Alyuminiy bozorga to'rt xil operatsiya zanjiri orqali chiqadi: rudani sof aluminaga qayta ishlash, bu aluminani eritilgan metallga aylantirish, metallni yarim tayyor zaxiraga-quyish va bu zaxirani tayyor qismlarga shakllantirish. Har bir bosqichda o'z moddiy balansi, energiya talabi va sifat nazorati mavjud va dastlabki bosqichlarda o'rnatilgan parametrlar quyi oqimda nimaga erishish mumkinligini aniqlaydi.
Boksitni aluminaga qayta ishlash
Zanjir gidratlangan alyuminiy oksidlariga boy laterit rudasi boksitdan boshlanadi. Bayer jarayoni rudani bosim ostida issiq natriy gidroksidda eritib, alyuminiy tarkibidagi minerallarni eruvchan natriy aluminatga aylantiradi, temir, titan va kremniy birikmalari esa erimaydi. Qizil loy deb ataladigan bu qoldiq ishqoriyligi va yuqori hajmi tufayli filtrlanadi va muhandislik suv omborlarida saqlanadi.
Tozalangan natriy aluminat eritmasi sovutiladi va alyuminiy gidroksid bir necha kun davomida kristallanadi. Kristallar yuviladi va keyin aylanuvchi pechlarda taxminan 1000 C haroratda kaltsiylanadi va kimyoviy bog'langan suvni haydab chiqaradi va suvsiz alumina (Al2O3) hosil qiladi.
Moddiy muvozanat - bu bosqichning ko'lamini baholashning eng aniq usuli. 2 tonna alumina ishlab chiqarish uchun taxminan 4-5 tonna boksit sarflanadi va tozalash butun zanjirning eng energiya talab qiladigan bosqichlaridan biridir. Ruda tarkibidagi kremniy dioksidi asosiy xarajat omilidir, chunki reaktiv silika gidroksidi va energiya sarfini oshiradi.
Hallda eritish-Geroult Cells
Alyuminiy oksidi uglerod bilan qoplangan hujayralardagi elektrolitik qaytarilish orqali metall alyuminiyga aylanadi. Alumina eritilgan kriolitda taxminan 950 C da eritiladi, bu elektrolit o'tkazuvchanligini saqlab turganda doimiy ishlash uchun amaliy bo'lgan ish haroratini pasaytiradi.
Uglerod anodlari vannaga tushadi va doimiy ravishda iste'mol qilinadi, aluminadan kislorod uglerod bilan birlashganda karbonat angidridni chiqaradi. Har bir hujayra chizig'iga 150 000 dan 300 000 ampergacha bo'lgan to'g'ridan-to'g'ri oqim alyuminiy kislorod aloqasini ajratadi va eritilgan alyuminiy vannadan zichroq bo'lib, hujayraning pastki qismida to'planadi. Metall har 24 dan 48 soatgacha sifonlanadi va cho'michlarda quyma uyga o'tkaziladi.
Energiya iste'moli asosiy operatsion xarajatlardir. Zamonaviy hujayra ishlab chiqarilgan bir kilogramm alyuminiy uchun taxminan 13 dan 15 kVt soatgacha iste'mol qiladi va anodlar va hujayra qoplamasi rejalashtirilgan tsiklda almashtirilishi kerak bo'lgan sarf materiallaridir. Shuning uchun eritish zavodlari elektr energiyasi arzon va barqaror bo'lgan joyda joylashgan va joriy samaradorlikning ortib borayotgan o'sishi to'g'ridan-to'g'ri xarajat va uglerod ko'rsatkichlariga aylanadi.
Yarim{0}}tayyor mahsulotlarga quyish va prokat qilish
Suyuq metall quyma zavodda yarim tayyor zaxiraga aylantiriladi. To'g'ridan-to'g'ri sovutish (DC) quyma tekis mahsulotlar uchun taxminan 30 tonnagacha bo'lgan prokat plitalarini, shuningdek, uzun mahsulotlar uchun ekstrusion ignalarni ishlab chiqaradi. Quyma parametrlari, xususan, sovutish tezligi, ingot tuzilishini va keyinchalik olib tashlanishi kerak bo'lgan ajratish miqdorini nazorat qiladi.
Gomogenizatsiya:Plitalar ajratilgan elementlarni eritish va qayta taqsimlash va prokat uchun strukturani bir xil qilish uchun 8 dan 24 soatgacha tsikllar davomida 500 dan 600 C gacha bo'lgan haroratda saqlanadi.
Issiq haddeleme:yuqori haroratda bir nechta o'tish orqali teskari tegirmonda qalinligi taxminan 600 mm dan 2 dan 10 mm gacha kamayadi.
Sovuq haddeleme:issiq haddelenmiş lasan yanada aniq o'lchagichlarga qisqartiriladi, folga uchun taxminan 0,006 mm gacha, qalinligi bardoshlik taxminan plyus yoki minus 3 foiz ichida saqlanadi.
Oraliq tavlanish:Egiluvchanlikni tiklash uchun sovuq prokat bosqichlari o'rtasida 350 C tavlanish qo'llaniladi, shunda chekka yorilishsiz keyingi pasayish mumkin bo'ladi.
Ushbu bosqichda o'lchagichni nazorat qilish, tekislik va sirt tozaligi doimiy ravishda nazorat qilinadi, chunki protsessual zanjirda keyinchalik prokat nuqsonini tuzatib bo'lmaydi.
Shakllantirish va shakllantirish usullari
Yarim tayyor mahsulot tayyor geometriyaga bir nechta marshrutlardan biri orqali-oʻzgartiriladi, ularning har biri qism oʻlchami, bardoshliligi va ishlab chiqarish hajmiga mos keladi:
Ekstruziya:Taxminan 500 C ga qadar qizdirilgan ignabargli buyumlar taxminan 100 MPa gacha bo'lgan bosimlarda qolip orqali suriladi va qurilish, transport va elektrda foydalanish uchun uzoq doimiy kesma profillarini ishlab chiqaradi.
Yopiq qolipni zarb qilish:Issiq metall mos keladigan qoliplar orasida shakllanadi, shunda don oqimi yuk yo'lidan boradi, shuning uchun soxta suspenziya va boshqaruv qismlari yuqori charchoq yuklarini ko'taradi.
Yuqori bosimli quyma:eritilgan metall po'lat qoliplarga taxminan 70 MPa dan yuqori bosimlarda AOK qilinadi, bu esa yuqori aylanish tezligida korpuslar va qavslar uchun ingichka devorli, aniq shaklga yaqin qismlarni beradi.
Chuqur chizish:choyshab stakanlarga tortiladi va keyin choksiz ichimlik qutilari va shunga o'xshash yupqa devorli idishlar yasash uchun qayta chiziladi.
Qo'shimcha ishlab chiqarish:selektiv lazerli eritish murakkab qavslar va issiqlik almashtirgich yadrolarini qatlamma-qatlam quradi, bu an'anaviy asboblarni qo'llash amaliy bo'lmagan hollarda qo'llaniladi.
Yuzaki ishlov berish va pardozlash
Tugatish qismning xizmat ko'rsatishda qanday ishlashini va uning ko'rinishini qancha vaqt saqlab qolishini aniqlaydi.
Anodlash:qalinligi taxminan 25 mikrongacha bo'lgan gözenekli oksid qatlamini o'stiruvchi elektrolitik jarayon, qattiqlik va ob-havoga chidamlilik muhim bo'lgan me'moriy profillar va iste'mol mahsulotlari uchun ishlatiladi.
Chang qoplamasi:elektrostatik qo'llaniladigan polimer qatlami taxminan 200 C haroratda qotib, bardoshli rang va tashqi havoga chidamliligini ta'minlaydi.
Konvertatsiya qoplamasi:aerokosmik va avtomobil qismlari uchun keng qo'llaniladigan, o'lchamlarini o'zgartirmasdan, bo'yoq yopishishini yaxshilaydigan va korroziyadan himoya qiluvchi nozik kimyoviy plyonka.
Mexanik parlatish va cho'tkalash:arxitektura va maishiy texnika uchun dekorativ va past ishqalanish yuzalarini ishlab chiqarish.
Lazerli tekstura:surma yuzalarida va shakllantirish asboblarida moylash materiallarini ushlab turishni yaxshilaydigan boshqariladigan mikro oluklar hosil qiladi.
Tez-tez so'raladigan savollar
Savol: Alumina ishlab chiqarish uchun qancha boksit kerak?
Ishchi figura sifatida 2 tonna alumina ishlab chiqarish uchun 4 dan 5 tonnagacha boksit sarflanadi. Aniq nisbat rudadagi mavjud alumina tarkibiga va hazm qilish jarayonida qancha reaktiv kremniy dioksidi chiqarib tashlanishi kerakligiga bog'liq.
Savol: Qizil loy nima va u nega hovuzlarda saqlanadi?
Qizil loy - boksit parchalanishidan keyin qolgan erimaydigan qoldiq bo'lib, qoldiq gidroksidi bilan birga temir, titan va kremniy tarkibidagi birikmalardan iborat. Uning ishqoriyligi va hajmi muhandislik saqlanishini talab qiladi va bu tozalash bosqichida atrof-muhitni boshqarishning asosiy elementidir.
Savol: Nima uchun kriolit alyuminiy eritishda ishlatiladi?
Kriolit aluminani eritib yuboradi va qaytarilishni taxminan 950 C da, sof aluminaning erish nuqtasidan ancha past bo'lishiga imkon beradi. Bu past harorat doimiy sanoat elektrolizini amaliy qiladi.
Savol: Eritish uchun qancha elektr energiyasi kerak?
Zamonaviy reduksiya xujayrasi har bir kilogramm alyuminiy uchun taxminan 13-15 kVt/soat iste'mol qiladi, bu esa eritish zavodining joylashuvida elektr narxi va quvvat barqarorligini hal qiluvchi omillarga aylantiradi.
Savol: Issiq haddeleme va sovuq haddeleme o'rtasidagi farq nima?
Issiq haddeleme yuqori haroratda plitka qalinligini taxminan 600 mm dan 2 dan 10 mm gacha kamaytiradi, bu erda metall yumshoq bo'ladi va har bir pasda pasayish katta bo'lishi mumkin. Keyin sovuq prokat lasanni oxirgi o'lchovga olib boradi, taxminan 0,006 mm gacha, qalinroq bardoshlik va yaxshi sirt qoplamasi bilan.
Savol: Berilgan qism uchun qanday shakllantirish jarayonini tanlash kerak?
Ekstruziya doimiy kesma profillarga, zarb qilish mos keladigan don oqimiga muhtoj bo'lgan yuk ko'taruvchi qismlarga, quyma quyma yuqori hajmdagi yupqa devorli korpuslarga, chuqur chizilgan choksiz konteynerlarga va qo'shimchalar ishlab chiqarish past hajmli murakkab geometriyalarga mos keladi.
