Sirovine
Aluminij ima neke od najrasprostranjenijih elemenata: nakon kisika i silicija, to je najobilniji detalj unutar zemljinog dna, čineći preko osam posto kore do deset milja i pojavljujući se u gotovo svakoj uobičajenoj stijeni.
Međutim, aluminij se ne pojavljuje u svom čistom, čeličnom obliku, već kao hidratizirani aluminijev oksid (mješavina vode i glinice) u kombinaciji sa silicijevim dioksidom, željeznim oksidom i titanijem.Najveća aluminijska ruda je boksit, nazvan po francuskom gradu Les Bauxu u kojem je 1821. pretvoren u utvrđenu. Boksit sadrži željezo i hidratizirani aluminijev oksid, pri čemu potonji predstavlja njegovu najveću sastavnu strukturu.
Trenutačno je boksita dovoljno u izobilju da se najbolje naslage sa sadržajem aluminijevog oksida od četrdeset pet posto ili više iskopavaju za proizvodnju aluminija.Koncentrirana ležišta otkrivena su na sjevernoj i južnoj hemisferi, a najveći dio rude koja se koristi u Sjedinjenim Državama dolazi iz Zapadne Indije, Sjeverne Amerike i Australije.
Budući da se boksit nalazi tako blizu zemljine površine, metode rudarenja su fantastično jednostavne.Eksplozivi se koriste za otvaranje velikih jama u ležištima boksita, nakon čega se uklanjaju vrhunski slojevi zemlje i stijena.Izložena ruda se zatim uklanja utovarivačima s prednjim čeonim pogonom, gomila u kombijima ili željezničkim vagonima i transportira u pogon za preradu.Boksit je težak (obično se jedna tona aluminija može proizvesti iz 4 do 6 tona rude), pa se, kako bi se smanjila vrijednost njegovog transporta, ovo cvijeće redovito nalazi što je moguće bliže rudnicima boksita.
Proces proizvodnje
Ekstrakcija prirodnog aluminija iz boksita uključuje postupke.Prvo se ruda rafinira kako bi se uklonile nečistoće poput željeznog oksida, silicija, titanija i vode.Zatim se dobiveni aluminijev oksid tali kako bi se dobio prirodni aluminij.Nakon toga, aluminij se valja kako bi se dobila folija.
Rafiniranje—Bayerov postupak
1. Bayerova tehnika koja se koristi za pročišćavanje boksita sastoji se od 4 koraka: probavu, racionalizaciju, taloženje i kalcinaciju.Tijekom razgradnje, boksit se cijedi i miješa s natrijevim hidroksidom prije nego što se pumpa u ogromne spremnike pod tlakom.U tim spremnicima, koji se nazivaju digestori, kombinacija natrijevog hidroksida, topline i tlaka razgrađuje rudu ravno u zasićenu otopinu natrijevog aluminata i netopivih kontaminanata, koji se talože na dno.
2. Sljedeća faza tehnike, racionalizacija, uključuje slanje otopine i kontaminanata kroz fiksne spremnike i preše.Tijekom ovog stupnja, platneni filtri hvataju zagađivače, koji se zatim mogu zbrinuti.Nakon što se još jednom filtrira, konačna otopina se transportira u rashladni toranj.
3. U sljedećoj razini, taloženju, otopina aluminijevog oksida djeluje u masivni silos, gdje je, u prilagodbi Devilleove tehnike, tekućina zasijana kristalima hidratiziranog aluminija kako bi se pospješilo stvaranje aluminijskih krhotina.Kako kristali klice mame druge kristale unutar otopine, počinju se stvarati masivne nakupine aluminijevog hidrata.Prvo se filtriraju, a zatim isperu.
4. Kalcinacija, posljednji korak unutar Bayerovog sustava za pročišćavanje, uključuje izlaganje aluminijevog hidrata previsokim temperaturama.Ova ekstremna toplina dehidrira tkaninu, ostavljajući talog izvrsnog bijelog praha: aluminijev oksid.
Taljenje
1. Taljenje, koje odvaja spoj aluminij-kisik (aluminij) proizveden uz pomoć Bayerove metode, sljedeći je korak u ekstrakciji prirodnog čeličnog aluminija iz boksita.Iako sustav koji se trenutno koristi proizlazi iz elektrolitičkog pristupa koji su u isto vrijeme izumili Charles Hall i Paul-Louis-Toussaint Héroult u kasnom devetnaestom stoljeću, on je moderniziran.Prvo, glinica se otapa u talionici, dubokoj metalnoj plijesni obloženoj ugljikom i punoj zagrijanog tekućeg vodiča koji se sastoji posebno od aluminijevog spoja kriolita.
2. Sljedeće, elektromotor prolazi kroz kriolit, uzrokujući stvaranje kore iznad vrha taline glinice.Kad se u smjesu povremeno umiješa dodatni aluminijev oksid, ova kora se lomi i jednako dobro umiješa.Kako se aluminijev oksid otapa, on se elektrolitički razgrađuje i proizvodi sloj čistog rastaljenog aluminija na najnižem dijelu ćelije za taljenje.Kisik se stapa s ugljikom koji se koristi za oblaganje stanica i izlazi u obliku ugljičnog dioksida.
3. Još uvijek u rastaljenom obliku, pročišćeni aluminij se izvlači iz ćelija za taljenje, prenosi u lončiće i prazni u peći.Na ovom stupnju, mogu se uvesti drugi čimbenici kako bi se dobile aluminijske legure sa karakteristikama prikladnim za cease proizvod, iako se folija obično izrađuje od devedeset devet,8 ili devedeset devet,9 posto čistog aluminija.Tekućina se zatim ulijeva u naprave za izravni povratni lijev, gdje se hladi u ogromne ploče koje se nazivaju "ingoti" ili "inventar za premotavanje".Nakon žarenja - toplina se koristi za poboljšanje obradivosti - ingoti su prikladni za motanje u foliju.
Alternativni pristup topljenju i lijevanju aluminija naziva se "lijevanje bez prestanka".Ovaj postupak uključuje proizvodnu liniju koja uključuje peć za taljenje, kamin za držanje rastaljenog metala, sustav prekidača, jedinicu za lijevanje, kombiniranu jedinicu kao što su potisni valjci, škare i uzde te kolica za premotavanje i zavojnicu.Obje metode proizvode popis debljina počevši od 0,125 do 0,250 inča (0,317 do 0,635 centimetara) i brojnih širina.Prednost metode kontinuiranog lijevanja je u tome što ne zahtijeva korak žarenja prije valjanja folije, kao kod načina taljenja i lijevanja, jer se žarenje rutinski provodi u cijelom sustavu lijevanja.
Rolanje folije
Nakon što je napravljen inventar folije potrebno ju je smanjiti u debljini da bi se napravila folija.Ovo se izvodi u valjaonici, u kojoj se tkanina nekoliko puta nadmašuje kroz metalne valjke koji se nazivaju radni valjci.Dok listovi (ili mreže) aluminija prolaze kroz valjke, istiskuju se tanji i istiskuju kroz prostor između valjaka.Radni valjci upareni su s težim valjcima poznatim kao pomoćni valjci, koji primjenjuju naprezanje kako bi pomogli održati postojanost valjaka slika.To omogućuje očuvanje dimenzija proizvoda unutar dopuštenih odstupanja.Slike i pomoćne role rotiraju se u suprotnim uputama.Dodaju se lubrikanti koji olakšavaju tehniku motanja.Tijekom ovog sustava valjanja, aluminij se povremeno mora žariti (tretirati toplinom) kako bi se održala njegova obradivost.
Popust folije kontrolira se pomoću podešavanja broja okretaja valjaka te viskoznosti (otpora na klizanje), količine i temperature maziva za valjanje.Razmak valjaka određuje i debljinu i trajanje izlaska folije iz mlina.Ovaj razmak se može podesiti uz pomoć podizanja ili spuštanja višeg valjka slike.Valjanjem se dobivaju dva prirodna završetka na foliji, živopisni i mat.Živopisni kraj nastaje dok folija dolazi u dodir s površinama valjka slike.Da bi se proizveo mat kraj, dva lista moraju se pakirati zajedno i smotati istovremeno;dok se to postiže, rubovi koji se međusobno dodiruju postaju mat završni.Druge tehnike mehaničke dorade, koje se obično proizvode tijekom operacija pretvorbe, mogu se koristiti za dobivanje pozitivnih uzoraka.
Dok listovi folije prolaze kroz valjke, podrezuju se i režu kružnim noževima ili noževima nalik na britvu ugrađenim u mlinu za valjanje.Obrezivanje se odnosi na rubove folije, iako rezanje podrazumijeva rezanje folije na nekoliko listova.Ovi se koraci koriste za isporuku uskih namotanih širina, za rezanje rubova premazanog ili laminiranog inventara i za dobivanje četvrtastih dijelova.Za sigurne operacije izrade i mijenjanja, mreže koje su bile polomljene tijekom valjanja moraju se spojiti i vratiti zajedno ili spojiti.Uobičajene vrste spojeva za spajanje mreža od jednostavne folije i/ili subvencionirane folije sastoje se od ultrazvučne trake, trake za toplinsko zavarivanje, trake za zavarivanje naprezanjem i električno zavarene.Ultrazvučno spajanje koristi zavarivanje u stabilnom stanju—izrađeno ultrazvučnim pretvornikom—unutar preklopljenog metala.
Završni pristupi
Za mnoga pakiranja, folija se koristi u IV / kombinaciji s različitim tvarima.Može se prekriti raznim tvarima, uključujući polimere i smole, za dekorativne, obrambene ili funkcije brtvljenja topline.Može se laminirati na papire, kartone i plastične folije.Također se može rezati, oblikovati u bilo koji oblik, tiskati, utiskivati, rezati u trake, oblagati listovima, ugravirati i anodizirati.Nakon što je folija u svojoj zadnjoj naciji, pakira se u skladu s tim i šalje klijentu.
Kontrola kvalitete
Uz kontrolu parametara kao što su temperatura i vrijeme unutar metode, gotovi proizvod od folije mora zadovoljiti pozitivne potrebe.Na primjer, utvrđeno je da jedinstveni postupci mijenjanja i prestanka pušenja zahtijevaju različite raspone suhoće folijskog poda za najbolju izvedbu.Vlaživost koju treba pogledati koristi se za određivanje suhoće.U ovom testu, izuzetne otopine etilnog alkohola u destiliranoj vodi, u povećanjima od deset posto uz pomoć količine, izlijevaju se u ravnomjernom potezu na površinu folije.Ako se ne formiraju kapljice, močivost je 0. Tehnika se nastavlja dok se ne odredi koji će minimalni postotak alkoholne otopine apsolutno namočiti folijski pod.
Druga kritična svojstva su debljina i vlačna čvrstoća.Standardne metode provjere unaprijeđene su uz pomoć Američkog društva za ispitivanje i materijale (ASTM).Debljina se utvrđuje vaganjem uzorka i mjerenjem mjesta, nakon čega se težina dijeli na uzorke izrađene od mjesta i gustoću legure.Provjeru zategnutosti folije treba pažljivo kontrolirati jer pogledajte posljedice mogu biti oštri rubovi i prisutnost malih nedostataka, kao i druge varijable.Uzorak se postavlja u zahvat i primjenjuje se vlačni ili vučni pritisak sve dok ne dođe do loma uzorka.Mjeri se tlak ili električna energija potrebna za razbijanje uzorka.
Vrijeme objave: 8. ožujka 2022