כיצד נוצר רדיד האלומיניום

חומרי גלם

האלומיניום מונה כמה מהיסודות השופעים המקסימליים: אחרי חמצן וסיליקון, זהו הפרט הנרחב ביותר שנקבע בתוך רצפת כדור הארץ, מרכיב למעלה משמונה אחוזים מהקרום בעוצמה של עשרה קילומטרים ומופיע כמעט בכל סלע נפוץ.

עם זאת, אלומיניום אינו מופיע בצורת הפלדה הטהורה שלו אלא לחילופין כתחמוצת אלומיניום hydrated (תערובת של מים ואלומינה) בשילוב עם סיליקה, תחמוצת ברזל וטיטניה.עפרת האלומיניום בגודל מלא ביותר היא בוקסיט, הנקראת על שם העיירה הצרפתית Les Baux שבה היא הפכה להיות נקבעה בשנת 1821. באוקסיט נושאת ברזל ותחמוצת אלומיניום hydrated, כאשר האחרונה מייצגת את הבד המרכיב הגדול ביותר שלה.

נכון לעכשיו, בוקסיט מצוי בשפע מספיק כך שמרבצים מיטביים עם תכולת תחמוצת אלומיניום של ארבעים וחמישה אחוזים או יותר נכרים לייצור אלומיניום.מרבצים מרוכזים מתגלים בכל חצי הכדור הצפוני והדרומי, כאשר מקסימום העפרות המשמשות בארצות הברית מגיעות מאיי הודו המערבית, צפון אמריקה ואוסטרליה.

מכיוון שבוקסיט קורה כל כך קרוב לפני השטח של כדור הארץ, שיטות הכרייה הן קלות להפליא.חומרי נפץ משמשים לפתיחת בורות גדולים בערוגות בוקסיט, ולאחר מכן מפנים את שכבות השיא של עפר וסלע.לאחר מכן מסירים את העפרה החשופה באמצעות מעמיסים קדמיים, נערמים בטנדרים או בקרונות רכבת, ומועברים לחיי מפעלי העיבוד.באוקסיט כבד (בדרך כלל, ניתן לייצר טון אחד של אלומיניום מ-4 עד 6 טון מהעפרה), ולכן, כדי להפחית את ערך הובלתו, פרחים אלה ממוקמים באופן קבוע קרוב ככל האפשר למכרות הבוקסיט.

תהליך הייצור

הפקת אלומיניום טבעי מבוקסיט כרוכה בהליכים.ראשית, העפרה מזוקקת כדי להיפטר מזיהומים כמו תחמוצת ברזל, סיליקה, טיטאניה ומים.לאחר מכן, תחמוצת האלומיניום שנוצרת מותכת כדי לספק אלומיניום טבעי.לאחר מכן, האלומיניום מגולגל כדי לספק נייר כסף.

זיקוק-תהליך באייר

1. טכניקת באייר המשמשת לחידוד הבוקסיט מכילה 4 שלבים: עיכול, רציונליזציה, משקעים והסתיידות.במהלך רמת העיכול, הבוקסיט הוא רצפה ומעורב עם נתרן הידרוקסיד מוקדם יותר משאיבתו למיכלים ענקיים בלחץ.במיכלים אלה, המכונים מעכלים, השילוב של נתרן הידרוקסיד, חמימות ולחץ מפרק את העפרה ישר לתשובה רוויה של נתרן אלומינאט ומזהמים בלתי מסיסים, אשר שוקעים לקרקעית.
2. השלב הבא של הטכניקה, רציונליזציה, כרוך בשליחת התמיסה והמזהמים דרך מתקן של מיכלים ומכבשים.במהלך תואר זה, מסנני בד לוכדים את המזהמים, אשר לאחר מכן ניתן להיפטר מהם.לאחר סינון פעם נוספת, התמיסה האולטימטיבית מועברת למגדל קירור.
3.בשלב הבא, משקעים, תמיסת תחמוצת האלומיניום פועלת לממגורה מסיבית, שבה, בהתאמה של טכניקת דוויל, זורעים בנוזל גבישים של אלומיניום hydrated כדי לקדם את היווצרות פסולת אלומיניום.כאשר גבישי הזרע מפתים גבישים אחרים בתוך התמיסה, מתחילים להיווצר גושים אדירים של הידרט אלומיניום.אלה מסוננים תחילה ולאחר מכן נשטפים.
4. סילוק, השלב האחרון בתוך מערכת העידון של באייר, כולל חשיפת הידרט האלומיניום לטמפרטורות מוגזמות.החום הקיצוני הזה מייבש את הבד ומשאיר שאריות של אבקה לבנה מעולה: תחמוצת אלומיניום.

התכה

1.התכה, המפרידה בין תרכובת אלומיניום-חמצן (אלומינה) המיוצרת בעזרת שיטת באייר, היא השלב הבא בהפקת אלומיניום טבעי מפלדה מבוקסיט.למרות שהמערכת בשימוש כיום נובעת מהגישה האלקטרוליטית שהומצאה בעת ובעונה אחת באמצעות צ'ארלס הול ופול-לואי-טוסה הרולט בסוף המאה התשע-עשרה, היא עברה מודרניזציה.ראשית, האלומינה מומסת בניידת התכה, טחב מתכת עמוק מרופד בפחמן ומלא במוליך נוזלי מחומם המורכב במיוחד מתרכובת האלומיניום קריוליט.

2. בשלב הבא, עכשווי מופעל חשמלי מתנהל דרך הקריוליט, מה שגורם לקרום להיווצר מעל פסגת ההמסה של האלומינה.כאשר מעת לעת מערבבים אלומינה נוספת לתוך התערובת, הקרום הזה נשבר ומערבבים פנימה בצורה יפה.כאשר האלומינה מתמוססת, היא מתפרקת באופן אלקטרוליטי לייצור שכבה של אלומיניום טהור ומותך על החלק התחתון של תא ההיתוך.החמצן מתמזג עם הפחמן המשמש לציפוי התא ובורח בתוך הצורה של פחמן דו חמצני.

3. עדיין בצורה מותכת, האלומיניום המטוהר נשאב מתאי ההיתוך, מועבר לכור היתוך ומרוקן לתנורים.בדרגה זו, ניתן להכניס גורמים אחרים כדי לספק לסגסוגות אלומיניום מאפיינים המתאימים למוצר הפסקת, אם כי לרוב עשוי נייר כסף מתשעים 9.8 או תשעים 9.9 אחוז אלומיניום טהור.לאחר מכן יוצקים את הנוזל לתוך גאדג'טים של יציקה ישירה לאחור, שבהם הוא מתקרר לתוך לוחות ענק המכונים "מטילי" או "מלאי מחדש".לאחר חישול - טיפול בחום כדי לשפר את יכולת העבודה - המטילים מתאימים לגלגול לנייר כסף.

גישה חלופית להתכה ויציקת האלומיניום נקראת "יציקה ללא הפסקה".הליך זה כולל קו ייצור הכולל תנור היתוך, אח לשמירה על המתכת המותכת, מערכת מתגים, יחידת יציקה, יחידה משולבת כגון גלילי צביטה, גזירה ורסן, ומכונית סליל לאחור.שתי השיטות מייצרות מלאי של עוביים החל מ-0.100 25 עד 0.250 אינץ' (0.317 עד 0.635 סנטימטר) ושל רוחבים רבים.הרווח של שיטת היציקה הרציפה הוא בכך שהיא אינה מצריכה שלב חישול לפני גלגול נייר הכסף, וכך גם אופן ההיתוך והיציקה, מכיוון שהחישול מתבצע באופן שגרתי בכל מערכת היציקה.

נייר כסף לגלגול

לאחר יצירת מלאי נייר הכסף, יש להפחית את עוביו כדי ליצור את נייר הכסף.זה מבוצע במפעל גלגול, שבו הבד עובר מספר מקרים באמצעות גלילים מתכתיים הנקראים גלילי עבודה.כאשר יריעות (או קורי) האלומיניום עוקפות דרך הגלילים, הן נסחטות דק יותר ומחולצות דרך החלל שבין הגלילים.גלילי העבודה משודכים לגלילים כבדים יותר המכונים גלילי גיבוי, אשר מפעילים לחץ כדי לעזור לשמור על יציבות גלילי הציורים.זה מאפשר לשמור על מידות המוצר בתוך סובלנות.הציורים וגלילי הגיבוי מסתובבים בהוראות מנוגדות.חומרי סיכה מתווספים כדי להקל על טכניקת הגלגול.במהלך מערכת גלגול זו, מדי פעם יש לבצע חישול (טיפול בחום) האלומיניום כדי לשמור על יכולת העבודה שלו.

ההנחה של נייר הכסף נשלטת בעזרת התאמת הסל"ד של הגלילים והצמיגות (ההתנגדות לגלישה), כמות וטמפרטורה של חומרי הסיכה הגלגולים.פער הגלגול קובע הן את העובי והן את משך הרדיד היוצא מהטחנה.ניתן להתאים את הפער הזה בעזרת הרמה או הורדה של גליל הציורים הגבוה יותר.גלגול מייצר שני גימורים טבעיים בנייר הכסף, חי ומאט.הקצה החי מיוצר בזמן שהרדיד בא במגע עם משטחי גליל הציורים.כדי לייצר את הקצה המט, יש לארוז שני יריעות יחד ולגלגל בו זמנית;למרות שזה מושג, הקצוות הנוגעים בכל אחד מהשני מגיעים לגימור מט.ניתן להשתמש בטכניקות גימור מכניות אחרות, המיוצרות בדרך כלל במהלך פעולות ההמרה, כדי לספק דפוסים חיוביים.

כאשר יריעות נייר הכסף עוברות דרך הגלילים, הן נגזזות ומחורצות בסכינים עגולים או דמויי סכין גילוח המותקנים במפעל הגליל.זמירה מתייחסת לשולי נייר הכסף, אפילו שחיתוכו כרוכה בחיתוך של נייר הכסף למספר יריעות.שלבים אלה משמשים לאספקת רוחב מפותל דק, לקצוץ קצוות של מלאי מצופה או למינציה, ולספק חלקים מרובעים.עבור פעולות ייצור ושינוי בטוחות, יש לחבר קורים שנשברו לאורך כל הגלגול ולהחזירם יחד, או לחבור.סוגים נפוצים של חיבורים להפיכתם לחברים של רשתות של נייר כסף פשוט ו/או נייר כסף מסובסד מורכבים מסרט אולטראסוני, סרט איטום חום, סרט איטום מתח ומרותך חשמלי.השחוג האולטראסוני עושה שימוש בריתך במצב יציב - שנעשה עם מתמר אולטראסוני - בתוך המתכת החופפת.

גישות סיום

עבור חבילות רבות, נייר כסף משמש ב-IV / שילוב עם חומרים שונים.ניתן לכסות אותו במגוון רחב של חומרים, הכוללים פולימרים ושרף, לפונקציות דקורטיביות, הגנתיות או אטימות חמימות.זה יכול להיות למינציה על ניירות, קרטון, וסרטי פלסטיק.ניתן גם לחתוך, ליצור אותו בכל צורה, להדפיס, להטביע, לחתוך לרצועות, לחתוך, לחרוט ולאלגון.ברגע שהרדיד נמצא במדינה האחרונה שלו, הוא נארז בהתאם ונשלח ללקוח.

בקרת איכות

בנוסף לשליטה בשיטה של ​​פרמטרים כגון טמפרטורה וזמן, מוצר נייר הכסף המושלם צריך לעמוד בצרכים חיוביים.לדוגמה, אחד מסוגי שינוי הליכים והפסקת השימוש בהם נמצאו דורשים טווחי יובש שונים על רצפת נייר הכסף לביצועים הטובים ביותר.בדיקת יכולת הרטבה משמשת כדי להחליט על היובש.בבדיקה זו יוצקים תמיסות יוצאות דופן של אלכוהול אתילי במים מזוקקים, במרווחים של עשרה אחוזים בעזרת כמות, בתנועה אחידה על משטח נייר הכסף.אם לא נוצרות טיפות, יכולת ההרטבה היא 0. הטכניקה נמשכת עד שנקבע איזה אחוז מינימלי של תמיסת אלכוהול ירטיב לחלוטין את רצפת נייר הכסף.

תכונות קריטיות נוספות הן עובי וחוזק מתיחה.שיטות בדיקה סטנדרטיות קודמו בסיוע האגודה האמריקאית לבדיקות וחומרים (ASTM).העובי נקבע באמצעות שקילת דגימה ומדידה של מקומה, ולאחר מכן חלוקת המשקל דרך העשויים של המקום מציגה את צפיפות הסגסוגת.יש לשלוט בקפידה על בדיקת מתח מתוך נייר כסף, כי תסתכל על ההשלכות עשויות להיות סובל מקצוות קשים ונוכחות של פגמים קטנים, כמו גם משתנים אחרים.התבנית ממוקמת באחיזה ולחץ מתיחה או משיכה מופעל עד להתרחשות שבר של התבנית.הלחץ או החשמל הנדרשים כדי לשבור את התבנית נמדדים.