De la Bauxita la Alumina
Aluminiul nu se găsește niciodată sub formă metalică în natură. Este extras din bauxită, un minereu roșcat extras în regiunile tropicale și subtropicale unde intemperii lateritice concentrează hidroxizi de aluminiu în apropierea suprafeței. Minereul este zdrobit și digerat în sodă caustică fierbinte sub presiune, care dizolvă mineralele purtătoare de aluminiu-și lasă în urmă reziduuri de fier și titan sub formă de noroi roșu. După limpezire, răcire și precipitare, soluția dă hidroxid de aluminiu, care este calcinat la aproximativ 1.000 de grade Celsius pentru a produce o pulbere fină albă numită alumină. Sunt necesare aproximativ două tone de alumină pentru a face o tonă de metal, iar lanțul complet este guvernat de standardele de compoziție și de proprietate, cum ar fi EN 573-3 pentru clasele forjate.
Proiectarea rafinăriei contează deoarece etapele de digestie și calcinare consumă cea mai mare parte a energiei termice din lanț. Rafinăriile moderne recuperează căldura procesului de la calciner și reutilizează lichidul caustic uzat în bucle închise, ceea ce reduce atât cererea de combustibil, cât și volumul de reziduuri care trebuie gestionat.
Topirea, electricitatea și problema carbonului
Aluminiul primar este produs prin procedeul Hall-Heroult, în care alumina este dizolvată în criolitul topit și trece un curent continuu între un anod de carbon și căptușeala catodică a celulei. Curentul rupe legătura de oxigen-aluminiu și metalul topit se adună pe podeaua celulei. Electricitatea este de departe costul dominant, reprezentând de obicei aproximativ 40% din costul de producție, iar procesul are nevoie de aproximativ 13-15 MWh de energie electrică pe tonă de metal în topitoriile moderne. Acesta este motivul pentru care topitoriile sunt construite alături de energie ieftină și continuă: furnizarea hidroelectrică și geotermală oferă o intensitate mult mai mică de carbon pe tonă decât electricitatea din rețea pe bază de cărbune.
Reciclarea schimbă complet economia. Retopirea deșeurilor sortate utilizează aproximativ 5% din energia topirii primare, astfel încât metalul secundar stabilizează prețurile, atenuează fluctuațiile-costurilor cu energie electrică și oferă producătorilor din aval o cale credibilă către produse-cu emisii scăzute de carbon. Taxele la export și structurile tarifare din unele țări producătoare adaugă un alt nivel de volatilitate a prețurilor pe care cumpărătorii îl gestionează prin contracte de aprovizionare pe termen lung-.
Alegeți între aluminiu 3003 și 5052
Ambele aliaje sunt obișnuite în produsele din tablă și bobine, dar nu sunt interschimbabile. 3003 este un aliaj de aluminiu-mangan cu rezistență moderată, formabilitate remarcabilă și rezistență generală bună la coroziune, ceea ce îl face calul de lucru pentru panouri, conducte, vase de gătit, aripioare schimbătoare de căldură și foi de acoperiș. 5052 conțin un aliaj de magneziu de aproximativ{2} procente; magneziu; este considerabil mai puternic, are cea mai bună rezistență la coroziune dintre clasele obișnuite netratabile termic-și funcționează bine în operațiuni maritime,-rezervoare de combustibil și nave sub presiune-, cu prețul de a fi mai puțin formabil în curbe strânse.
| Proprietate | 3003 (Al-Mn) | 5052 (Al-Mg 2,5%) |
|---|---|---|
| Rezistență tipică la tracțiune, temperatură H14 | Aproximativ 150 MPa | Aproximativ 230 MPa |
| Formabilitate și ambutisare adâncă | Excelent | Sunt necesare raze de curbură bune, mai strânse |
| Rezistenta la coroziune | Bun în majoritatea atmosferelor | Excelent, inclusiv apă sărată și combustibili |
| Sudabilitate | Bun | Reținere bună, mai mare a rezistenței în zona de sudură |
| Utilizări tipice | Panouri, conducte, aripioare, acoperiș, vase de gătit | Structuri marine, rezervoare de combustibil, vase sub presiune, caroserii camioane |
Practica de comandă ar trebui să urmeze întotdeauna standardul de produs relevant și să precizeze aliajul, tempera, dimensiunile și toleranțele împreună, deoarece doi furnizori care cotează același aliaj nominal pot oferi proprietăți mecanice foarte diferite dacă tempera este lăsată deschisă.
Cum sunt imprimate cutiile de aluminiu
Cutiile de băuturi din două-bucăți sunt decorate pe linii rotative de-înaltă viteză. După formare, corpul cutiei este spălat, tratat chimic și uscat, astfel încât cerneala și lacul să poată atinge metalul. Un proces uscat-offset transferă imaginea de pe o placă de imprimare curbată pe o pătură și apoi pe cutia rotativă, așezând stratul de bază și până la opt culori într-o singură trecere. Fiecare cutie este decorată în mai puțin de 0,3 secunde la viteza liniei. Corpul imprimat trece apoi printr-un cuptor de întărire unde cerneala este coaptă la aproximativ 150 de grade Celsius și se aplică un lac transparent peste-pentru a proteja designul împotriva uzării în timpul umplerii, paletizării și transportului.
Aceeași logică de acoperire a bobinei-se aplică foilor arhitecturale și ale aparatelor, în care o vopsea sau o peliculă laminată este aplicată pe bobina plată înainte de formare, astfel încât finisajul să fie uniform și clientul să evite operarea unei linii de vopsea.
Înțelegerea denumirilor temperamentului: O, H și T
Temperul spune cumpărătorului ce s-a făcut metalului după rulare și, prin urmare, prezice rezistența, duritatea și formabilitatea. Codurile de litere sunt definite de organismele de înregistrare și descrise în standarde precum EN 515 și se încadrează în trei familii.
O temperamenteste complet recoaptă, cea mai moale și mai ductilă stare, utilizată acolo unde este necesară formarea severă.
seria Hacoperă aliaje-întărite, ne-tratabile termic-. Prima cifră arată tipul de întărire, iar a doua gradul, deci H32 înseamnă călire la deformare și apoi stabilizat la un sfert de dur-, iar H14 sau H16 indică tempere progresiv mai dure de 3003, 5052 sau 5754 foaie.
seria Tacoperă aliajele întărite prin tratare termică cu soluție, în care cifrele următoare descriu prelucrarea ulterioară la rece și îmbătrânirea. T6 indică soluția tratată și îmbătrânită artificial până la rezistența maximă, tipică extrudărilor 6061, în timp ce T4 este îmbătrânită în mod natural, iar T651 este atenuat de stres-prin întindere.
Potrivirea temperamentului cu procesul este ceea ce evită surprizele în atelier. O piesă care trebuie îndoită la o rază strânsă are nevoie de o temperatură O sau H moale, în timp ce un suport structural are nevoie de o temperare T6 sau H dură și raze de îndoire mult mai mari.
Întrebări frecvente
Î: Cum se extrage aluminiul din rocă?
Bauxita este extrasă, digerată în sodă caustică fierbinte și calcinată în pulbere de alumină albă, care este apoi dizolvată în criolit topit și divizată prin electroliză în celula Hall-Heroult pentru a elibera aluminiul topit.
Î: Care este diferența dintre aluminiul 3003 și 5052?
3003 este un aluminiu-mangan, cu formabilitate excelentă și rezistență moderată, în timp ce 5052 este un aluminiu-magneziu mai puternic, cu rezistență superioară la coroziune, care se potrivește aplicațiilor marine și de contact-con combustibili.
Î: De ce aluminiul costă mai mult decât oțelul?
Electricitatea, nu minereul, determină prețul: topirea consumă aproximativ 13-15 MWh pe tonă, iar puterea reprezintă aproximativ 40% din costul de producție, astfel încât piețele de energie și taxele de export mișcă puternic prețurile aluminiului.
Î: Ce înseamnă temperare în aluminiu?
Temperatul descrie tratamentul mecanic după rulare. O este complet recoaptă și cel mai moale, codurile H acoperă grade-întărite netratabile termic-, cum ar fi H32, iar codurile T acoperă aliajele tratate termic-, cum ar fi T6.
Î: Cum sunt decorate cutiile de aluminiu atât de repede?
Corpurile cutiilor spălate și tratate trec printr-o imprimantă rotativă offset uscată-care întinde stratul de bază și până la opt culori într-o singură rotație, durând mai puțin de 0,3 secunde per cutie, înainte ca cerneala să fie coaptă la aproximativ 150 de grade Celsius.
Î: Reciclarea reduce cu adevărat costul aluminiului?
Da. Retopirea deșeurilor necesită aproximativ 5% din energia utilizată în topirea primară, ceea ce scade costul pe tonă, stabilizează prețurile împotriva fluctuațiilor de energie-și reduce intensitatea carbonului.
