Boksiidist alumiiniumoksiidini
Alumiiniumi ei leidu looduses kunagi metallilisel kujul. Seda ekstraheeritakse boksiidist, punakast maagist, mida kaevandatakse troopilistes ja subtroopilistes piirkondades, kus lateriitne ilmastikumõju koondab alumiiniumhüdroksiidid pinna lähedale. Maak purustatakse ja seeditakse rõhu all kuumas seebikivis, mis lahustab alumiiniumi{2}}kandvad mineraalid ning jätab maha raua- ja titaanijäägid punase mudana. Pärast selitamist, jahutamist ja sadestamist annab lahus alumiiniumhüdroksiidi, mida kaltsineeritakse umbes 1000 kraadi Celsiuse järgi, et saada peen valge pulber, mida nimetatakse alumiiniumoksiidiks. Ühe tonni metalli valmistamiseks kulub ligikaudu kaks tonni alumiiniumoksiidi ning kogu ahelat reguleerivad koostise ja omaduste standardid, nagu EN 573-3 sepistatud klasside jaoks.
Rafineerimistehaste disain on oluline, kuna kääritamise ja kaltsineerimise etapid tarbivad suurema osa ahela soojusenergiast. Kaasaegsed rafineerimistehased võtavad kaltsineerimisseadmest tagasi protsessisoojuse ja taaskasutavad kasutatud leelist suletud ahelates, mis vähendab nii kütusevajadust kui ka käideldavate jääkide mahtu.
Sulatus, elekter ja süsiniku küsimus
Primaarset alumiiniumi toodetakse Hall{0}}Heroulti protsessiga, mille käigus alumiiniumoksiid lahustatakse sulas krüoliidis ning süsinikanoodi ja elemendi katoodvoodri vahel liigub alalisvool. Vool lõhub alumiinium-hapnikusideme ja sulametall koguneb raku põrandale. Elekter on ülekaalukalt domineeriv kulu, moodustades tavaliselt umbes 40 protsenti tootmiskuludest, ja protsess vajab tänapäevastes sulatuskodades ligikaudu 13-15 MWh elektrit tonni metalli kohta. Seetõttu ehitatakse sulatusahjud odava pideva elektrienergia kõrvale: hüdroelektri- ja geotermiline varustus tagab palju väiksema süsinikuintensiivsuse tonni kohta kui kivisöel põhinev elektrienergia.
Taaskasutus muudab majandust täielikult. Sorteeritud vanaraua ümbersulatamine kasutab umbes 5 protsenti primaarse sulatamise energiast, nii et sekundaarne metall stabiliseerib hindu, puhverdab elektri-kulude kõikumisi ja annab tootmisahela järgmise etapi tootjatele usaldusväärse tee madala süsinikusisaldusega toodeteni. Ekspordimaksud ja tariifistruktuurid mõnes tootjariigis lisavad hindade kõikumist veelgi, mida ostjad juhivad pikaajaliste -tarnelepingute kaudu.
3003 ja 5052 alumiiniumi valimine
Mõlemad sulamid on levinud leht- ja spiraaltoodetes, kuid need ei ole omavahel asendatavad. 3003 on mõõduka tugevusega, suurepärase vormitavusega ja hea üldise korrosioonikindlusega alumiinium-mangaanisulam, mis teeb sellest paneelide, torustike, köögitarvete, soojusvaheti ribide ja katusepleki. {{2}{2}{101} on 3}}magneesiumisisaldusega alumiinium.2 protsenti; magneesiumi; see on märgatavalt tugevam, sellel on tavalistest mitte-kuumtöödeldud-klassidest parim korrosioonikindlus ning see toimib hästi nii laeva-, kütusepaagi--- kui ka surveanumate-teeninduses, kuna see on kitsastes kurvides vähem vormitav.
| Kinnisvara | 3003 (Al-Mn) | 5052 (Al-Mg 2,5%) |
|---|---|---|
| Tüüpiline tõmbetugevus, temperament H14 | Umbes 150 MPa | Umbes 230 MPa |
| Vormitavus ja sügavtõmme | Suurepärane | Nõutav on hea, tihedam painderaadius |
| Korrosioonikindlus | Hea enamikus atmosfäärides | Suurepärane, sealhulgas soolane vesi ja kütused |
| Keevitatavus | Hea | Hea, suurem tugevuse säilivus keevisõmbluses |
| Tüüpilised kasutusalad | Paneelid, kanalid, uimed, katusekate, kööginõud | Merekonstruktsioonid, kütusepaagid, surveanumad, veoautokered |
Tellimispraktikas tuleks alati järgida vastavat tootestandardit ja määrata koos sulam, temper, mõõtmed ja tolerantsid, sest kaks sama nimisulamit pakkuvat tarnijat võivad tarnida väga erinevaid mehaanilisi omadusi, kui temperatsioon on lahtine.
Alumiiniumpurkide trükkimine
Kahe{0}}osalise joogipurke kaunistavad-kiired pöörlevad jooned. Pärast vormimist purgi korpust pestakse, töödeldakse keemiliselt ja kuivatatakse, et tint ja lakk saaksid metalliga kokku puutuda. Kuiv-offsetprotsess kannab kujutise kumeralt trükiplaadilt tekile ja seejärel pöörlevale purki, asetades ühe käiguga aluskihi ja kuni kaheksa värvi. Iga purk kaunistatakse liinikiirusel vähem kui 0,3 sekundiga. Prinditud korpus läbib seejärel küpsetusahju, kus tinti küpsetatakse ligikaudu 150 kraadi Celsiuse järgi, ja peale kantakse läbipaistev üle-lakk, mis kaitseb kujundust täitmise, kaubaalustele panemise ja transportimise ajal kulumise eest.
Sama mähis{0}}katmise loogika kehtib ka arhitektuuri- ja seadmete lehtede puhul, kus enne vormimist kantakse lamedale mähisele värv või laminaatkile, et viimistlus oleks ühtlane ja klient väldiks värvimisliini kasutamist.
Temperatuuri tähiste mõistmine: O, H ja T
Temper räägib ostjale, mis on metalliga pärast valtsimist tehtud, ning ennustab seetõttu tugevust, kõvadust ja vormitavust. Tähekoodid määratlevad registreerimisasutused ja neid kirjeldatakse sellistes standardites nagu EN 515 ning need jagunevad kolme perekonda.
Oo tujuon täielikult lõõmutatud, kõige pehmem ja plastilisem seisund, mida kasutatakse seal, kus on vaja tugevat vormimist.
H seeriahõlmab deformatsiooni-karastatud, mitte-kuumtöödeldud-sulameid. Esimene number näitab kõvenemise tüüpi ja teine astet, nii et H32 tähendab deformatsioonikarastust ja seejärel stabiliseeritud veerand{5}kõvadeni ning H14 või H16 näitavad 3003, 5052 või 5754 lehe järk-järgult kõvemat temperamenti.
T-seeriahõlmab lahusega kuumtöötlusega tugevdatud sulameid, kus järgmised numbrid kirjeldavad järgnevat külmtööd ja vananemist. T6 tähistab lahusega töödeldud ja kunstlikult vanutatud maksimaalse tugevuseni, mis on tüüpiline 6061 ekstrusioonile, samas kui T4 on loomulikult vananenud ja T651 on venitamise teel pingevaba.
Temperatuuri sobitamine protsessiga on see, mis väldib üllatusi poes. Osa, mis tuleb painutada kitsa raadiusega, vajab O või pehmet H temperamenti, samas kui konstruktsioonikronstein vajab T6 või kõva H temperamenti ja palju suuremaid painderaadiusi.
Korduma kippuvad küsimused
K: Kuidas kaevandatakse kivist alumiiniumi?
Boksiit kaevandatakse, seeditakse kuumas seebikivis ja kaltsineeritakse valgeks alumiiniumoksiidi pulbriks, mis seejärel lahustatakse sulatatud krüoliidis ja jagatakse Hall{0}}Heroulti rakus elektrolüüsi teel, et vabastada sula alumiinium.
K: Mis vahe on 3003 ja 5052 alumiiniumil?
3003 on suurepärase vormitavuse ja mõõduka tugevusega alumiinium-mangaan, samas kui 5052 on tugevam alumiinium-magneesiumi klass, millel on suurepärane korrosioonikindlus, mis sobib kasutamiseks laevanduses ja kütusega{4}}kontaktis.
K: Miks maksab alumiinium rohkem kui teras?
Hinda juhib elekter, mitte maak: sulatamine tarbib ligikaudu 13–15 MWh tonni kohta ja võimsus moodustab umbes 40 protsenti tootmiskuludest, seega muudavad energiaturud ja ekspordimaksud alumiiniumi hindu tugevalt.
K: Mida tähendab karastus alumiiniumis?
Temper kirjeldab mehaanilist töötlemist pärast valtsimist. O on täielikult lõõmutatud ja pehmeim, H-koodid hõlmavad deformatsiooni-karastatud mitte-kuumtöödeldud-sorte, nagu H32, ja T-koodid katavad kuumtöödeldud sulameid, nagu T6.
K: Kuidas alumiiniumpurgid nii kiiresti kaunistatakse?
Pestud ja töödeldud konservikorpused läbivad kuiva{0}}offset-roorprinteri, mis asetab ühe pöördega alla 0,3 sekundit ühe pöördega aluskihi ja kuni kaheksa värvi, enne kui tint küpseb umbes 150 kraadi Celsiuse järgi.
K: Kas ringlussevõtt vähendab tõesti alumiiniumi hinda?
Jah. Vanaraua ümbersulatamiseks kulub umbes 5 protsenti esmasel sulatamisel kasutatavast energiast, mis alandab tonni hinda, stabiliseerib hindu energiaturu kõikumiste suhtes ja vähendab süsiniku intensiivsust.
