин 5. Начальник секции металлов, проф. Акимов (член ВКП(б)) 6. Начальник коррозионной группы — Крениг.

РГАСПИ Ф. 17. Оп. 120. Д. 56. Л. 38-39 об. Копия.

Несмотря на то, что в последующие годы эти предприятия постоянно наращивали объемы производства, полностью удовлетворить растущие потребности экономики страны они не могли. В СССР развернулось строительство новых предприятий.

В 1938 году был введен в эксплуатацию Тихвинский (позже переименован в Бокситогорский) глиноземный завод мощностью 40 тыс. тонн продукции в год, а в 1939 году приступил к работе Уральский алюминиевый завод, способный производить 70 тыс. тонн глинозема и 25 тыс. тонн алюминия в год.

Вот интересный документ о росте пром-производства в СССР

Из докладной записки наркома тяжелой промышленности СССР Л. М. Кагановича председателю СНК СССР В. М. Молотову «О проекте третьего пятилетнего плана развития промышленности шести наркоматов, объединявшихся НКТП». — О выполнении плана второй пятилетки¹*

1) Выполнение второго пятилетнего плана по продукции промышленности НКТП характеризуется следующими данными:

Видно что производство алюминия проходило не без трудностей, план был выполнен лишь на 47%, почти на половину

Из общего числа все распределялось на гражданские нужды и оборону

Можно рассмотреть объем поступления алюминия из разных источников в СССР периода кануна и начала Второй мировой войны.

Как следует из представленных в таблице цифр, общий объем используемого СССР алюминия менялся крайне незначительно, что препятствовало увеличению объемов авиапроизводства, которое, согласно планам высшего руководства страны, должно было резко возрасти.

Производство алюминия в СССР и его импорт в 1938-1940 гг. (тыс. тонн)

И тем не мене алюминия все равно не хватало. В этом металле нуждались очень многие отрасли произволства.

Нехватка дюралюминия привела к тому что самолет Пе 8 не был внедрен в широкое производство

Отставание в 50 лет не удалось преодолеть даже скачком за 8-9 лет

Темпы роста производства были явно недостаточными. На 18 конференции ВКП(б), проходившей 15-20 февраля 1941 г., в резолюции о хозяйственных итогах 1940 г. и планах развития народного хозяйства СССР на 1941 г. говорилось, что относительный рост объема производства алюминия за последние три года составил 59 процентов

Мобилизационный план "МП-1" на 1939 г. , принятый Комитетом Обороны при СНК СССР 17 июня 1938 г., предусматривал необходимость подачи в случае войны 131,1 тыс. т. алюминия, в противном случае сложилось бы крайне тяжелое положение

Между тем, план развития народного хозяйства СССР на 1941 г. предусматривал обеспечение выплавки 100,0 тыс. т. алюминия

Это, даже без учета постоянно растущего объема производства авиатехники, всего лишь на 75% обеспечивало мобилизационные потребности 1939 г.

Для сравнения - в 1939 г. в Германии было выпущено 199 тыс. т. алюминия, еще 48 тыс. т. было получено в результате переработки ранее выпущенных изделий из этого металла, а 7 тыс. тонн - импортирован

Таким образом, общий объем поступившего в Германию алюминия в год начала Второй мировой войны в пять раз превосходил аналогичный объем в СССР

Германия производила перед войной 200 тыс. тонн алюминия, а СССР лишь 60 тыс.

.....................................................................

На момент начала войны в СССР было три завода по выплавке алюминия – волховский, запорожский, и уральский (в Каменске-Уральском). Запорожский (крупнейший) и волховский накрылись в самом начале войны.

Графика роста алюминиевой промышленности России

Потеря во время войны производственных мощностей привела к спаду

Как бы просто эвакуировать в чистое поле и там начать выплавку алюминия не выйдет, потому что кроме собственно технологического оборудования, нужно до фига электроэнергии и сырьё – глинозём.

Глинозёмное производство в Запорожье накрылось в самом начале войны, в Бокситогорске то же. Осталось только на том же уральском алюминиевом заводе. С прокатом проще, но что прокатывать если нет алюминия.

Уральский алюминиевый завод осенью 1941 года остался единственным в СССР

Вот так в самом начале войны промышленность СССР, оказалась по алюминию на очень голодном пайке.

Дефицит алюминия восполнялся двумя источниками -- поставками по ленд-лизу и развитием промышленности за Уралом. Поставки по ленд-лизу оцениваются в 301 тысячу тонн. Цифры по собственному производству спорны, от 283 тысяч тонн до 315 тысяч тонн

Во втором случаем пришлось срочно строить алюминиевую промышленность за Уралом. Что не так то просто и быстро, нужно и электричестовм обеспечить и первичным сырьём – бокситами. Благо перед самой войной началась разработка единственного крупного в СССР добытчика бокситов - Североуральского бокситового рудника. И

менно во время войны были запущены крпные заводы по выплавке алюминия – Новокузнецкий и Богословский (в Краснотурьинске на Урале)запущено производство глинозёма на Богословском заводе. Что в общем то позволило выйти на приличный уровень производства алюминия, но это произошло уже в самом конце войны.