Råvarer
Aluminium teller noen av de mest rikelige elementene: etter oksygen og silisium er det den mest omfattende detaljen som bestemmes inne i jordbunnen, og utgjør over åtte prosent av jordskorpen til en intensitet på ti miles og vises i nesten hver vanlig bergart.
Aluminium forekommer imidlertid ikke i sin rene stålform, men alternativt som hydratisert aluminiumoksid (en blanding av vann og aluminiumoksid) kombinert med silika, jernoksid og titanoksid.Den mest store aluminiummalmen er bauxitt, oppkalt etter den franske byen Les Baux som den endret seg til, bestemt i 1821. Bauksitt bærer jern og hydrert aluminiumoksid, hvor sistnevnte representerer det største stoffet.
For tiden er bauxitt rikelig nok til at de beste forekomstene med et aluminiumoksidinnhold på førtifem prosent eller mer utvinnes for å lage aluminium.Konsentrerte forekomster er oppdaget på hver den nordlige og sørlige halvkule, med maksimalt av malmen som brukes i USA kommer fra Vestindia, Nord-Amerika og Australia.
Siden bauxitt forekommer så nær jordens overflate, er gruvemetoder utrolig enkle.Sprengstoff brukes til å åpne opp store groper i bauxittbed, hvoretter topplagene med skitt og stein blir ryddet bort.Den eksponerte malmen fjernes deretter med frontlastere, stables i varebiler eller jernbanevogner og transporteres til prosessanlegget.Bauksitt er tungt (vanligvis kan ett tonn aluminium produseres fra 4 til 6 tonn av malmen), så for å redusere verdien av å transportere den, er disse blomstene regelmessig plassert så nært bauxittgruvene som mulig.
Produksjonsprosessen
Å utvinne naturlig aluminium fra bauxitt innebærer prosedyrer.Først raffineres malmen for å bli kvitt urenheter som jernoksid, silika, titaniumoksid og vann.Deretter blir det resulterende aluminiumoksidet smeltet for å tilføre naturlig aluminium.Etter det rulles aluminiumet for å gi folie.
Raffinering—Bayer-prosess
1. Bayer-teknikken som brukes til å foredle bauxitt inneholder 4 trinn: fordøyelse, rasjonalisering, utfelling og kalsinering.Under fordøyelsesnivået blir bauxitten gulv og blandet med natriumhydroksid tidligere enn å pumpes inn i enorme trykktanker.I disse tankene, referert til som kokere, bryter kombinasjonen av natriumhydroksid, varme og trykk ned malmen rett til et mettet svar av natriumaluminat og uløselige forurensninger, som legger seg til bunnen.
2. Den neste fasen av teknikken, rasjonalisering, innebærer å sende løsningen og forurensningene gjennom en fast av tanker og presser.I løpet av denne graden fanger stofffiltre opp forurensningene, som deretter kan kastes.Etter å ha blitt filtrert igjen, transporteres den ultimate løsningen til et kjøletårn.
3. I det neste nivået, nedbør, virker aluminiumoksidløsningen inn i en massiv silo, der væsken i en tilpasning av Deville-teknikken blir sådd med krystaller av hydratisert aluminium for å fremme dannelsen av aluminiumsrester.Når frøkrystallene lokker andre krystaller i løsningen, begynner det å dannes massive klumper av aluminiumhydrat.Disse blir først filtrert ut og deretter skylt.
4. Kalsinering, det aller siste trinnet i Bayer-foredlingssystemet, inkluderer å utsette aluminiumshydratet for høye temperaturer.Denne ekstreme varmen dehydrerer stoffet, og etterlater en rest av utmerket hvitt pulver: aluminiumoksid.
Smelting
1. Smelting, som skiller aluminium-oksygenforbindelsen (aluminiumoksyd) produsert ved hjelp av Bayer-metoden, er følgende trinn i utvinning av naturlig stålaluminium fra bauxitt.Selv om systemet som brukes i dag stammer fra den elektrolytiske tilnærmingen som ble oppfunnet samtidig gjennom Charles Hall og Paul-Louis-Toussaint Héroult på slutten av det nittende århundre, har det blitt modernisert.Først oppløses aluminaen i en smeltemobil, en dyp metallmugg foret med karbon og full av en oppvarmet væskeleder som er sammensatt spesielt av aluminiumsforbindelsen kryolitt.
2. Deretter kjøres en elektrisk drevet moderne gjennom kryolitten, noe som får en skorpe til å danne seg over toppen av aluminasmelten.Når ekstra alumina med jevne mellomrom røres inn i blandingen, brytes denne skorpen og røres like godt inn.Når aluminaen løses opp, spaltes den elektrolytisk for å produsere et lag med rent, smeltet aluminium på den nederste delen av smeltecellen.Oksygenet smelter sammen med karbonet som brukes til å føre cellene og slipper ut i form av karbondioksid.
3. Fortsatt i smeltet form trekkes det rensede aluminiumet fra smeltecellene, overføres til digler og tømmes i ovner.På denne graden kan andre faktorer introduseres for å gi aluminiumslegeringer egenskaper som passer til sluttproduktet, selv om folie vanligvis er laget av nittini,8 eller nittini,9 prosent rent aluminium.Væsken helles deretter inn i støpeutstyr med direkte tilbakeslag, hvor den avkjøles til enorme plater referert til som "blokker" eller "reroll inventar."Etter å ha blitt glødet – varmebehandlet for å forbedre bearbeidbarheten – er blokkene egnet til å rulle til folie.
En alternativ tilnærming til smelting og støping av aluminium kalles "non-stop støping."Denne prosedyren involverer en produksjonslinje som inkluderer en smelteovn, en holdepeis som består av det smeltede metallet, et brytersystem, en støpeenhet, en kombinasjonsenhet som klemruller, skjær og hodelag, og en opprullings- og spolebil.Begge metodene produserer en beholdning av tykkelser som starter fra 0,125 til null,250 tommer (0,317 til 0,635 centimeter) og med tallrike bredder.Fordelen med den kontinuerlige støpemetoden er at den ikke krever et glødetrinn før folievalsing, slik som smelte- og støpemåten, fordi gløding utføres rutinemessig gjennom hele støpesystemet.
Rullende folie
Etter at foliebeholdningen er laget, må den reduseres i tykkelse for å lage folien.Dette utføres i et valseverk, der stoffet overgås flere ganger gjennom metalliske ruller kalt arbeidsruller.Når arkene (eller banene) av aluminium passerer gjennom rullene, blir de presset tynnere og ekstrudert gjennom rommet mellom rullene.Arbeidsrullene er sammenkoblet med tyngre ruller kjent som backup-ruller, som påfører stress for å opprettholde stabiliteten til malerirullene.Dette gjør det mulig å bevare produktdimensjonene innenfor toleranser.Maleriene og reserverullene roterer i motsatte instruksjoner.Smøremidler tilsettes for å lette rulleteknikken.Under dette valsesystemet må aluminiumet av og til glødes (varmebehandles) for å opprettholde bearbeidbarheten.
Rabatten på folien styres ved hjelp av justering av rpm på rullene og viskositeten (motstanden mot gli), mengde og temperatur på rullesmøremidlene.Valsegapet bestemmer både tykkelsen og varigheten av folien som forlater møllen.Dette gapet kan justeres ved hjelp av å heve eller senke den høyere malerirullen.Rolling gir to naturlige finisher på folien, levende og matt.Den levende enden produseres mens folien kommer i kontakt med maleriets rulleflater.For å produsere den matte enden, må to ark pakkes sammen og rulles samtidig;mens det er oppnådd, har kantene som berører hverandre en matt finish.Andre mekaniske etterbehandlingsteknikker, vanligvis produsert under konverteringsoperasjoner, kan brukes for å gi positive mønstre.
Når foliearkene kommer gjennom rullene, blir de trimmet og slisset med sirkulære eller barberhøvellignende kniver installert ved valsemøllen.Trimming refererer til kantene på folien, selv om skjæring innebærer å kutte folien i flere ark.Disse trinnene brukes til å gi slanke kveilede bredder, for å trimme kantene på belagt eller laminert inventar, og for å gi firkantede deler.For sikre fabrikasjons- og endringsoperasjoner, må duk som har blitt brutt gjennom hele valsingen, skjøtes sammen eller skjøtes.Vanlige typer skjøter for å bli medlem av baner av enkel folie og/eller subsidiert folie består av ultralyd, varmeforseglingstape, spenningsforseglingstape og elektrisk sveiset.Ultralydskjøten bruker en sveis i stabil tilstand – laget med en ultralydsvinger – innenfor det overlappede metallet.
Etterbehandling nærmer seg
For mange pakker benyttes folie i IV / kombinasjon med forskjellige stoffer.Den kan dekkes med en lang rekke stoffer, som inkluderer polymerer og harpikser, for dekorative, defensive eller varmeforseglende funksjoner.Den kan lamineres til papir, papp og plastfilmer.Den kan også kuttes, formes til hvilken som helst form, trykkes, preges, kuttes i strimler, arkes, etses og anodiseres.Når folien er i sin aller siste nasjon, pakkes den deretter og sendes til kunden.
Kvalitetskontroll
I tillegg til metodekontroll av parametere som temperatur og tid, må det ferdige folieproduktet oppfylle positive behov.For eksempel har enestående endringsprosedyrer og sluttbruker vist seg å kreve ulike områder av tørrhet på foliegulvet for best ytelse.En titt på fuktbarheten brukes til å bestemme tørrheten.I denne testen helles eksepsjonelle løsninger av etylalkohol i destillert vann, i trinn på ti prosent ved hjelp av mengde, i en jevn bevegelse på folieoverflaten.Hvis det ikke dannes dråper, er fuktbarheten 0. Teknikken opprettholdes til det er bestemt hvilken minimal prosentandel av alkoholløsningen som absolutt vil fukte foliegulvet.
Andre kritiske egenskaper er tykkelse og strekkfasthet.Standard sjekkmetoder ble avansert ved hjelp av American Society For Testing and Materials (ASTM).Tykkelsen bestemmes ved å veie en prøve og måle dens plass, hvoretter deling av vekten gjennom laget av stedet viser legeringstettheten.Spenningskontroll av folie må kontrolleres nøye fordi ta en titt på konsekvensene kan lide av tøffe kanter og tilstedeværelsen av små defekter, så vel som andre variabler.Mønsteret er plassert i et grep og et strekk- eller trekktrykk påføres til brudd i mønsteret oppstår.Trykket eller elektrisiteten som kreves for å bryte mønsteret måles.
Innleggstid: Mar-08-2022