L-aluminju jilħaq is-suq permezz ta' katina ta' erba' operazzjonijiet differenti ħafna: irfinar tal-mineral f'alumina pura, tnaqqis ta' dik l-alumina għal metall imdewweb, ikkastjar tal-metall fi stokk nofsu-lest, u iffurmar ta' dak l-istokk f'partijiet lesti. Kull stadju għandu l-bilanċ tal-materjal tiegħu, id-domanda għall-enerġija u l-kontrolli tal-kwalità, u l-parametri stabbiliti fl-istadji bikrija jiddeterminaw dak li jista 'jinkiseb downstream.
Irfinar tal-Bauxite f'Alumina
Il-katina tibda bil-boksajt, mineral lateritiku rikk fl-ossidi tal-aluminju idrati. Il-proċess Bayer jinħall il-mineral f'idrossidu tas-sodju sħun taħt pressjoni, u jikkonverti l-minerali li jġorru l-aluminju f'aluminat tas-sodju solubbli filwaqt li l-komposti li jġorru ħadid, titanju u silika jibqgħu insolubbli. Dan ir-residwu, magħruf bħala tajn aħmar, jiġi ffiltrat u maħżun f'għadajjar ta 'konteniment inġinerija minħabba l-alkalinità u l-volum għoli tiegħu.
Il-likur ta' l-aluminat tas-sodju ċċarat jitkessaħ u jinżera' f'tankijiet ta' preċipitazzjoni, fejn l-idrossidu ta' l-aluminju jikkristallizza fuq diversi jiem. Il-kristalli jinħaslu u mbagħad jiġu kalċinati fi fran rotanti f'madwar 1,000 C biex ikeċċu l-ilma marbut kimikament, u b'hekk tagħti alumina anidruża (Al2O3).
Il-bilanċ materjali huwa l-aktar mod ċar biex tiġġudika l-iskala ta 'dan il-pass. Bejn wieħed u ieħor 4 sa 5 tunnellati ta 'boksajt huma kkunsmati biex jipproduċu 2 tunnellati ta' alumina, u r-raffinar huwa wieħed mill-istadji l-aktar intensivi fl-enerġija tal-katina kollha. Il-kontenut tas-silika fil-mineral huwa l-mutur ewlieni tal-ispiża, minħabba li s-silika reattiva tikkonsma soda kawstika u żżid il-konsum kemm tal-alkali kif ukoll tal-enerġija.
Tidwib fiċ-Ċelloli ta' Hall-Heroult
L-alumina tiġi kkonvertita f'aluminju metalliku permezz ta 'tnaqqis elettrolitiku fiċ-ċelloli miksija bil-karbonju. L-alumina hija maħlula fi krijolit imdewweb f'madwar 950 C, li jbaxxi t-temperatura tax-xogħol għal livell li huwa prattiku għal tħaddim kontinwu filwaqt li jżomm l-elettrolit konduttiv.
L-anodi tal-karbonju jidħlu fil-banju u jiġu kkunsmati kontinwament, u jirrilaxxaw id-dijossidu tal-karbonju hekk kif l-ossiġnu mill-alumina jingħaqad mal-karbonju. Il-kurrent dirett fil-medda ta '150,000 sa 300,000 amperes għal kull linja taċ-ċelluli jaqsam ir-rabta tal-ossiġnu tal-aluminju, u l-aluminju mdewweb, li huwa aktar dens mill-banju, jiġbor fil-qiegħ taċ-ċellula. Il-metall jiġi sifonat kull 24 sa 48 siegħa u trasferit fi kuċċarini lejn id-dar mitfugħa.
Il-konsum tal-enerġija huwa l-ispiża operattiva dominanti. Ċellula moderna tikkonsma bejn wieħed u ieħor 13 sa 15 kWh għal kull kilogramma ta 'aluminju prodott, u l-anodi u l-kisi taċ-ċelluli huma konsumabbli li għandhom jiġu sostitwiti fuq ċiklu ppjanat. Huwa għalhekk li l-funderiji jinsabu fejn l-elettriku huwa kemm irħis kif ukoll stabbli, u għaliex gwadann inkrementali fl-effiċjenza attwali jissarrfu direttament fi spejjeż u prestazzjoni tal-karbonju.
Tidwib u Rolling fi Prodotti Semi-Leti
Il-metall likwidu jiġi kkonvertit fi stokk semi-lest fid-dar mitfugħa. Ikkastjar dirett chill (DC) jipproduċi ċangaturi rolling sa madwar 30 tunnellata għal prodotti ċatti, flimkien ma 'billetti ta' estrużjoni għal prodotti twal. Il-parametri tal-ikkastjar, partikolarment ir-rata tat-tkessiħ, jikkontrollaw l-istruttura tal-ingott u l-ammont ta 'segregazzjoni li trid titneħħa aktar tard.
Omoġenizzazzjoni:ċangaturi jinżammu f'500 sa 600 C għal ċikli ta '8 sa 24 siegħa biex jinħall u jitqassmu mill-ġdid elementi segregati u biex l-istruttura tkun uniformi għall-irrumblar.
Irrumblar bis-sħana:il-ħxuna titnaqqas minn madwar 600 mm 'l isfel għal 2 sa 10 mm f'mitħna tar-rivers permezz ta' passaġġi multipli f'temperatura elevata.
Irrumblar fil-kesħa:il-coil irrumblat bis-sħana huwa aktar imnaqqas għal gauges preċiżi, 'l isfel għal madwar 0.006 mm għall-fojl, b'tolleranza tal-ħxuna miżmuma f'madwar aktar jew nieqes 3 fil-mija.
Ittemprar intermedju:tiġi applikata ttemprar 350 C bejn l-istadji tal-irrumblar kiesaħ biex terġa 'tiġi dduttilità sabiex aktar tnaqqis ikun possibbli mingħajr qsim tat-tarf.
Il-kontroll tal-gauge, il-flatness u l-indafa tal-wiċċ huma mmonitorjati kontinwament f'dan l-istadju, minħabba li difett tal-irrumblar ma jistax jiġi kkoreġut aktar tard fil-katina tal-proċess.
Metodi ta' Formazzjoni u Formazzjoni
Stokk nofsu lest huwa kkonvertit għal ġeometrija lesta b'waħda minn diversi rotot, kull waħda mqabbla mad-daqs tal-parti, it-tolleranza u l-volum tal-produzzjoni:
Estrużjoni:billetti msaħħna għal madwar 500 C huma mbuttati minn die fi pressjonijiet sa bejn wieħed u ieħor 100 MPa, li jipproduċu profili ta 'sezzjoni trasversali kostanti twal għall-kostruzzjoni, trasport u użu elettriku.
Forġa tad-die magħluqa:metall sħun huwa ffurmat bejn imut imqabbla sabiex il-fluss tal-qamħ isegwi l-mogħdija tat-tagħbija, u huwa għalhekk li komponenti ta 'sospensjoni u istering foloz iġorru tagħbijiet ta' għeja għolja.
Die casting bi pressjoni għolja:metall imdewweb huwa injettat fl-azzar imut fi pressjonijiet 'il fuq minn madwar 70 MPa, li jagħti ħitan irqaq, ħdejn partijiet forma netta għal housings u parentesi b'rati ta' ċiklu għoli.
Tpinġija fil-fond:folja hija miġbuda fi tazzi u mbagħad miġbud mill-ġdid biex isiru laned tax-xorb mingħajr saldatura u kontenituri simili b'ħitan irqaq.
Manifattura addittiva:tidwib selettiv tal-lejżer jibni parentesi kumplessi u qlub tal-iskambjatur tas-sħana saff b'saff, rotta użata fejn għodda konvenzjonali ma tkunx prattiku.
Trattament tal-wiċċ u Irfinar
Irfinar jiddetermina kif il-parti twettaq fis-servizz u kemm iżżomm id-dehra tagħha.
Anodizzazzjoni:proċess elettrolitiku li jikber saff ta 'ossidu poruż sa madwar 25 mikron ħxuna, użat għal profili arkitettoniċi u prodotti tal-konsumatur fejn l-ebusija u r-reżistenza tat-temp huma importanti.
Kisi tat-trab:saff ta 'polimeru applikat b'mod elettrostatiku vulkanizzat f'madwar 200 C, li jagħti kulur durabbli u t-temp fil-beraħ.
Kisi tal-konverżjoni:film kimiku rqiq li jtejjeb l-adeżjoni taż-żebgħa u jżid protezzjoni kontra l-korrużjoni mingħajr ma jbiddel id-dimensjonijiet, użat ħafna għal komponenti aerospazjali u awtomotivi.
Illustrar u tfarfir mekkaniċi:jipproduċu uċuħ dekorattivi u ta 'frizzjoni baxxa għal applikazzjonijiet arkitettoniċi u ta' apparat.
Texturing bil-lejżer:joħloq mikro skanalaturi kkontrollati li jtejbu ż-żamma tal-lubrikant fuq uċuħ li jiżżerżqu u għodod li jiffurmaw.
Mistoqsijiet Frekwenti
Q: Kemm hija meħtieġa boksajt biex tagħmel l-alumina?
Bħala figura ta 'ħidma, 4 sa 5 tunnellati ta' boksajt huma kkunsmati biex jipproduċu 2 tunnellati ta 'alumina. Il-proporzjon eżatt jiddependi fuq il-kontenut ta 'alumina disponibbli tal-mineral u fuq kemm silika reattiva trid tiġi rrifjutata waqt id-diġestjoni.
Q: X'inhu t-tajn aħmar u għaliex huwa maħżun fl-għadajjar?
It-tajn aħmar huwa r-residwu li ma jinħallx li jitħalla wara d-diġestjoni tal-bauxite, magħmul minn komposti li jġorru ħadid, titanju u silika flimkien ma 'alkali residwu. L-alkalinità u l-volum tiegħu jeħtieġu konteniment inġinerija, u huwa l-oġġett ewlieni tal-ġestjoni ambjentali tal-istadju tar-raffinar.
Q: Għaliex il-krijolit jintuża fit-tidwib tal-aluminju?
Il-krijolit jinħall l-alumina u jħalli t-tnaqqis jaħdem f'madwar 950 C, sew taħt il-punt tat-tidwib tal-alumina pura. Dik it-temperatura aktar baxxa hija dik li tagħmel l-elettroliżi industrijali kontinwa prattika.
Q: Kemm elettriku jeħtieġ it-tidwib?
Ċellula ta 'tnaqqis moderna tikkonsma madwar 13 sa 15 kWh għal kull kilogramma ta' aluminju, li tagħmel l-ispiża tal-enerġija u l-istabbiltà tal-enerġija l-fatturi deċiżivi fil-post tal-funderija.
Q: X'inhi d-differenza bejn ir-rolling bis-sħana u l-irrumblar kiesaħ?
Irrumblar bis-sħana inaqqas il-ħxuna taċ-ċangatura minn madwar 600 mm għal 2 sa 10 mm f'temperatura elevata, fejn il-metall huwa artab u t-tnaqqis għal kull pass jista 'jkun kbir. Irrumblar kiesaħ imbagħad jieħu l-coil għall-kejl finali, 'l isfel għal madwar 0.006 mm, b'tolleranza ta' ħxuna ħafna aktar stretta u finitura tal-wiċċ aħjar.
Q: Liema proċess ta 'formazzjoni għandu jintgħażel għal parti partikolari?
Estrużjoni suits profili ta 'sezzjoni trasversali kostanti, forġa suits tagħbija li jġorru partijiet li jeħtieġu fluss favorevoli tal-qamħ, die casting suits thin walled housings f'volum għoli, tpinġija fil-fond suits kontenituri mingħajr saldatura, u manifattura addittiv suits volum baxx ġeometriji kumplessi.
