Kaip gaminama aliuminio folija

Žaliavos

Aliuminis sudaro kai kuriuos daugiausiai gausius elementus: po deguonies ir silicio tai yra pati gausiausia žemės dugno detalė, kuri sudaro daugiau nei aštuonis procentus plutos iki dešimties mylių intensyvumo ir yra beveik kiekvienoje įprastoje uolienoje.

Tačiau aliuminis randamas ne gryno plieno pavidalu, o kaip hidratuotas aliuminio oksidas (vandens ir aliuminio oksido mišinys) kartu su silicio dioksidu, geležies oksidu ir titano oksidu.Pilno dydžio aliuminio rūda yra boksitas, pavadintas Prancūzijos Les Baux miesto vardu, kuriame 1821 m. ji tapo determinuota. Boksite yra geležies ir hidratuoto aliuminio oksido, o pastarasis yra didžiausias jo audinys.

Šiuo metu boksito yra pakankamai daug, kad aliuminio gamybai būtų išgaunamos geriausios nuosėdos, kuriose aliuminio oksido kiekis yra keturiasdešimt penki ar daugiau procentų.Koncentruoti telkiniai aptinkami kiekviename šiauriniame ir pietiniame pusrutulyje, o daugiausia Jungtinėse Valstijose naudojamos rūdos yra iš Vakarų Indijos, Šiaurės Amerikos ir Australijos.

Kadangi boksitas yra labai arti žemės paviršiaus, kasybos metodai yra fantastiškai paprasti.Sprogmenys naudojami didelėms duobėms atidaryti boksito sluoksniuose, o po to nuvalomi viršūniniai purvo ir uolienų sluoksniai.Tada atidengta rūda pašalinama priekiniais krautuvais, sukraunama į furgonus ar geležinkelio vagonus ir vežama į perdirbimo gamyklą.Boksitas yra sunkus (paprastai iš 4–6 tonų rūdos galima pagaminti vieną toną aliuminio), todėl, siekiant sumažinti jo gabenimo vertę, šios gėlės reguliariai dedamos kuo arčiau boksito kasyklų.

Gamybos procesas

Natūralaus aliuminio išgavimas iš boksito apima procedūras.Pirma, rūda yra rafinuojama, kad atsikratytų priemaišų, tokių kaip geležies oksidas, silicio dioksidas, titano oksidas ir vanduo.Tada gautas aliuminio oksidas išlydomas, kad būtų tiekiamas natūralus aliuminis.Po to aliuminis valcuojamas, kad būtų folija.

Rafinavimas – „Bayer“ procesas

1. Bayer techniką, naudojamą boksitui gryninti, sudaro 4 etapai: virškinimas, racionalizavimas, nusodinimas ir kalcinavimas.Virimo metu boksitas yra grindimis ir sumaišomas su natrio hidroksidu anksčiau nei pumpuojamas į didžiules, suslėgtas talpas.Šiuose rezervuaruose, vadinamuose pūdytuvais, natrio hidroksido, šilumos ir slėgio derinys suskaido rūdą tiesiai į prisotintą natrio aliuminato ir netirpių teršalų atsaką, kuris nusėda ant dugno.
2. Kitas technikos etapas, racionalizavimas, apima tirpalo ir teršalų siuntimą per rezervuarus ir presus.Per šį laipsnį audinio filtrai sulaiko teršalus, kuriuos vėliau galima pašalinti.Dar kartą filtruojamas galutinis tirpalas transportuojamas į aušinimo bokštą.
3. Kitame lygyje, nusodinant, aliuminio oksido tirpalas patenka į masyvų silosą, kuriame, pritaikant Deville techniką, skystis pasėjamas hidratuoto aliuminio kristalais, kad būtų skatinamas aliuminio nuolaužų susidarymas.Kai sėklos kristalai pritraukia kitus tirpale esančius kristalus, pradeda formuotis masyvios aliuminio hidrato gumulėlės.Pirmiausia jie išfiltruojami, o po to nuplaunami.
4. Kalcinavimas, paskutinis Bayer tobulinimo sistemos žingsnis, apima aliuminio hidrato eksponavimą per aukštai temperatūrai.Ši ypatinga šiluma išsausina audinį, palikdama puikių baltų miltelių likučius: aliuminio oksidą.

Lydymas

1. Lydymas, atskiriantis aliuminio ir deguonies junginį (aliuminio oksidą), gautą taikant Bayer metodą, yra kitas natūralaus plieno aliuminio iš boksito išgavimo etapas.Nors šiuo metu naudojama sistema sukurta iš elektrolitinio metodo, kurį vienu metu išrado Charles Hall ir Paul-Louis-Toussaint Héroult XIX amžiaus pabaigoje, ji buvo modernizuota.Pirma, aliuminio oksidas ištirpinamas lydymo mobiliajame įrenginyje, giliame metaliniame miltligėje, išklotoje anglimi ir pilnas kaitinamo skysčio laidininko, kurį sudaro ypač aliuminio junginio kriolitas.

2. Toliau per kriolitą praleidžiamas elektra varomas modernus, todėl ant aliuminio oksido lydalo viršūnės susidaro pluta.Periodiškai į mišinį įmaišius papildomo aliuminio oksido, ši pluta sulaužoma ir taip pat gražiai įmaišoma.Aliuminio oksidui tirpstant, jis elektrolitiškai suyra ir susidaro gryno, išlydyto aliuminio sluoksnis ant žemiausio lydymosi elemento.Deguonis susilieja su anglimi, naudojama ląstelėms iškloti, ir išeina anglies dioksido pavidalu.

3. Vis dar išlydytas, išvalytas aliuminis paimamas iš lydymo kamerų, perkeliamas į tiglius ir išpilamas į krosnis.Esant tokiam laipsniui, gali būti naudojami kiti veiksniai, kad aliuminio lydiniai suteiktų charakteristikas, tinkamas nutraukimo gaminiui, nors folija paprastai gaminama iš devyniasdešimt devynių,8 arba devyniasdešimt devynių,9 procentų gryno aliuminio.Tada skystis pilamas į tiesioginio atmušimo liejimo įtaisus, kuriuose jis atšaldomas į didžiules plokštes, vadinamas „luitais“ arba „pervyniojimo inventoriumi“.Po atkaitinimo – apdorojus šiluma, kad padidėtų apdirbamumas – luitai tinka susukti į foliją.

Alternatyvus aliuminio lydymo ir liejimo būdas vadinamas „be pertraukos liejimu“.Ši procedūra apima gamybos liniją, kurią sudaro lydymosi krosnis, laikymo židinys, kuriame yra išlydytas metalas, jungiklių sistema, liejimo blokas, kombinuotas įrenginys, pvz., suspaudimo ritinėliai, kirpimas ir kamanos, ir atsukimo bei ritės vagonėlis.Abu metodai sukuria inventorių, kurio storis prasideda nuo 0,1 šimto dvidešimt penkių iki nulio 250 colių (0,317–0,635 centimetro) ir yra įvairių pločių.Nepertraukiamo liejimo metodo pranašumas yra tas, kad prieš folijos valcavimą nereikia atlikti atkaitinimo etapo, kaip ir lydymo bei liejimo būdu, nes atkaitinimas reguliariai atliekamas visoje liejimo sistemoje.

Valcavimo folija

Sudarius folijos inventorių, norint pagaminti foliją, jos storį reikia sumažinti.Tai atliekama valcavimo staklyne, kurioje audinys kelis kartus pranoksta metaliniais ritiniais, vadinamais darbiniais ritiniais.Kai aliuminio lakštai (arba juostos) praeina per ritinius, jie suspaudžiami ploniau ir išspaudžiami per tarpą tarp ritinių.Darbiniai ritinėliai yra suporuoti su sunkesniais ritiniais, vadinamais atsarginiais ritiniais, kurie veikia įtempius, kad padėtų išlaikyti paveikslų ritinėlių pastovumą.Tai leidžia išlaikyti gaminio matmenis tolerancijos ribose.Paveikslai ir atsarginiai ritinėliai sukasi pagal priešingas instrukcijas.Valcavimo techniką palengvinti pridedami tepalai.Šios valcavimo sistemos metu aliuminis kartais turi būti atkaitintas (apdorotas karštu būdu), kad būtų išlaikytas jo darbingumas.

Plėvelės nuolaida valdoma reguliuojant ritinėlių sūkių skaičių ir riedėjimo tepalų klampumą (atsparumą slydimui), kiekį ir temperatūrą.Ritinio tarpas lemia ir iš malūno išeinančios folijos storį ir trukmę.Šį tarpą galima reguliuoti pakeliant arba nuleidžiant aukštesnį paveikslų ritinį.Rolling suteikia dvi natūralias folijos apdailas: ryškią ir matinę.Ryškus galas susidaro, kai folija liečiasi su paveikslų ritinėlių paviršiais.Norint pagaminti matinį galą, du lakštai turi būti supakuoti ir valcuoti vienu metu;Nors tai pasiekiama, kraštai, besiliečiantys kiekvieną kitą, yra su matiniu paviršiumi.Norint gauti teigiamus modelius, gali būti naudojami kiti mechaniniai apdailos būdai, paprastai gaminami atliekant konvertavimo operacijas.

Kai folijos lakštai patenka per volelius, jie apipjaustomi ir perpjaunami apskritais arba į skustuvą panašiais peiliais, sumontuotais valcavimo staklyne.Apipjaustymas reiškia folijos kraštelius, net jei perpjaunant foliją reikia supjaustyti į kelis lakštus.Šie žingsniai naudojami norint tiekti plonus suvyniotus pločius, apipjaustyti dengto arba laminuoto inventoriaus kraštus ir pateikti kvadratines dalis.Kad būtų užtikrintos gamybos ir keitimo operacijos, per visą valcavimą sulaužytos juostos turi būti sujungtos atgal arba sujungtos.Įprasti sandūrų tipai, skirti tapti paprastos folijos ir (arba) subsidijuojamos folijos juostos dalimi, yra ultragarsinė, karščio sandarinimo juosta, įtempių sandarinimo juosta ir elektrinis suvirinimas.Ultragarsiniame sujungime naudojama stabilios būsenos suvirinimo siūlė, pagaminta naudojant ultragarsinį keitiklį, persidengiančioje metalinėje dalyje.

Apdailos būdai

Daugeliui pakuočių folija naudojama IV / kartu su įvairiomis medžiagomis.Jis gali būti padengtas įvairiomis medžiagomis, įskaitant polimerus ir dervas, skirtas dekoratyvinėms, apsauginėms ar šilumą izoliuojančioms funkcijoms.Jis gali būti laminuojamas ant popieriaus, kartono ir plastikinių filmų.Jį taip pat galima pjaustyti, formuoti bet kokia forma, spausdinti, įspausti, supjaustyti juostelėmis, padengti lakštais, išgraviruoti ir anoduoti.Kai folija yra paskutinėje vietoje, ji atitinkamai supakuojama ir siunčiama klientui.

Kokybės kontrolė

Be metodinio tokių parametrų, kaip temperatūra ir laikas, kontrolės, pagamintas folijos gaminys turi atitikti teigiamus poreikius.Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad naudojant unikalias keitimo procedūras ir metimo priemones reikia įvairių sausumo diapazonų ant folijos grindų, kad jos veiktų geriausiai.Sausumui nustatyti naudojamas drėgnumo įvertinimas.Šio bandymo metu išskirtiniai etilo alkoholio tirpalai distiliuotame vandenyje, dešimčia procentų žingsniu, tolygiai pilami ant folijos paviršiaus.Jei nesusidaro lašai, drėkinamumas yra 0. Technika palaikoma tol, kol nustatoma, koks minimalus alkoholio tirpalo procentas absoliučiai sudrėkins folijos grindis.

Kitos kritinės savybės yra storis ir atsparumas tempimui.Standartiniai tikrinimo metodai buvo patobulinti padedant Amerikos bandymų ir medžiagų draugijai (ASTM).Storis nustatomas pasveriant pavyzdį ir išmatuojant jo vietą, po to, padalijus svorį per pagamintą vietą, gaunamas lydinio tankis.Įtempimas iš folijos turi būti atidžiai kontroliuojamas, nes pažvelgus į pasekmes, gali būti kenčia nuo kietų kraštų ir nedidelių defektų, taip pat kitų kintamųjų.Raštas įdedamas į rankeną ir tempiamas arba traukiamas slėgis, kol įvyksta rašto lūžis.Matuojamas slėgis arba elektros energija, reikalinga modeliui nutraukti.