Od bauxitu po oxid hlinitý
Hliník sa v prírode nikdy nenachádza v kovovej forme. Extrahuje sa z bauxitu, červenkastej rudy ťaženej v tropických a subtropických oblastiach, kde lateritické zvetrávanie koncentruje hydroxidy hliníka blízko povrchu. Ruda sa drví a trávi v horúcom hydroxide sódnom pod tlakom, ktorý rozpúšťa minerály obsahujúce hliník-a zanecháva za sebou zvyšky železa a titánu ako červené bahno. Po vyčírení, ochladení a vyzrážaní sa z roztoku získa hydroxid hlinitý, ktorý sa kalcinuje pri teplote približne 1000 stupňov Celzia za vzniku jemného bieleho prášku nazývaného oxid hlinitý. Na výrobu jednej tony kovu sú potrebné približne dve tony oxidu hlinitého a celý reťazec sa riadi normami zloženia a vlastností, ako je EN 573-3 pre tvárnené druhy.
Dizajn rafinérie je dôležitý, pretože fázy vyhnívania a kalcinácie spotrebujú väčšinu tepelnej energie v reťazci. Moderné rafinérie získavajú procesné teplo z kalcinátora a opätovne používajú vyhorený lúh v uzavretých slučkách, čo znižuje spotrebu paliva aj objem zvyškov, s ktorými sa musí zaobchádzať.
Tavenie, elektrina a uhlíková otázka
Primárny hliník sa vyrába Hallovým-Heroultovým procesom, pri ktorom sa oxid hlinitý rozpustí v roztavenom kryolite a medzi uhlíkovou anódou a katódovým obložením článku prechádza jednosmerný prúd. Prúd preruší väzbu hliníka-kyslíka a roztavený kov sa zhromažďuje na dne článku. Elektrina je zďaleka dominantnou cenou, ktorá zvyčajne predstavuje približne 40 percent výrobných nákladov, a proces potrebuje v moderných hutách približne 13-15 MWh elektriny na tonu kovu. To je dôvod, prečo sa huty stavajú vedľa lacnej, nepretržitej energie: vodné a geotermálne zdroje poskytujú oveľa nižšiu uhlíkovú intenzitu na tonu ako elektrická sieť z uhlia.
Recyklácia úplne mení ekonomiku. Pretavovanie vytriedeného šrotu využíva približne 5 percent energie primárneho tavenia, takže sekundárny kov stabilizuje ceny, vyrovnáva výkyvy nákladov na elektrickú energiu-a poskytuje spracovateľom dôveryhodnú cestu k nízkouhlíkovým-produktom. Vývozné dane a tarifné štruktúry v niektorých producentských krajinách pridávajú ďalšiu vrstvu cenovej nestálosti, ktorú kupujúci riadia prostredníctvom dlhodobých zmlúv o dodávke-.
Výber medzi 3003 a 5052 hliník
Obe zliatiny sú bežné vo výrobkoch z plechov a zvitkov, ale nie sú zameniteľné. 3003 je hliníková-zliatina mangánu s miernou pevnosťou, vynikajúcou tvárnosťou a dobrou všeobecnou odolnosťou proti korózii, vďaka čomu je ťažným koňom pre panely, potrubie, riad, rebrá výmenníka tepla a strešné plechy. 5052 je hliníková-zliatina horčíka; 5 percent horčíka. je zreteľne pevnejšia, má najlepšiu odolnosť proti korózii z bežných -tepelne{6}}opracovateľných tried a dobre sa správa v námornej doprave, v prevádzke palivových-nádrží a tlakových- nádob, za cenu toho, že je menej tvarovateľná v úzkych zákrutách.
| Nehnuteľnosť | 3003 (Al-Mn) | 5052 (Al-Mg 2,5 %) |
|---|---|---|
| Typická pevnosť v ťahu, tvrdosť H14 | Približne 150 MPa | Približne 230 MPa |
| Tvárnosť a hlboká kresba | Výborne | Vyžaduje sa dobré, užšie polomery ohybu |
| Odolnosť proti korózii | Dobré vo väčšine atmosfér | Vynikajúce, vrátane slanej vody a palív |
| Zvárateľnosť | Dobre | Dobrá, vyššia pevnosť v oblasti zvaru |
| Typické použitia | Panely, potrubia, rebrá, strešné krytiny, riad | Námorné konštrukcie, palivové nádrže, tlakové nádoby, karosérie nákladných áut |
Postup pri objednávaní by sa mal vždy riadiť príslušnou produktovou normou a spoločne uviesť zliatinu, temperovanie, rozmery a tolerancie, pretože dvaja dodávatelia, ktorí uvádzajú rovnakú nominálnu zliatinu, môžu dodať veľmi odlišné mechanické vlastnosti, ak temperovanie zostane otvorené.
Ako sa tlačia hliníkové plechovky
Dvoj{0}}dielne nápojové plechovky sú zdobené na vysokorýchlostných{1}}rotačných linkách. Po vyformovaní je telo plechovky umyté, chemicky ošetrené a vysušené tak, aby sa atrament a lak mohli spojiť s kovom. Suchý{4}}ofsetový proces prenesie obraz zo zakrivenej tlačovej dosky na prikrývku a potom na rotujúcu plechovku, pričom sa položí základná vrstva a až osem farieb v jednom prechode. Každá plechovka je zdobená za menej ako 0,3 sekundy pri rýchlosti linky. Vytlačené telo potom prechádza vytvrdzovacou pecou, kde sa atrament vypečie pri približne 150 stupňoch Celzia a nanesie sa číry vrchný-lak na ochranu dizajnu pred odieraním počas plnenia, paletizácie a prepravy.
Rovnaká logika nanášania-zvitkov platí aj pre architektonické dosky a plechy pre zariadenia, kde sa na plochý zvitok pred tvarovaním nanáša farba alebo laminátová fólia, aby bola povrchová úprava jednotná a zákazník sa vyhol prevádzke lakovacej linky.
Pochopenie povahových označení: O, H a T
Temper hovorí kupujúcemu, čo sa urobilo s kovom po valcovaní, a preto predpovedá pevnosť, tvrdosť a tvárnosť. Písmenové kódy sú definované registračnými orgánmi a opísané v normách, ako je EN 515, a spadajú do troch skupín.
O temperamentje úplne žíhaný, čo je najjemnejší a najťažnejší stav, ktorý sa používa tam, kde sa vyžaduje ťažké tvárnenie.
Séria Hpokrýva namáhaním-vytvrdené,-tepelne{2}}neupraviteľné zliatiny. Prvá číslica ukazuje typ kalenia a druhá stupeň, takže H32 znamená deformačne kalený a potom stabilizovaný na štvrtinu{5}}tvrdého stavu a H14 alebo H16 označujú postupne tvrdšie popustenia plechu 3003, 5052 alebo 5754.
T sériazahŕňa zliatiny spevnené rozpúšťacím tepelným spracovaním, kde nasledujúce číslice popisujú následnú prácu za studena a starnutie. T6 označuje roztok ošetrený a umelo starnúci na maximálnu pevnosť, typickú pre extrúzie 6061, zatiaľ čo T4 je prirodzene starnutý a T651 je stres -uvoľnený naťahovaním.
Zosúladenie nálady s procesom je to, čo zabraňuje prekvapeniam v dielni. Časť, ktorá musí byť ohnutá na malý polomer, potrebuje temperovanie O alebo mäkké H, zatiaľ čo konštrukčná konzola potrebuje temperovanie T6 alebo tvrdé H a oveľa väčšie polomery ohybu.
Často kladené otázky
Otázka: Ako sa získava hliník z horniny?
Bauxit sa ťaží, rozkladá v horúcom hydroxide sodnom a kalcinuje na biely práškový oxid hlinitý, ktorý sa potom rozpustí v roztavenom kryolite a štiepi sa elektrolýzou v Hall-Heroultovom článku, aby sa uvoľnil roztavený hliník.
Otázka: Aký je rozdiel medzi hliníkom 3003 a 5052?
3003 je hliníková-trieda mangánu s vynikajúcou tvarovateľnosťou a strednou pevnosťou, zatiaľ čo 5052 je silnejšia hliníková-trieda horčíka s vynikajúcou odolnosťou proti korózii, ktorá vyhovuje námorným a palivovým-aplikáciám.
Otázka: Prečo hliník stojí viac ako oceľ?
Elektrina, nie ruda, určuje cenu: tavenie spotrebuje približne 13-15 MWh na tonu a energia predstavuje približne 40 percent výrobných nákladov, takže trhy s energiou a vývozné dane výrazne ovplyvňujú ceny hliníka.
Otázka: Čo znamená tempera v hliníku?
Temper popisuje mechanické spracovanie po valcovaní. O je úplne žíhané a najmäkšie, kódy H pokrývajú deformačne -kalené, -tepelne-opracovateľné triedy, ako je H32, a kódy T pokrývajú tepelne-spracované zliatiny, ako je T6.
Otázka: Ako sa hliníkové plechovky zdobia tak rýchlo?
Umyté a ošetrené telesá plechoviek prejdú suchou-ofsetovou rotačnou tlačiarňou, ktorá nanesie základný náter a až osem farieb v jednej otáčke, čo trvá menej ako 0,3 sekundy na plechovku, a potom sa atrament zapečie pri teplote približne 150 stupňov Celzia.
Otázka: Naozaj recyklácia znižuje náklady na hliník?
áno. Pretavenie šrotu si vyžaduje približne 5 percent energie použitej pri primárnom tavení, čo znižuje náklady na tonu, stabilizuje ceny proti výkyvom na-trhu a znižuje uhlíkovú intenzitu.
