Toored materjalid
Alumiinium sisaldab mõningaid maksimaalselt ohtraid elemente: peale hapniku ja räni on see kõige rikkalikum detail maapõues, moodustades üle kaheksa protsendi maakoorest kuni kümne miili intensiivsusega ja esinedes peaaegu igas tavalises kivimis.
Alumiinium ei esine siiski puhtal terasel, vaid hüdraatunud alumiiniumoksiidina (vee ja alumiiniumoksiidi segu) koos ränidioksiidi, raudoksiidi ja titaanoksiidiga.Kõige täissuuruses alumiiniumimaak on boksiit, mis sai nime Prantsusmaa Les Bauxi linna järgi, kus see 1821. aastal määrati. Boksiit kannab endas rauda ja hüdraatunud alumiiniumoksiidi, kusjuures viimane on selle suurim koostiskangas.
Praegu on boksiiti piisavalt palju, nii et alumiiniumi valmistamiseks kaevandatakse parimad ladestised, mille alumiiniumoksiidi sisaldus on 45 protsenti või rohkem.Kontsentreeritud maardlaid leitakse mõlemal põhja- ja lõunapoolkeral, kusjuures suurim osa USA-s kasutatavast maagist pärineb Lääne-Indiast, Põhja-Ameerikast ja Austraaliast.
Kuna boksiiti leidub nii maapinna lähedal, on kaevandamismeetodid fantastiliselt lihtsad.Lõhkeaineid kasutatakse boksiidikihtides suurte süvendite avamiseks, misjärel puhastatakse pinnase ja kivimite tipud.Paljastunud maak eemaldatakse seejärel frontaallaaduritega, kuhjatakse kaubikutesse või raudteevagunitesse ja transporditakse töötlemistehasesse.Boksiit on raske (tavaliselt saab 4–6 tonnist maagist toota üks tonn alumiiniumi), mistõttu selle transportimise väärtuse vähendamiseks paigutatakse need lilled regulaarselt boksiidikaevandustele võimalikult lähedale.
Tootmisprotsess
Loodusliku alumiiniumi ekstraheerimine boksiidist hõlmab protseduure.Esiteks rafineeritakse maak, et vabaneda lisanditest, nagu raudoksiid, ränidioksiid, titaanoksiid ja vesi.Seejärel sulatatakse saadud alumiiniumoksiid, et saada naturaalne alumiinium.Pärast seda rullitakse alumiinium fooliumi saamiseks.
Rafineerimine – Bayeri protsess
1. Boksiidi rafineerimiseks kasutatav Bayeri tehnika koosneb neljast etapist: seedimine, ratsionaliseerimine, sadestamine ja kaltsineerimine.Lagundamise ajal kihistatakse boksiit ja segatakse naatriumhüdroksiidiga varem, kui see pumbatakse suurtesse survestatud mahutitesse.Nendes paakides, mida nimetatakse käärititeks, lõhub naatriumhüdroksiidi, soojuse ja rõhu kombinatsioon maagi naatriumaluminaadi ja lahustumatute saasteainete küllastunud vastuseks, mis settib põhja.
2. Tehnika järgmine etapp, ratsionaliseerimine, hõlmab lahuse ja saasteainete saatmist läbi fikseeritud mahutite ja presside.Selle aja jooksul püüavad riidest filtrid saasteained kinni, mida saab seejärel kõrvaldada.Pärast uuesti filtreerimist transporditakse lõplik lahus jahutustorni.
3. Järgmisel tasemel, sademe, toimib alumiiniumoksiidi lahus massiivseks silohoidjaks, kus Deville'i tehnika kohandamisel külvatakse vedelik hüdraatunud alumiiniumi kristallidega, et soodustada alumiiniumijäätmete teket.Kui seemnekristallid meelitavad lahusesse teisi kristalle, hakkavad moodustuma massiivsed alumiiniumhüdraadi tükid.Need filtreeritakse esmalt välja ja seejärel loputatakse.
4. Kaltsineerimine, viimane samm Bayeri täiustamissüsteemis, hõlmab alumiiniumhüdraadi kokkupuudet ülemäärase temperatuuriga.See äärmuslik soojus kuivatab kanga, jättes maha suurepärase valge pulbri jäägi: alumiiniumoksiid.
Sulatamine
1. Sulatamine, mis eraldab Bayeri meetodi abil toodetud alumiinium-hapniku ühendi (alumiiniumoksiid), on järgmine etapp loodusliku terasest alumiiniumi ekstraheerimisel boksiidist.Kuigi praegu kasutatav süsteem tuleneb elektrolüütilisest lähenemisviisist, mis leiutati samaaegselt Charles Halli ja Paul-Louis-Toussaint Héroult'i poolt üheksateistkümnenda sajandi lõpus, on seda moderniseeritud.Esiteks lahustatakse alumiiniumoksiid sulatusmobiilis, sügavas metallis hallituses, mis on vooderdatud süsinikuga ja täis kuumutatud vedelikujuhti, mis koosneb eelkõige alumiiniumühendist krüoliidist.
2. Järgmisena juhitakse krüoliidist läbi elektritoitega kaasaegne seade, mille tulemusena tekib alumiiniumoksiidi sulatise tipu kohale koorik.Kui segusse segatakse perioodiliselt täiendavat alumiiniumoksiidi, puruneb see koorik ja segatakse sama hästi.Kui alumiiniumoksiid lahustub, laguneb see elektrolüütiliselt, moodustades sulatuselemendi alumisel kihil puhta sula alumiiniumikihi.Hapnik ühineb raku vooderdamiseks kasutatava süsinikuga ja väljub süsinikdioksiidi kujul.
3. Sula kujul eemaldatakse puhastatud alumiinium sulatuskambritest, kantakse tiiglitesse ja tühjendatakse ahjudesse.Sellel tasemel saab kasutusele võtta ka muid tegureid, et tagada alumiiniumisulamitele, millel on lakkamistootele sobivad omadused, kuigi tavaliselt valmistatakse foolium üheksakümne üheksa,8 või üheksakümne üheksa,9 protsendi ulatuses puhtast alumiiniumist.Seejärel valatakse vedelik otse tagasilöökide valamise vidinatesse, kus see jahtub tohututeks plaatideks, mida nimetatakse "valuplokkideks" või "ümberrullimiseks".Pärast lõõmutamist – töödeldavuse parandamiseks töödeldakse kuumusega – sobivad valuplokid fooliumiks rullimiseks.
Alternatiivset lähenemist alumiiniumi sulatamisele ja valamisele nimetatakse pidevaks valamiseks.See protseduur hõlmab tootmisliini, mis sisaldab sulatusahju, sulametalli sisaldavat säilituskaminat, lülitussüsteemi, valuseadet, kombineeritud seadet, nagu pigistusrullid, nikerdus ja valjad, ning kerimis- ja mähisvagunit.Mõlemad meetodid toodavad inventari paksusega vahemikus 0,125 kuni 0,250 tolli (0,317 kuni 0,635 sentimeetrit) ja mitme laiusega.Pideva valamise meetodi eeliseks on see, et see ei nõua fooliumi valtsimisele eelnevat lõõmutamisetappi, nagu ka sulatamise ja valamise puhul, kuna lõõmutamine toimub rutiinselt kogu valusüsteemis.
Rulli foolium
Pärast fooliumi inventuuri tegemist tuleb fooliumi valmistamiseks selle paksust vähendada.Seda tehakse valtsimistehases, kus kangast ületatakse mitmel korral metallrullide abil, mida nimetatakse töörullideks.Kui alumiiniumist lehed (või kangad) liiguvad läbi rullide, pressitakse need õhemaks ja pressitakse läbi rullidevahelise ruumi.Töörullid on ühendatud raskemate rullidega, mida nimetatakse varurullideks, mis avaldavad pinget, et aidata hoida maalirullide püsivust.See võimaldab säilitada toote mõõtmed tolerantside piires.Maalid ja varurullid pöörlevad vastupidiste juhiste järgi.Rullimistehnika hõlbustamiseks on lisatud määrdeaineid.Selle valtsimissüsteemi ajal tuleb alumiiniumi töövõime säilitamiseks aeg-ajalt lõõmutada (soojustöödelda).
Fooliumi allahindlust juhitakse rullide pöörete arvu ja rullmäärdeainete viskoossuse (libisemiskindluse), koguse ja temperatuuri reguleerimise abil.Rullivahe määrab nii veskist väljuva fooliumi paksuse kui ka kestuse.Seda vahet saab reguleerida kõrgema maalirulli tõstmise või langetamise abil.Rullimine annab fooliumile kaks loomulikku viimistlust, erksat ja matti.Elav ots tekib siis, kui foolium puutub kokku maalirulli pindadega.Mati otsa valmistamiseks tuleb kaks lehte kokku pakkida ja korraga rullida;Kuigi see on saavutatud, saavad üksteisega kokku puutuvad servad mattkattega.Positiivsete mustrite saamiseks võib kasutada muid mehaanilisi viimistlustehnikaid, mida tavaliselt toodetakse konverteerimisoperatsioonide käigus.
Kui fooliumilehed tulevad läbi rullide, lõigatakse need valtsveskisse paigaldatud ümmarguste või žiletitaoliste nugadega.Kärpimine viitab fooliumi äärtele, isegi kui lõikamine hõlmab fooliumi lõikamist mitmeks leheks.Neid samme kasutatakse õhukeste spiraalilaiuste varustamiseks, kaetud või lamineeritud inventari servade trimmimiseks ja ruudukujuliste osade saamiseks.Valmistamis- ja vahetamisoperatsioonide tagamiseks tuleb kogu valtsimise käigus purunenud kangid kokku ühendada või kokku ühendada.Lihtsa fooliumi ja/või subsideeritud fooliumiga võre ühendamiseks kasutatavad ühendusliigid koosnevad ultraheli-, kuumtihenduslindist, pingetihenduslindist ja elektrikeevitusest.Ultraheli liitmik kasutab kattuvas metallis stabiilse olekuga keevisõmblust, mis on valmistatud ultrahelianduriga.
Viimistlusviisid
Paljude pakendite puhul kasutatakse fooliumi intravenoosselt / kombinatsioonis erinevate ainetega.Seda saab katta mitmesuguste ainetega, sealhulgas polümeeride ja vaigudega, et täita dekoratiivseid, kaitsvaid või soojapidavaid funktsioone.Seda saab lamineerida paberile, papile ja plastfilmidele.Seda saab ka lõigata, vormida mis tahes kujul, trükkida, reljeefne, ribadeks lõigata, lehtedele tõmmata, söövitada ja anodeerida.Kui foolium on viimases kasutuses, pakitakse see vastavalt ja saadetakse kliendile.
Kvaliteedi kontroll
Lisaks selliste parameetrite nagu temperatuur ja aeg meetodis reguleerimisele peab valmis fooliumtoode vastama positiivsetele vajadustele.Näiteks on leitud, et ainulaadsed muutmisprotseduurid ja loobumisprotseduurid nõuavad fooliumpõrandal parima jõudluse saavutamiseks erinevat kuivusvahemikku.Kuivuse määramiseks kasutatakse märguvust.Selles katses valatakse fooliumi pinnale ühtlase liigutusega etüülalkoholi erandlikud lahused destilleeritud vees, koguse toel kümneprotsendiliste sammudega.Kui tilka ei teki, on märguvus 0. Seda tehnikat hoitakse seni, kuni tehakse kindlaks, kui suur minimaalne alkoholilahuse protsent fooliumpõranda absoluutselt märjaks teeb.
Teised kriitilised omadused on paksus ja tõmbetugevus.Standardsed kontrollimeetodid töötati välja Ameerika Testimise ja Materjalide Ühingu (ASTM) abiga.Paksus määratakse proovi kaalumise ja selle koha mõõtmise teel, misjärel massi jagamisel tehtud kohanäidetega saadakse sulami tihedus.Fooliumi pinge kontrollimist tuleb hoolikalt kontrollida, sest kui heita pilk, tagajärjeks võivad olla karmid servad ja väikesed defektid, aga ka muud muutujad.Muster asetatakse haardesse ja rakendatakse tõmbe- või tõmbesurvet kuni mustri purunemiseni.Mõõdetakse mustri purustamiseks vajalik rõhk või elektrienergia.
Postitusaeg: 08.03.2022