فویل آلومینیومی چگونه ساخته می شود

مواد خام

آلومینیوم تعدادی از حداکثر عناصر فراوان را دارد: بعد از اکسیژن و سیلیکون، فراوان ترین جزئیات تعیین شده در کف زمین است که بیش از هشت درصد از پوسته را به شدت ده مایل تشکیل می دهد و تقریباً در هر سنگ معمولی ظاهر می شود.

با این حال، آلومینیوم به شکل خالص و فولادی خود نیست، بلکه به صورت اکسید آلومینیوم هیدراته (مخلوطی از آب و آلومینا) همراه با سیلیس، اکسید آهن و تیتانیا وجود دارد.کامل ترین سنگ معدن آلومینیوم بوکسیت است که نام آن از شهر فرانسوی Les Baux که در سال 1821 به تعیین شده تغییر یافت، نامگذاری شده است.

در حال حاضر، بوکسیت به قدری فراوان است که بهترین رسوبات با محتوای اکسید آلومینیوم چهل و پنج درصد یا بیشتر برای ساخت آلومینیوم استخراج می شود.ذخایر متمرکز در هر یک از نیمکره های شمالی و جنوبی کشف شده است که بیشترین سنگ معدن مورد استفاده در ایالات متحده از هند غربی، آمریکای شمالی و استرالیا می آید.

از آنجایی که بوکسیت در نزدیکی سطح زمین اتفاق می افتد، روش های استخراج معادن بسیار آسان است.از مواد منفجره برای باز کردن گودال‌های بزرگ در بسترهای بوکسیت استفاده می‌شود و پس از آن لایه‌های اوج خاک و سنگ پاک می‌شوند.سپس سنگ معدنی که در معرض آن قرار گرفته است با لودرهای جلویی برداشته می‌شود، در ون‌ها یا واگن‌های راه‌آهن انباشته می‌شود و به کارخانه فرآوری منتقل می‌شود.بوکسیت سنگین است (معمولاً یک تن آلومینیوم از 4 تا 6 تن سنگ معدن تولید می شود) بنابراین برای کاهش ارزش حمل و نقل آن، این گل ها به طور مرتب تا حد امکان نزدیک به معادن بوکسیت قرار می گیرند.

فرآیند تولید

استخراج آلومینیوم طبیعی از بوکسیت شامل مراحلی است.ابتدا سنگ معدن تصفیه می شود تا از شر ناخالصی هایی مانند اکسید آهن، سیلیس، تیتانیا و آب خلاص شود.سپس، اکسید آلومینیوم حاصل برای تامین آلومینیوم طبیعی ذوب می شود.پس از آن، آلومینیوم برای تهیه فویل نورد می شود.

پالایش - فرآیند بایر

1-تکنیک بایر که برای پالایش بوکسیت استفاده می‌شود شامل 4 مرحله است: هضم، منطقی‌سازی، رسوب‌گذاری و تکلیس.در طول سطح هضم، بوکسیت زودتر از پمپ شدن به مخازن بزرگ و تحت فشار، کف شده و با هیدروکسید سدیم مخلوط می شود.در این مخازن که به آن هاضم گفته می شود، ترکیب هیدروکسید سدیم، گرما و فشار، سنگ معدن را مستقیماً به یک پاسخ اشباع از آلومینات سدیم و آلاینده های نامحلول تبدیل می کند که به ته می نشیند.
2. مرحله بعدی تکنیک، منطقی سازی، مستلزم ارسال محلول و آلاینده ها از طریق یک مخزن و پرس ثابت است.در طول این درجه، فیلترهای پارچه‌ای آلاینده‌ها را به دام می‌اندازند که می‌توان آن‌ها را دفع کرد.پس از یک بار فیلتر شدن، محلول نهایی به یک برج خنک کننده منتقل می شود.
3. در سطح بعدی، بارش، محلول اکسید آلومینیوم در یک سیلو عظیم عمل می کند، که در آن، در اقتباسی از تکنیک Deville، سیال با کریستال های آلومینیوم هیدراته بذرکاری می شود تا تشکیل زباله های آلومینیومی را تقویت کند.همانطور که کریستال های بذر کریستال های دیگر را در محلول جذب می کنند، توده های عظیم هیدرات آلومینیوم شروع به تشکیل می کنند.اینها ابتدا فیلتر شده و سپس شسته می شوند.
4. کلسینه کردن، آخرین مرحله در داخل سیستم پالایش بایر، شامل قرار دادن هیدرات آلومینیوم در معرض دمای بیش از حد است.این گرمای شدید پارچه را کم آب می کند و باقی مانده ای از پودر سفید عالی به جا می گذارد: اکسید آلومینیوم.

ذوب شدن

1. ذوب، که ترکیب آلومینیوم-اکسیژن (آلومینا) تولید شده با روش بایر را جدا می کند، مرحله زیر در استخراج آلومینیوم طبیعی و فولادی از بوکسیت است.اگرچه سیستمی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرد از رویکرد الکترولیتی که همزمان از طریق چارلز هال و پل لوئیس-توسن هرول در اواخر قرن نوزدهم اختراع شد، نشأت می گیرد، اما مدرن شده است.اول، آلومینا در یک متحرک ذوب، یک کپک فلزی عمیق با پوشش کربن و پر از یک هادی مایع گرم شده حل می شود که به ویژه از ترکیب آلومینیوم کرایولیت تشکیل شده است.

2. در مرحله بعد، یک ماده برقی معاصر از طریق کرایولیت عبور می کند، که باعث می شود پوسته ای روی قله مذاب آلومینا تشکیل شود.هنگامی که آلومینا اضافی به صورت دوره ای به مخلوط هم زده می شود، این پوسته شکسته شده و به خوبی به هم زده می شود.هنگامی که آلومینا حل می شود، به صورت الکترولیتی تجزیه می شود و لایه ای از آلومینیوم خالص و مذاب در پایین ترین قسمت سلولی در حال ذوب تولید می کند.اکسیژن با کربن مورد استفاده برای پوشش سلولی ادغام می شود و به شکل دی اکسید کربن خارج می شود.

3. هنوز به شکل مذاب، آلومینیوم خالص شده از سلول های ذوب گرفته می شود، به بوته ها منتقل می شود و در کوره ها تخلیه می شود.در این درجه، عوامل دیگری را می توان برای ارائه آلیاژهای آلومینیوم با ویژگی های مناسب با محصول توقف معرفی کرد، اگرچه فویل معمولاً از 99.8 یا 99.9 درصد آلومینیوم خالص ساخته می شود.سپس مایع درون ابزارهای ریخته‌گری مستقیم ریخته می‌شود و در آنجا به شکل صفحات بزرگی که به آنها «شمش» یا «موجودی دوباره رول» می‌گویند خنک می‌شود.شمش‌ها پس از بازپخت - گرما برای افزایش کارایی انجام می‌شود - برای غلتاندن در فویل مناسب هستند.

یک رویکرد جایگزین برای ذوب و ریخته‌گری آلومینیوم «ریخته‌گری بدون توقف» نامیده می‌شود.این روش شامل یک خط تولید است که شامل یک کوره ذوب، یک شومینه نگهدارنده برای تشکیل فلز مذاب، یک سیستم سوئیچ، یک واحد ریخته‌گری، یک واحد ترکیبی مانند رول‌های پینچ، برش و افسار، و یک ماشین روپیچ و کلاف است.هر دو روش موجودی از ضخامت های 0.125 تا صفر.250 اینچ (0.317 تا 0.635 سانتی متر) و عرض های متعدد را تولید می کنند.مزیت روش ریخته‌گری پیوسته این است که نیازی به مرحله بازپخت قبل از نورد فویل ندارد، مانند روش ذوب و ریخته‌گری، زیرا بازپخت به طور معمول در سراسر سیستم ریخته‌گری انجام می‌شود.

فویل نورد

پس از تهیه موجودی فویل، برای ساخت فویل باید ضخامت آن را کاهش داد.این کار در یک آسیاب نورد انجام می شود که در آن پارچه از چندین نمونه از طریق رول های فلزی به نام رول کار پیشی گرفته است.همانطور که ورقه‌ها (یا تارهای) آلومینیوم از میان رول‌ها عبور می‌کنند، نازک‌تر می‌شوند و در فضای بین رول‌ها اکسترود می‌شوند.رول های کار با رول های سنگین تری که به عنوان رول های پشتیبان شناخته می شوند، جفت می شوند که برای کمک به حفظ ثبات رول های نقاشی، استرس ایجاد می کنند.این امر باعث می شود تا ابعاد محصول در محدوده تحمل حفظ شود.نقاشی ها و رول های پشتیبان بر اساس دستورالعمل های خلاف می چرخند.روان کننده ها برای تسهیل تکنیک نورد اضافه می شوند.در طول این سیستم نورد، آلومینیوم گاهی اوقات باید آنیل شود (عملیات گرمایی) برای حفظ کارایی آن.

تخفیف فویل با کمک تنظیم دور در دقیقه رول ها و ویسکوزیته (مقاومت در برابر لغزش)، مقدار و دمای روان کننده های نورد کنترل می شود.فاصله رول هم ضخامت و هم مدت زمان خروج فویل از آسیاب را تعیین می کند.این شکاف را می توان با کمک بالا بردن یا پایین آوردن رول نقاشی بالاتر تنظیم کرد.نورد دو روکش طبیعی در فویل ایجاد می کند، زنده و مات.انتهای واضح در حالی تولید می شود که فویل با سطوح رول نقاشی در تماس است.برای تولید انتهای مات، دو ورقه باید به طور همزمان با هم بسته بندی شده و نورد شوند.در حالی که این امر محقق می شود، لبه هایی که هر یک از آنها را لمس می کنند با یک روکش مات می شوند.سایر تکنیک های تکمیل مکانیکی، که معمولاً در طی عملیات تبدیل تولید می شوند، می توانند برای ارائه الگوهای مثبت استفاده شوند.

همانطور که ورق های فویل از میان غلتک ها عبور می کنند، با چاقوهای دایره ای یا تیغ مانندی که در آسیاب رول نصب شده اند، بریده شده و بریده می شوند.پیرایش به لبه های فویل اطلاق می شود، حتی اگر بریدگی مستلزم بریدن فویل به چندین ورق باشد.این مراحل برای تامین عرض های باریک کلاف، برای برش لبه های موجودی پوشش داده شده یا چند لایه و برای تهیه قسمت های مربعی استفاده می شود.برای انجام عملیات ساخت و تغییر مطمئن، تارهایی که در تمام طول نورد شکسته شده اند باید به هم وصل شوند و یا به هم متصل شوند.انواع متداول اتصالات برای عضویت در شبکه های فویل ساده و/یا فویل یارانه ای شامل نوار اولتراسونیک، چسب حرارتی، نوار آب بندی تنش و جوش برقی است.اتصال اولتراسونیک از یک جوش حالت پایدار - ساخته شده با مبدل اولتراسونیک - در داخل فلزی که همپوشانی دارند استفاده می کند.

رویکردهای پایانی

برای بسیاری از بسته ها، فویل به صورت IV / ترکیبی با مواد مختلف استفاده می شود.می توان آن را با انواع مختلفی از مواد، که شامل پلیمرها و رزین ها می شود، برای عملکردهای تزئینی، دفاعی یا آب بندی گرما پوشاند.می توان آن را روی کاغذ، مقوا و فیلم های پلاستیکی لمینت کرد.همچنین می توان آن را برش داد، به هر شکلی درآورد، چاپ کرد، برجسته کرد، به صورت نوار برش داد، ورق کرد، اچ کرد و آنودایز کرد.هنگامی که فویل در آخرین کشور خود قرار گرفت، مطابق با آن بسته بندی شده و برای مشتری ارسال می شود.

کنترل کیفیت

علاوه بر کنترل در روش پارامترهایی مانند دما و زمان، محصول تکمیل شده فویل باید نیازهای مثبت را برآورده کند.به عنوان مثال، مشخص شده است که یکی از روش‌های تغییر و ترک استفاده از آن، برای بهترین عملکرد، به محدوده‌های مختلف خشکی روی کف فویل نیاز دارد.برای تعیین میزان خشکی از یک نگاهی به ترشوندگی استفاده می شود.در این آزمایش محلول‌های استثنایی الکل اتیلیک در آب مقطر با افزایش ده درصدی به کمک کمیت به صورت یکنواخت روی سطح فویل ریخته می‌شود.اگر قطره ای ایجاد نشود، ترشوندگی 0 است. این تکنیک تا زمانی ادامه می یابد که مشخص شود حداقل درصد محلول الکلی کف فویل را کاملا خیس می کند.

از دیگر خواص مهم ضخامت و استحکام کششی است.روش‌های بررسی استاندارد با کمک انجمن آمریکایی تست و مواد (ASTM) پیشرفت کردند.ضخامت از طریق توزین نمونه و اندازه گیری محل آن تعیین می شود و پس از آن تقسیم وزن از طریق محل ساخته شده چگالی آلیاژ را نشان می دهد.بررسی کشش از فویل باید به دقت کنترل شود زیرا نگاهی به عواقب آن می تواند از لبه های سخت و وجود نقص های کوچک و همچنین متغیرهای دیگر رنج ببرد.الگو در یک چنگال قرار می گیرد و فشار کششی یا کششی تا زمانی که الگوی شکستگی رخ می دهد اعمال می شود.فشار یا برق مورد نیاز برای شکستن الگو اندازه گیری می شود.