Получение магния, так же как и получение металлического алюминия, осуществляется путем электролиза расплавленной массы, состоящей из безводных хлоридов магния, калия и натрия. Электролиз происходит в электролитической ванне при температуре около 750°С, где электроэнергия принимает непосредственное участие в технологическом процессе. Это обстоятельство обусловливает необходимость поддержания постоянного уровня энергоснабжения в период осуществления основного процесса, для целей которого обычно расходуется около 85% от всей потребности электроэнергии.
Снижение нормального уровня энергоснабжения в порядке диспетчерского регулирования в целом недопустимо, что объясняется, по заключению технологов, в частности Л. С. Кульницкого [67J, следующими его отрицательными последствиями:
- Перерывы в подаче тока на длительный срок приводят к застыванию (замораживанию) расплавленного электролита, превращающегося в застывшем виде в непроводник — изолятор, что в свою очередь приводит к порче ванны и, следовательно, к ее перемонтажу, т. е. к крупным материальным ущербам, определяющимся в размере около 50% от полной стоимости ванны и 10% от полной стоимости электролита, постоянно находящегося в ванне.
- Частые, но кратковременные перерывы в подаче тока расстраивают работу электролизной ванны и повышают удельный расход электроэнергии.
- Нормальный режим работы электролизной ванны требует стабильности расчетной величины силы тока и напряжения, отклонения от которых сильно нарушают технологический процесс электролиза.
- Снижение нормального уровня энергоснабжения приводит к следующим энергоэкономическим последствиям (по данным Кульницкого):
Характер перерыва | Примерная длительность перерыва тока (в часах) | Длительность простоя оборудования (в часах) | Недовыработка продукции на 1000 кВтч недоотпущенной энергии за 1 простой (в кг) |
Удорожание себестоимости продукции, отнесенной на 1000 кВтч недоотпущенной энергии (в руб.) |
1 случай, когда во время перерыва электролит остывает, но еще остается в жидком состоянии | 1 | 2 | 100—110 | 700 |
2 случай, когда за время перерыва тока электролит остывает до тестообразного состояния | 3 | 24 | 1300 | 8400 |
3 случай, когда за время перерыва тока электролит остывает до твердого состояния | 6 | 1030 | 60000 | 38000 |
Здесь не включены указанные выше дополнительные расходы, связанные с порчей и демонтажем ванны, которые неизбежны в третьем случае перерыва в подаче тока.
Как показывают соответствующие расчеты, дополнительные капиталовложения в сезонное магниевое производство в несколько раз больше, чем капитальные затраты на создание энергетической базы для круглогодовой работы. Кроме того, эксплуатационные расходы при сезонном производстве значительно больше, чем при круглогодовой его работе. Эти дополнительные ежегодные издержки не могут быть компенсированы уменьшением стоимости электроэнергии.
Наряду с изложенным, как указывает Л. С. Кульницкий [67], сезонное производство имеет следующие очень серьезные недостатки:
- Недоиспользуется сезонная рабочая сила, количество которой при установленной мощности завода в 50 тыс. кВт доходит до 2500—3000 человек.
- Ухудшаются и осложняются условия хранения сырья (соли магния, которые весьма гигроскопичны и требуют при длительном хранении герметической посуды), а также готовой продукции. Так металлический магний является коррозионно неустойчивым металлом, и хранение его в большом количестве представляет серьезные затруднения.
- Повышается удельный расход электроэнергии, что вызывается более частыми пусками и остановками электролизеров.
- Ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда, так как при остановке и пуске ванны увеличивается выход хлорного газа.
По данным одного из магниевых заводов, структура себестоимости продукции этого производства представляется в следующем виде:
сырье, основные и вспомогательные материалы | — 23,7% |
топливо и пар | — 1,7% |
электроэнергия | — 20,8% |
амортизация | — 13,0% |
зарплата производственному персоналу | — 14,8% |
общезаводские расходы | — 10,3% |
цеховые расходы | - 15,70% |
Всего | 100 % |
Расход электроэнергии на 1000 руб. продукции составляет 2300 кВтч, а число часов использования максимума — 7500.
При этой структуре себестоимости и других исходных данных: основные производственно-энергоэкономические показатели имеют следующие значения:
Таким образом, экономика производства магния с общенародно- хозяйственной точки зрения почти не допускает регулирования режима энергопотребления.
