Сурови материали
Алуминият наброява някои от най-разпространените елементи: след кислорода и силиция, той е най-разпространеният детайл в земното дъно, съставляващ над осем процента от кората с интензивност от десет мили и появяващ се в почти всяка обикновена скала.
Алуминият обаче не се среща в своята чиста, стоманена форма, а алтернативно като хидратиран алуминиев оксид (смес от вода и алуминиев оксид), комбиниран със силициев диоксид, железен оксид и титаний.Най-пълноразмерната алуминиева руда е бокситът, кръстен на френския град Les Baux, в който е променен на определен през 1821 г. Бокситът носи желязо и хидратиран алуминиев оксид, като последният представлява най-голямата му съставна тъкан.
Понастоящем бокситът е достатъчно изобилен, така че най-добрите находища със съдържание на алуминиев оксид от четиридесет и пет процента или повече се добиват за производство на алуминий.Концентрирани находища са открити във всяко от северното и южното полукълбо, като най-голямата част от рудата, използвана в Съединените щати, идва от Западна Индия, Северна Америка и Австралия.
Тъй като бокситът се намира толкова близо до земната повърхност, методите за добив са фантастично лесни.Експлозивите се използват за отваряне на големи ями в бокситни легла, след което върховите слоеве от пръст и скали се разчистват.След това откритата руда се отстранява с челни товарачи, натрупва се в микробуси или железопътни вагони и се транспортира до преработвателния завод.Бокситът е тежък (обикновено един тон алуминий може да бъде произведен от 4 до 6 тона руда), така че, за да се намали стойността на транспортирането му, тези цветя редовно се намират възможно най-близо до бокситните мини.
Производственият процес
Извличането на естествен алуминий от боксит включва процедури.Първо, рудата се рафинира, за да се отърве от примеси като железен оксид, силициев диоксид, титаний и вода.След това полученият алуминиев оксид се топи, за да се достави естествен алуминий.След това алуминият се валцува, за да се получи фолио.
Рафиниране—процес на Байер
1. Техниката на Байер, използвана за рафиниране на боксит, включва 4 стъпки: смилане, рационализиране, утаяване и калциниране.По време на нивото на смилане, бокситът се подлага и се смесва с натриев хидроксид преди да бъде изпомпван в огромни резервоари под налягане.В тези резервоари, наричани биореактори, комбинацията от натриев хидроксид, топлина и налягане разгражда рудата до наситен разтвор от натриев алуминат и неразтворими замърсители, които се утаяват на дъното.
2. Следващата фаза на техниката, рационализацията, включва изпращане на разтвора и замърсителите през фиксирани резервоари и преси.По време на тази степен платнените филтри улавят замърсителите, които след това могат да бъдат изхвърлени.След като бъде филтриран още веднъж, крайният разтвор се транспортира до охладителна кула.
3. В следващото ниво, утаяване, разтворът на алуминиев оксид действа в масивен силоз, където, в адаптация на техниката на Deville, течността се посява с кристали от хидратиран алуминий, за да се насърчи образуването на алуминиеви остатъци.Тъй като зародишните кристали привличат други кристали в разтвора, започват да се образуват масивни бучки алуминиев хидрат.Те първо се филтрират, след което се изплакват.
4. Калцинирането, последната стъпка в системата за рафиниране на Bayer, включва излагане на алуминиевия хидрат на прекомерни температури.Тази екстремна топлина дехидратира тъканта, оставяйки остатък от отличен бял прах: алуминиев оксид.
Топене
1. Топенето, което отделя алуминиево-кислородното съединение (алуминий), произведено с помощта на метода на Байер, е следващата стъпка в извличането на естествен стоманен алуминий от боксит.Въпреки че използваната в момента система произлиза от електролитния подход, изобретен едновременно от Чарлз Хол и Пол-Луи-Тусен Еру в края на деветнадесети век, тя е модернизирана.Първо, алуминиевият оксид се разтваря в мобилно устройство за топене, дълбока метална плесен, покрита с въглерод и пълна с нагрят течен проводник, който е съставен по-специално от алуминиевото съединение криолит.
2. След това през криолита се минава електрически задвижван контемпатор, което води до образуване на кора върху върха на стопилката на алуминий.Когато периодично се разбърква допълнителен алуминиев оксид в сместа, тази кора се разбива и се разбърква също толкова добре.Докато алуминиевият оксид се разтваря, той се разлага електролитно, за да се получи слой от чист, разтопен алуминий в най-долната част на клетката за топене.Кислородът се слива с въглерода, използван за покриване на клетката, и излиза под формата на въглероден диоксид.
3. Все още в разтопена форма, пречистеният алуминий се изтегля от топилните клетки, прехвърля се в тигели и се изпразва в пещи.При тази степен могат да бъдат въведени други фактори, за да се осигурят алуминиеви сплави с характеристики, подходящи за продукта, въпреки че фолиото обикновено се изработва от деветдесет и девет.8 или деветдесет и девет.9 процента чист алуминий.След това течността се излива в приспособления за директно отливане, където се охлажда в огромни плочи, наричани „блокове“ или „превъртане на инвентар“.След като бъдат закалени - топлината се използва за подобряване на обработваемостта - слитъците са подходящи за навиване във фолио.
Алтернативен подход за топене и леене на алуминий се нарича "нон-стоп леене".Тази процедура включва производствена линия, която включва пещ за топене, камина за поддържане на разтопения метал, превключваща система, леярска единица, комбинирана единица като прищипващи ролки, ножици и юзди, както и кола за навиване и намотка.И двата метода произвеждат списък с дебелини, започващи от 0,125 до 0,250 инча (0,317 до 0,635 сантиметра) и различни ширини.Предимството на метода на непрекъснато леене е, че той не изисква етап на отгряване преди валцоването на фолио, както и методът на топене и леене, тъй като отгряването се извършва рутинно в цялата леярска система.
Ролно фолио
След като се направи инвентарът на фолиото, трябва да се намали дебелината му, за да се направи фолиото.Това се извършва във валцова мелница, в която тъканта се превъзхожда няколко пъти чрез метални ролки, наречени работни ролки.Тъй като листовете (или мрежите) от алуминий преминават през ролките, те се изстискват по-тънки и се екструдират през пространството между ролките.Работните ролки са съчетани с по-тежки ролки, известни като резервни ролки, които прилагат напрежение, за да поддържат стабилността на ролките с картини.Това позволява да се запазят размерите на продукта в допустимите отклонения.Картините и резервните ролки се въртят в противоположни инструкции.Добавени са лубриканти за улесняване на техниката на търкаляне.По време на тази система на валцуване алуминият от време на време трябва да се отгрява (обработва топлинно), за да се запази неговата обработваемост.
Отстъпката на фолиото се контролира с помощта на регулиране на оборотите на ролките и вискозитета (устойчивостта на плъзгане), количеството и температурата на смазките за валцуване.Разстоянието между ролките определя както дебелината, така и продължителността на фолиото, напускащо мелницата.Тази празнина може да се регулира с помощта на повдигане или спускане на по-високата ролка с картини.Разточването създава два естествени завършека на фолиото, ярки и матови.Яркият край се получава, докато фолиото влиза в контакт с повърхностите на ролката на картините.За да се получи матовият край, два листа трябва да бъдат опаковани заедно и навити на руло едновременно;докато това се постига, ръбовете, които се допират всеки различен, стават с матово покритие.Други техники за механично довършване, обикновено произвеждани по време на операции по преобразуване, могат да се използват за осигуряване на положителни модели.
Докато листовете фолио преминават през ролките, те се подрязват и нарязват с кръгли или подобни на бръснач ножове, инсталирани в мелницата.Изрязването се отнася до ръбовете на фолиото, дори когато нарязването включва разрязване на фолиото на няколко листа.Тези стъпки се използват за доставяне на тънки навити ширини, за подрязване на ръбовете на инвентар с покритие или ламиниране и за осигуряване на квадратни части.За сигурни операции по изработка и промяна, платната, които са били счупени през цялото време на валцуване, трябва да бъдат съединени, върнати заедно или снадени.Обичайните типове снаждания за свързване на платна от обикновено фолио и/или субсидирано фолио се състоят от ултразвукова, термозаваряваща лента, запечатваща под напрежение лента и електрически заварени.Ултразвуковото снаждане използва заваръчен шев в стабилно състояние - направен с ултразвуков преобразувател - в рамките на припокрития метал.
Довършителни подходи
За много опаковки фолиото се използва в IV / комбинация с различни вещества.Може да бъде покрит с голямо разнообразие от вещества, които включват полимери и смоли, за декоративни, защитни или топлозапечатващи функции.Може да се ламинира върху хартии, картони и пластмасови филми.Може също така да бъде изрязан, оформен във всякаква форма, отпечатан, релефен, нарязан на ленти, покрит с листове, гравиран и анодизиран.След като фолиото е в последната си нация, то се опакова по съответния начин и се изпраща до клиента.
Контрол на качеството
В допълнение към контрола по време на метода на такива параметри като температура и време, завършеният продукт от фолио трябва да отговаря на положителни изисквания.Например, установено е, че единствените по рода си процедури за смяна и спиране, които се използват, изискват различни нива на сухота на фолиото за най-добро представяне.За определяне на сухотата се използва омокряемост.При този тест изключителни разтвори на етилов алкохол в дестилирана вода, на стъпки от десет процента с помощта на количеството, се изсипват с равномерно движение върху повърхността на фолиото.Ако не се образуват капки, омокряемостта е 0. Техниката се поддържа, докато се определи какъв минимален процент алкохолен разтвор ще намокри абсолютно фолиото.
Други критични свойства са дебелината и якостта на опън.Стандартните методи за проверка бяха усъвършенствани с помощта на Американското общество за изпитване и материали (ASTM).Дебелината се определя чрез претегляне на образец и измерване на мястото му, след което теглото се разделя на направените от мястото екземпляри на плътността на сплавта.Проверката на напрежението на фолиото трябва да се контролира внимателно, защото погледнете последствията могат да бъдат страдания от твърди ръбове и наличие на малки дефекти, както и други променливи.Шаблонът се позиционира в захват и се прилага натиск на опън или издърпване, докато настъпи счупване на шаблона.Измерва се налягането или електричеството, необходимо за разрушаване на модела.
Време на публикуване: 8 март 2022 г