От боксит до алуминий
Алуминият никога не се среща в метална форма в природата. Извлича се от боксит, червеникава руда, добивана в тропически и субтропични региони, където латеритното изветряне концентрира алуминиеви хидроксиди близо до повърхността. Рудата се раздробява и смила в гореща сода каустик под налягане, което разтваря минералите,-съдържащи алуминий, и оставя след себе си остатъци от желязо и титан като червена кал. След избистряне, охлаждане и утаяване, разтворът дава алуминиев хидроксид, който се калцинира при около 1000 градуса по Целзий, за да се получи фин бял прах, наречен алуминиев оксид. Приблизително два тона алуминиев оксид са необходими за производството на един тон метал, а цялата верига се управлява от стандарти за състав и свойства като EN 573-3 за ковани видове.
Дизайнът на рафинерията е от значение, тъй като етапите на смилане и калциниране консумират по-голямата част от топлинната енергия във веригата. Съвременните рафинерии оползотворяват технологичната топлина от калцинатора и използват повторно отработения разтвор на каустик в затворени контури, което намалява както потреблението на гориво, така и обема на остатъка, който трябва да се управлява.
Топене, електричество и въглеродният въпрос
Първичният алуминий се произвежда чрез процеса на Hall-Heroult, при който алуминиевият оксид се разтваря в разтопен криолит и постоянен ток преминава между въглероден анод и катодна облицовка на клетката. Токът прекъсва алуминиево-кислородната връзка и разтопеният метал се събира на пода на клетката. Електричеството е доминиращият разход, който обикновено представлява около 40 процента от производствените разходи, а процесът изисква приблизително 13-15 MWh електроенергия на тон метал в съвременните топилни пещи. Ето защо топилните пещи се изграждат до евтина, непрекъсната енергия: водноелектрическите и геотермалните доставки осигуряват много по-нисък въглероден интензитет на тон от електроенергията от мрежата, базирана на въглища.
Рециклирането напълно променя икономиката. Претопяването на сортиран скрап използва около 5 процента от енергията на първичното топене, така че вторичният метал стабилизира цените, буферира промените в-разходите за електроенергия и дава на производителите надолу по веригата надежден път към ниско{3}}въглеродни продукти. Експортните данъци и тарифните структури в някои страни производителки добавят допълнителен слой нестабилност на цените, който купувачите управляват чрез дългосрочни-договори за доставка.
Избор между алуминий 3003 и 5052
И двете сплави са често срещани в продуктите от листове и намотки, но не са взаимозаменяеми. 3003 е алуминиева-манганова сплав с умерена якост, изключителна формоспособност и добра обща устойчивост на корозия, което я прави работен кон за панели, тръбопроводи, съдове за готвене, ребра на топлообменник и покривен лист. 5052 е алуминиева-магнезиева сплав, съдържаща около 2,5 процента магнезий; той е забележимо по-здрав, има най-добрата устойчивост на корозия от обикновените-термично-неподлежащи на-обработване класове и се представя добре при обслужване в морето,-резервоари за-гориво и-съдове под налягане, за сметка на това, че е по-малко подлежащ на формоване при тесни завои.
| Собственост | 3003 (Al-Mn) | 5052 (Al-Mg 2,5%) |
|---|---|---|
| Типична якост на опън, температура H14 | Около 150 MPa | Около 230 MPa |
| Формоспособност и дълбоко изтегляне | Отлично | Необходими са добри, по-тесни радиуси на огъване |
| Устойчивост на корозия | Добър в повечето атмосфери | Отлично, включително солена вода и горива |
| Заваряемост | добре | Добро, по-високо запазване на якостта в заваръчната зона |
| Типични употреби | Панели, канали, перки, покриви, съдове за готвене | Морски конструкции, резервоари за гориво, съдове под налягане, каросерии на камиони |
Практиката при поръчване трябва винаги да следва съответния продуктов стандарт и да посочва заедно сплавта, температурата, размерите и допустимите отклонения, тъй като двама доставчици, цитиращи една и съща номинална сплав, могат да осигурят много различни механични свойства, ако температурата е оставена отворена.
Как се отпечатват алуминиевите кутии
Кутиите за напитки от две-части се декорират върху високоскоростни-въртящи се линии. След формоването тялото на кутията се измива, обработва химически и се изсушава, така че мастилото и лакът да могат да се закрепят към метала. Процесът на сух-офсет прехвърля изображението от извита печатна форма върху одеяло и след това към въртящата се кутия, като полага основното покритие и до осем цвята с едно минаване. Всяка консерва се декорира за по-малко от 0,3 секунди при скорост на линията. След това отпечатаното тяло преминава през пещ за втвърдяване, където мастилото се изпича при приблизително 150 градуса по Целзий и се нанася прозрачен върху-лак за защита на дизайна от надраскване по време на пълнене, палетизиране и транспортиране.
Същата логика на{0}}нанасяне на рулони се прилага за архитектурни листове и листове за уреди, където боя или ламинатно фолио се нанася върху плоска рулона преди оформянето, така че покритието да е еднородно и клиентът да избягва работа с линия за боядисване.
Разбиране на обозначенията за характер: O, H и T
Закалката казва на купувача какво е направено с метала след валцуване и следователно предсказва здравина, твърдост и формоспособност. Буквените кодове се определят от регистриращите органи и се описват в стандарти като EN 515 и попадат в три семейства.
О нраве напълно закален, най-мекото и пластично състояние, използван там, където се изисква тежко формоване.
H серияобхваща-закалени,-термично-сплави. Първата цифра показва вида на закаляването, а втората степента, така че H32 означава закаляване на деформация и след това стабилизирано до четвърт-твърдо състояние, а H14 или H16 показват прогресивно по-твърди температури на 3003, 5052 или 5754 листа.
T серияобхваща сплави, подсилени чрез топлинна обработка в разтвор, където следните цифри описват последваща студена обработка и стареене. T6 показва, че разтворът е обработен и изкуствено състарен до максимална якост, типично за 6061 екструзии, докато T4 е естествено състарен, а T651 е напрежението-освободено чрез разтягане.
Съгласуването на характера с процеса е това, което избягва изненадите в цеха. Част, която трябва да бъде огъната до тесен радиус, се нуждае от О или мека Н температура, докато структурната скоба се нуждае от Т6 или твърда Н температура и много по-големи радиуси на огъване.
Често задавани въпроси
Въпрос: Как се извлича алуминият от скала?
Бокситът се добива, усвоява се в гореща сода каустик и се калцинира до бял алуминиев прах, който след това се разтваря в разтопен криолит и се разделя чрез електролиза в клетката на Hall-Heroult, за да се освободи разтопен алуминий.
Въпрос: Каква е разликата между 3003 и 5052 алуминий?
3003 е клас алуминий-манган с отлична формоспособност и умерена якост, докато 5052 е по-здрав клас алуминий-магнезий с превъзходна устойчивост на корозия, който е подходящ за морски и-приложения в контакт с гориво.
Въпрос: Защо алуминият струва повече от стоманата?
Електричеството, а не рудата, движи цената: топенето консумира приблизително 13-15 MWh на тон, а енергията представлява около 40 процента от производствените разходи, така че енергийните пазари и експортните данъци движат силно цените на алуминия.
Въпрос: Какво означава темперация в алуминия?
Закалката описва механичната обработка след валцоването. O е напълно закален и най-мек, H кодовете обхващат-закалени на деформация не-топлинно-класове като H32, а T кодовете обхващат термично-обработени сплави като T6.
Въпрос: Как алуминиевите кутии се декорират толкова бързо?
Измитите и обработени тела на кутии преминават през сух-офсетов ротационен принтер, който полага основното покритие и до осем цвята с едно завъртане, което отнема под 0,3 секунди на кутия, преди мастилото да се изпече при около 150 градуса по Целзий.
Въпрос: Наистина ли рециклирането намалява цената на алуминия?
да Претопяването на скрап изисква около 5 процента от енергията, използвана при първичното топене, което понижава цената на тон, стабилизира цените спрямо колебанията на-пазара на енергия и намалява въглеродния интензитет.
