Майже 40% світового виробництва електролітичного алюмінію базується на «технічній основі»

Весна 2026 року, в Шеньяні, район Хепін, площа Малу-вань у середині вулиці: потоки транспорту рухаються безперервно. Поруч із західним боком площі впритул стоять два будинки — один високий, інший низький. Один — старий будинок японської цегляно-бетонної конструкції, закладений у 1931 році: сірі цеглини, темні покрівельні дахи, мов годинник — тихо й незмінно; інший — сучасний офісний будинок зі скляним фасадом: клацання клавіатур і приглушені розмови хвилями здіймаються знову й знову, а на планшеті інженерів відображаються тривимірне моделювання, імітаційний аналіз і розрахункові прогнози даних.

Дуже мало хто знає, що цей, здавалося б, звичайний куточок — «виток» алюмінієвої промисловості Китаю. Технології, що виходять звідси, нині приводять у рух майже 40% світових потужностей з виробництва первинного алюмінію методом електролізу, змушуючи Китай із країни, яка повністю залежала від імпорту через нестачу алюмінію, вирости на того, хто формує правила на світовій мапі алюмінієвої індустрії. Саме тут розташована Shenyang Aluminum & Magnesium Design & Research Institute Co., Ltd. (далі — Шеньянський алюмінієво-магнієвий інститут). Упродовж 75 років вогні в Малу-вань висвітлювали шлях китайської алюмінієвої промисловості: від «з нуля» до «міцно стояти на ногах», від перших кроків до лідерства у світі.

Крок за кроком, через труднощі

У момент заснування Нового Китаю, у 1949 році, по всій країні виробляли лише 10 тонн алюмінію — від цього залежала безпека оборони.

У сірій будівлі в Шеньяні, Малу-вань, піонери нової промисловості Нового Китаю ютілися в тісних офісах, працюючи безперервно всю ніч за програмою «Першого п’ятирічного плану».

У березні 1951 року на базі Шеньянського алюмінієво-магнієвого інституту виник його попередник — Бюро цивільного будівництва та проєктування при колишньому Міністерстві індустрії Північно-Східного регіону. Тоді креслення створювалися виключно інженерами, які за допомогою циркулів і лінійок кожну лінію виводили по черзі на креслярських дошках; дані ж рахувалися за допомогою рахівниці та ручних калькуляторів. Саме за таких умов вони спроєктували перший у Новому Китаї завод з електролізу алюмінію — Фушуньський алюмінієвий завод, перший завод з глинозему — Шаньдунський алюмінієвий завод та ще понад десять «перших» для Нового Китаю.

У 1952 році 31 дівчина, середній вік яких був менше 22 років, сформувала «Тридцять восьму жіночу вимірювальну команду» — це перша жіноча вимірювальна команда в Новому Китаї. Вони несли на плечах прилади вагою понад 20 кілограмів, мандрували горами й хащами, змінювали праве плече на ліве після того, як ліве опухало; вдень виконували вимірювання, а ввечері в світлі олійних ламп впорядковували дані.

За неповними підрахунками, лише у період «Першого п’ятирічного плану» звідси до всієї країни було направлено понад 2000 фахівців у галузі металургії, розвідки та проєктування. Крихітні «іскри» розліталися в Пекін, Гуйян, Наньчан, Куньмін тощо, швидко розгортаючи технологічну мапу китайської алюмінієвої промисловості.

На початку 1950-х років у нас застосовували бічні вставні слоти, завезені з Радянського Союзу. Технічні працівники Шеньянського алюмінієво-магнієвого інституту наполегливо досліджували й у середині 1960-х років розробили технологію верхніх слотів на Фушуньському алюмінієвому заводі. З входом у епоху реформ і відкритості з’явилися й нові виклики. У 1978 році Китай імпортував технологію великої передпідготовленої комірки на 160 kA компанії з виробництва легких металів у Японії; тоді в країні ще використовували електролізні ванни самообпаленого анода з високим рівнем забруднення та великою енергоємністю. Хоча завезений тип ванни мав проблеми — високу температуру комірки, погано формовані бічні стінки печі, багато відкладів, низький строк служби — шокуючим для китайської алюмінієвої галузі стало його передове автоматизоване керування та очищення газів.

Справжня кампанія «засвоєння, поглинання й повторне інноваційне створення» була розгорнута в Малу-вань. Майстер проєктування з дизайну електролізних заводів Ян Жуйсян переробив частину електролізних ванн четвертої серії на Фушуньському алюмінієвому заводі в 23 ванни з боковим подаванням шихти та передпідпаленими анодами на 135 kA, провівши експеримент із розширення ванн. У листопаді 1979 року їх запустили в роботу — це стало початком на шляху до масштабування великих потужностей. Згодом цей тип ванн застосували під час будівництва на Баотоу-ському алюмінієвому заводі, а у 1987 році він отримав другу премію державної науково-технічної прогресивної нагороди.

У 1990-х роках Шеньянський алюмінієво-магнієвий інститут розробив великі попередньообпалені анодні електролізні ванни через дослідження з числового моделювання, створивши серію SY. У 21 столітті технічна команда на чолі з Ян Сяодуном провела складне проєктування з імітацією на основі вже наявної серії SY. Для перевірки даних магнітного поля техніки проводили в спекотних цехах по десятки годин поспіль, а чернетки з оптимізацією конфігурації шин складалися купами по всій кімнаті.

Невпинність принесла плоди. Великі передпідготовлені анодні електролізні ванни серії SY характеризуються обґрунтованою конфігурацією шин, стабільністю гідромагнітного потоку, хорошим тепловим балансом і системою інтелектуального багаторежимного керування електролізом тощо. У 2001 році спроєктовані Шеньянським алюмінієво-магнієвим інститутом електролізні ванни серії SY на 300 kA встановили історичний рекорд виходу на проектну потужність; згодом рекорди безперервно оновлювалися.

Лідерство у світі

У 2013 році за участю Шеньянського алюмінієво-магнієвого інституту успішно запустили ключовий проєкт Державної програми 863 — 12 надвеликих електролізних ванн на 600 kA.

У 2017 році проєкт оптимізації та модернізації технологій електролізу алюмінію компанії «National Aluminum Indonesia» був оголошений для глобальних торгів. Це був прискіпливий покупець: приїхали суперники світового рівня. Конкуренти спроєктували 5 випробувальних ванн, а Шеньянський алюмінієво-магнієвий інститут — 3. Після півтора року випробувального строку в конкурента було 3 відмови з 5 ванн, тоді як 3 ванни Шеньянського інституту мали відмінні технічні показники, а вартість інвестицій була нижчою. Власник без вагань обрав китайське рішення.

У цей момент міжнародний ринок нарешті усвідомив: технології китайської алюмінієвої промисловості можна довіряти, а китайські ванни непомітно вже очолювали світ.

Нині електролізні ванни на 660 kA вже є реальністю в Китаї — на висоті, якої людство ніколи не досягало за понад 100 років із часу винаходу Холла—Еруфа під час масштабування виробництва алюмінію методом електролізу.

Новий шлях

Минуло 75 років — і вогні Малу-вань не лише не потьмяніли, а й у хвилях нової епохи стали ще яскравішими.

У Баотоу триває робота над проєктом третьої черги електролізного алюмінію «Хуаюнь». Це перший у галузі завод цифрових двійників у справжньому розумінні. Постачання Шеньянського алюмінієво-магнієвого інституту — це вже не просто креслення, а тривимірний цифровий завод, який працює синхронно з фізичним заводом. Керівники, лише трохи торкнувшись екрана, можуть бачити в режимі реального часу температуру, напругу та співвідношення молекул електролізних ванн за тисячі кілометрів. Раніше це можна було робити лише за досвідом майстрів «на око, слух і нюх», а тепер це перетворилося на точний потік даних.

Перед цілями «подвійного вуглецю» непомітно відбувається зелена революція. Технологія «цифрові алюмінієві електролізні ванни з мультиджерельним моніторингом і регулюванням у регіоні», яку розробив Шеньянський алюмінієво-магнієвий інститут самостійно, зменшила середній коефіцієнт ефекту електролізу на 40%, а ефективність за струмом значно зросла; водночас у сфері енергозбереження та екологічності вони розробили «надтонкокрапельну горизонтальну систему десульфуризації», енерговитрати якої знижуються більш ніж на 35% порівняно з традиційними технологіями.

У 2024 році архів Шеньянського алюмінієво-магнієвого інституту, що містить 250 тисяч томів і понад 600 тисяч креслень, було внесено до переліку Центральних підприємств щодо промислової культурної спадщини. Тут є креслення першого в Новому Китаї заводу з глинозему, проєктні ескізи понад 500 заводів з алюмінію, магнію, кремнію й титану. Ці пожовклі папери зберігають не лише технічні параметри, а й духовну спадкоємність китайської алюмінієвої промисловості — безперервний саморозвиток і прагнення вперед.