Магия магния: Соликамский магниевый завод отмечает 90-летие

14 марта 1936 года в электролизной ванне Соликамского калийного комбината (сейчас Соликамский магниевый завод, СМЗ) получили первый магний. Спустя 90 лет здесь выплавили слитки с юбилейной маркировкой. Корреспонденты «СР» побывали на празднике.

Слиток на память

«В пять часов вечера с ванны № 1 получены первые 2 кг металла. До восьми часов утра следующего дня с ванны снято еще 36 кг магния. Металла налилось всего несколько чушек. Подержали [слитки] на ладони — легкие, необычного белого цвета. В последующие дни еще пускали ванны, выбирали из них металл вручную и разливали в изложницы тут же на ванне. Чушки складировали в котлован, так как литейка еще не была пущена», — приводит заводская газета «Магниевик» воспоминания участников того исторического для нашей цветной промышленности и Соликамска дня.

90 лет спустя в цехе № 1, где все это время выпускают магний, мастер смены Роман Прибытков, разливщики цветных металлов и сплавов Максим Чебан и Дмитрий Ушаков, плавильщик Станислав Черноусов вручную, как в 1936 году, разлили по изложницам с маркировкой «90 лет СМЗ» металлический магний. «Это возможность прикоснуться к истории завода буквально своими руками, — сказал гендиректор СМЗ Руслан Димухамедов. — Так мы отдаем дань уважения труду предшественников». Прикоснуться к истории хотели все и наперебой фотографировались с юбилейными слитками.

Праздничные изложницы сделали стандартного размера, их будут использовать в работе литейного конвейера. «Все наши покупатели в этом году получат слитки с юбилейной маркировкой», — сообщил технический руководитель цеха № 1 Алексей Михайлов.

Для получения магниевого слитка карналлит, который добывает и обогащает соликамский сосед СМЗ комбинат «Уралкалий», обезвоживают во вращающихся печах барабанного типа и загружают в хлоратор. Там его хлорируют и плавят. Расплав заливают в электролизеры. Под действием тока на поверхность электролита всплывают бляшки металлического магния-сырца. Их снимают, везут в электролитейное отделение и заливают в стационарную тигельную печь на рафинирование. Очищенный металл разливают по изложницам, остывшие слитки упаковывают и отправляют покупателям.

«Мы 90 лет не останавливаемся ни на день. Нет у нашего завода роскоши постоять хотя бы один день и отдохнуть — ни магниевому производству, ни хлорному, ни редкометалльному, — подчеркнул Руслан Димухамедов. — И сейчас наши коллеги несут трудовую вахту. Так наш труд и выглядит — казалось бы, незаметный, но нужный ежедневно и действующий как единый организм».

Полеты стратегического металла

Чистый металлический магний мягкий и высоко химически активный. Легирование повышает его прочность и коррозионную стойкость. Разработку сплавов (лигатур) ведут с 1939 года.

Магний используют в аппаратостроении. Это самый легкий металл, применяемый в авиации. И хотя крылатым обычно называют алюминий, магнию по легкости он все же уступает. В авиационном дюралюминии используют оба металла. Кстати, в заводском музее экскурсию начинают с предложения угадать, какой из четырех образцов светло-серых металлов магний, какой алюминий, а какой титан и нержавейка. Отличить можно только по весу.

Незаменим магний и в космосе. В ноябре 1970 года на Луну высадился первый самоходный планетоход. На изготовление корпуса и конструкции шасси знаменитого «Лунохода‑1» пошли соликамские магний-циркониевые лигатуры. Технологию их получения изобрел Геннадий Белкин. Он работал мастером цеха на СМЗ и учился во Всесоюзном заочном политехническом институте (Москва). Метод был столь простым и низкозатратным, что в «Гиредмете», где два года безуспешно бились над технологией и истратили более миллиона рублей (гигантские по тем временам деньги), не поверили.

«Я предложил магнийтермический способ, — писал Геннадий Белкин в своей книге «Сплав металлов и судеб». — На практике это выглядело элементарно: в ковш для выборки магния залили жидкий магний, загрузили плав тетрахлорида циркония. <…> Требуемая 20 %-я лигатура была получена с первого захода. Радость была неописуемая!» А дальше — месяцы борьбы с бюрократами. Далеко не все, особенно другие разработчики, смирились с мыслью, что им утер нос студент-заочник. На свой страх и риск ночью соликамские мастера провели серию экспериментов и разослали готовый продукт по разным институтам. Еще цитата из книги Геннадия Белкина: «Отзывы были восторженные. Новый материал пошел нарасхват в авиации, в аэрокосмической отрасли, в среднем машиностроении».

Вскоре после юбилея пресс-служба завода сообщила, что СМЗ освоил промышленный выпуск сплавов магния с неодимом, церием и лантаном. «Сплавы предназначены для высокотехнологичных отраслей промышленности. В частности, магний-неодимовый сплав применяется при создании камер сгорания авиационных двигателей», — пояснил Руслан Димухамедов.

Ванные процедуры

В первый год работы Соликамский калийный комбинат выпустил 300 т магния. В следующем вышел на полную мощность (1 тыс. т магния) — во многом благодаря инженерному таланту Степана Солякова. Он придумал технологию переработки карналлита и ванну с подведенным катодом. Об этом человеке говорили: он стоит целой группы разведчиков — в том смысле что изобретения Степана Солякова оставили позади зарубежные технологии, так что и разведданных не понадобилось.

В 1941 году СМЗ отделился от калийного производства и получил свое нынешнее название. В войну завод выпускал сплавы для двигателей и других компонентов самолетов-истребителей. Работали на предприятии в основном эвакуированные женщины и подростки 14–16 лет. Руки и шеи смазывали солидолом, по 10–12 часов не снимали противогазы: при электролизе карналлита выделяется хлор, а газоочистки тогда еще не было. Это был тяжелейший труд, но, несмотря на все, производство магния к концу войны выросло более чем вчетверо — до 5 тыс. т в год.

Отходы в доходы

Техпроцесс и оборудование на СМЗ постоянно совершенствовались. Так, в 1958 году взялись за извлечение из лопарита ценных компонентов. В 1971‑м пустили цех № 7, где и сегодня получают титан, тантал, ниобий и редкоземельные металлы (РЗМ). Технологическая схема не имеет мировых аналогов: хлор (отходы магниевого процесса) служит реагентом для редкометалльного производства, и даже хлоркалиевый флюс (отработанный электролит) — товар (сырье для удобрений).

В 2009 году на СМЗ освоили выпуск титановой губки. К жидкому хлориду титана, выделяемому из лопаритового концентрата, добавляют расплавленный металлический магний из основного техпроцесса. Титан восстанавливается до чистого металла в виде губки, а хлорид магния возвращается в магниевый техпроцесс. Блок титановой губки режут на ломти толщиной немногим больше сантиметра, измельчают и отправляют на предприятие в соседних Березниках. Там делают слитки и другие титановые полуфабрикаты.

С 2019 года на СМЗ выпускают плавы низших хлоридов титана, так как закупки у поставщиков были нестабильны. Плавы нужны для рафинирования магния. Известную технологию немного усовершенствовали. Например, вводят тетрахлорид титана прямо в титановую губку, это почти на порядок ускорило выпуск плавов.

Производство модернизируется. «Изменили конструкцию электролизеров, восстановили печь непрерывного рафинирования, она более производительная и энергоэффективная. Модернизировали литейные конвейеры, улучшили оснастку для изложниц. Пришли новые погрузчики», — перечислил Алексей Михайлов.

Разделительные перспективы

В 2023 году, с переходом в структуру «Росатома», завод включился в создание нового передела — разделения коллективного концентрата РЗМ на индивидуальные соединения. Специалисты СМЗ и компании «Русредмет» разработали технологию, идет проектирование и согласование документации, площадку под разделительный комплекс готовят к строительным работам.

«Цель — перерабатывать карбонаты редкоземельных металлов, потому что ценна не смесь, а индивидуальные элементы в форме оксидов, карбонатов, металла, — пояснила начальник цеха контроля продукции СМЗ Галина Мещурова. — Нам нужны металлический церий, неодим. Пока же для выпуска сплавов, например, приходится покупать неодим у сторонних организаций».

«Запуск разделительного комплекса позволит сформировать в России полный технологический цикл: от сырья до продукции высоких переделов. И обеспечит развитие отечественной электроники, робототехники, энергетики будущего, а также производства современных магнитов», — подытожил руководитель горнорудного дивизиона «Росатома» Владимир Верховцев.

Семейное дело

Больше десятка семей работают на СМЗ поколениями. Рекордсмены — династия Вятчаниновых: их стаж перевалил за 460 лет. Алексей Михайлов — «магниевик» в третьем поколении. «У меня здесь работали два деда, отец и дядя, — рассказал он. — Я пришел на завод в 1999 году после армии. Сначала был слесарем в цехе № 3. Заочно получил высшее образование, в том же цехе поработал в магниевой группе. В 2007 году я перешел в цех № 1 старшим мастером, с тех пор здесь».