Matières premières
L'aluminium compte parmi les éléments les plus abondants : après l'oxygène et le silicium, c'est le détail le plus abondant trouvé à l'intérieur du sol terrestre, constituant plus de huit pour cent de la croûte à une intensité de dix milles et apparaissant dans presque toutes les roches ordinaires.
Cependant, l'aluminium ne se présente pas sous sa forme d'acier pur, mais alternativement sous forme d'oxyde d'aluminium hydraté (un mélange d'eau et d'alumine) combiné avec de la silice, de l'oxyde de fer et de l'oxyde de titane.Le minerai d'aluminium le plus gros est la bauxite, du nom de la ville française des Baux dans laquelle elle est devenue déterminée en 1821. La bauxite contient du fer et de l'oxyde d'aluminium hydraté, ce dernier représentant son plus grand tissu constitutif.
À l'heure actuelle, la bauxite est suffisamment abondante pour que les meilleurs gisements contenant une teneur en oxyde d'aluminium de quarante-cinq pour cent ou plus soient exploités pour fabriquer de l'aluminium.Des gisements concentrés sont découverts dans les hémisphères nord et sud, la majorité du minerai utilisé aux États-Unis provenant des Antilles, d'Amérique du Nord et d'Australie.
Étant donné que la bauxite se trouve si près de la surface de la terre, les méthodes d'extraction sont incroyablement faciles.Des explosifs sont utilisés pour ouvrir de grandes fosses dans des lits de bauxite, après quoi les couches de terre et de roche sont éliminées.Le minerai exposé est ensuite retiré avec des chargeuses frontales, empilé dans des fourgonnettes ou des wagons de chemin de fer, et transporté vers l'usine de traitement.La bauxite est lourde (généralement, une tonne d'aluminium peut être produite à partir de 4 à 6 tonnes de minerai), donc, pour réduire la valeur de son transport, ces fleurs sont régulièrement situées au plus près des mines de bauxite.
Le processus de fabrication
L'extraction de l'aluminium naturel de la bauxite implique des procédures.Tout d'abord, le minerai est raffiné pour se débarrasser des impuretés telles que l'oxyde de fer, la silice, l'oxyde de titane et l'eau.Ensuite, l'oxyde d'aluminium résultant est fondu pour fournir de l'aluminium naturel.Après cela, l'aluminium est laminé pour fournir une feuille.
Raffinage—Procédé Bayer
1.La technique Bayer utilisée pour raffiner la bauxite comporte 4 étapes : digestion, rationalisation, précipitation et calcination.Au niveau de la digestion, la bauxite est dissoute et mélangée à de l'hydroxyde de sodium avant d'être pompée dans d'énormes réservoirs sous pression.Dans ces réservoirs, appelés digesteurs, la combinaison d'hydroxyde de sodium, de chaleur et de pression décompose le minerai en une réponse saturée d'aluminate de sodium et de contaminants insolubles, qui se déposent au fond.
2. La phase suivante de la technique, la rationalisation, consiste à envoyer la solution et les contaminants à travers un ensemble de réservoirs et de presses.Pendant ce degré, des filtres en tissu piègent les contaminants, qui peuvent ensuite être éliminés.Après avoir été à nouveau filtrée, la solution ultime est transportée vers une tour de refroidissement.
3. Au niveau suivant, la précipitation, la solution d'oxyde d'aluminium agit dans un silo massif, dans lequel, dans une adaptation de la technique Deville, le fluide est ensemencé de cristaux d'aluminium hydraté pour favoriser la formation de débris d'aluminium.Au fur et à mesure que les germes cristallins attirent d'autres cristaux dans la solution, des amas massifs d'hydrate d'aluminium commencent à se former.Ceux-ci sont d'abord filtrés puis rincés.
4.La calcination, la toute dernière étape du système de raffinage Bayer, comprend l'exposition de l'hydrate d'aluminium à des températures excessives.Cette chaleur extrême déshydrate le tissu, laissant un résidu d'une excellente poudre blanche : l'oxyde d'aluminium.
Fonte
1. La fusion, qui sépare le composé aluminium-oxygène (alumine) produit à l'aide de la méthode Bayer, est l'étape suivante dans l'extraction de l'aluminium naturel de l'acier de la bauxite.Bien que le système actuellement utilisé dérive de l'approche électrolytique inventée simultanément par Charles Hall et Paul-Louis-Toussaint Héroult à la fin du XIXe siècle, il a été modernisé.Tout d'abord, l'alumine est dissoute dans un mobile de fonderie, une moisissure métallique profonde tapissée de carbone et pleine d'un liquide conducteur chauffé qui est composé notamment du composé d'aluminium cryolite.
2.Ensuite, un contemporain alimenté électriquement est exécuté à travers la cryolite, provoquant la formation d'une croûte sur le sommet de la fonte d'alumine.Lorsque de l'alumine supplémentaire est périodiquement mélangée au mélange, cette croûte est cassée et mélangée également.Au fur et à mesure que l'alumine se dissout, elle se décompose électrolytiquement pour produire une couche d'aluminium pur et fondu sur la partie inférieure de la cellule de fusion.L'oxygène se confond avec le carbone utilisé pour tapisser la cellule et s'échappe sous forme de dioxyde de carbone.
3. Toujours sous forme fondue, l'aluminium purifié est extrait des cellules de fusion, transféré dans des creusets et vidé dans des fours.À ce degré, d'autres facteurs peuvent être introduits pour fournir des alliages d'aluminium avec des caractéristiques appropriées au produit d'arrêt, bien que la feuille soit généralement fabriquée à partir de 99,8 ou 99,9 % d'aluminium pur.Le liquide est ensuite versé dans des gadgets de coulée directe, dans lesquels il se refroidit en d'énormes dalles appelées «lingots» ou «inventaire de relance».Après avoir été recuits - traités thermiquement pour améliorer la maniabilité - les lingots peuvent être roulés en feuille.
Une approche alternative à la fusion et à la coulée de l'aluminium est appelée "coulée non-stop".Cette procédure implique une ligne de production qui comprend un four de fusion, une cheminée de maintien pour comprendre le métal en fusion, un système de commutation, une unité de coulée, une unité combinée telle que des rouleaux pinceurs, une cisaille et une bride, et un chariot de rembobinage et de bobine.Les deux méthodes produisent des inventaires d'épaisseurs allant de 0,125 à 0,250 pouce (0,317 à 0,635 centimètre) et de nombreuses largeurs.L'avantage du procédé de coulée continue est qu'il ne nécessite pas d'étape de recuit avant le laminage de la feuille, comme le fait la méthode de fusion et de coulée, car le recuit est effectué de manière routinière dans tout le système de coulée.
feuille de roulement
Une fois l'inventaire du papier d'aluminium effectué, il faut réduire son épaisseur pour fabriquer le papier d'aluminium.Ceci est effectué dans un laminoir, dans lequel le tissu est dépassé plusieurs fois par des rouleaux métalliques appelés rouleaux de travail.Au fur et à mesure que les feuilles (ou bandes) d'aluminium passent à travers les rouleaux, elles sont comprimées plus fines et extrudées à travers l'espace entre les rouleaux.Les rouleaux de travail sont associés à des rouleaux plus lourds appelés rouleaux de secours, qui appliquent une contrainte pour aider à maintenir la stabilité des rouleaux de peinture.Cela permet de conserver les dimensions du produit dans les tolérances.Les peintures et les rouleaux de sauvegarde tournent dans des instructions contraires.Des lubrifiants sont ajoutés pour faciliter la technique de roulage.Au cours de ce système de laminage, l'aluminium doit parfois être recuit (traité à la chaleur) pour maintenir sa maniabilité.
La remise de la feuille est contrôlée à l'aide du réglage du régime des rouleaux et de la viscosité (la résistance au glissement), de la quantité et de la température des lubrifiants de roulement.L'espace entre les rouleaux détermine à la fois l'épaisseur et la durée de la feuille quittant le laminoir.Cet écart peut être ajusté à l'aide de la montée ou de la descente du rouleau de peinture supérieur.Le roulage produit deux finis naturels au niveau de la feuille, vif et mat.L'extrémité vive est produite lorsque la feuille entre en contact avec les surfaces du rouleau de peinture.Pour produire l'extrémité mate, deux feuilles doivent être emballées ensemble et roulées simultanément ;Pendant que cela est réalisé, les bords qui se touchent ont une finition mate.D'autres techniques de finition mécanique, normalement produites lors des opérations de conversion, peuvent être utilisées pour fournir des motifs positifs.
Au fur et à mesure que les feuilles d'aluminium passent à travers les rouleaux, elles sont coupées et fendues avec des couteaux circulaires ou en forme de rasoir installés au laminoir.Le rognage fait référence aux bords de la feuille, même si le refendage consiste à couper la feuille en plusieurs feuilles.Ces étapes sont utilisées pour fournir des largeurs de bobines minces, pour couper les bords de l'inventaire enduit ou laminé et pour fournir des portions carrées.Pour certaines opérations de fabrication et de changement, les bandes qui ont été rompues tout au long du laminage doivent être assemblées, retournées ou épissées.Les types courants d'épissures pour devenir un membre de bandes de feuille simple et / ou de feuille subventionnée comprennent les ultrasons, les rubans thermosoudables, les rubans d'étanchéité sous tension et les soudures électriques.L'épissure par ultrasons utilise une soudure à l'état stable - réalisée avec un transducteur à ultrasons - dans le métal superposé.
Approches de finition
Pour de nombreux emballages, le papier d'aluminium est utilisé en IV / en combinaison avec différentes substances.Il peut être recouvert d'une grande variété de substances, dont des polymères et des résines, pour des fonctions décoratives, défensives ou d'étanchéité.Il peut être laminé sur des papiers, des cartons et des films plastiques.Il peut également être découpé, façonné sous n'importe quelle forme, imprimé, gaufré, découpé en bandes, feuilleté, gravé et anodisé.Une fois que la feuille est dans sa toute dernière nation, elle est emballée en conséquence et expédiée au client.
Contrôle de qualité
En plus du contrôle dans le procédé de paramètres tels que la température et le temps, le produit en feuille terminé doit répondre à des exigences positives.Par exemple, il a été constaté que des procédures de changement uniques et des utilisations d'abandon nécessitent différentes plages de séchage sur le sol en aluminium pour de meilleures performances.Un test de mouillabilité est utilisé pour décider de la siccité.Dans ce test, des solutions exceptionnelles d'alcool éthylique dans de l'eau distillée, par incréments de dix pour cent à l'aide de la quantité, sont versées en un mouvement uniforme sur la surface de la feuille.Si aucune goutte ne se forme, la mouillabilité est de 0. La technique est maintenue jusqu'à ce qu'il soit déterminé quel pourcentage minimal de solution d'alcool mouillera absolument le sol en aluminium.
D'autres propriétés critiques sont l'épaisseur et la résistance à la traction.Les méthodes de contrôle standard ont été avancées avec l'aide de l'American Society For Testing and Materials (ASTM).L'épaisseur est déterminée en pesant un échantillon et en mesurant sa place, puis en divisant le poids par la composition de la place, on obtient la densité de l'alliage.La vérification de la tension du papier d'aluminium doit être soigneusement contrôlée car les conséquences peuvent être des bords durs et la présence de petits défauts, ainsi que d'autres variables.Le motif est positionné dans une poignée et une pression de traction ou de traction est appliquée jusqu'à ce que la rupture du motif se produise.La pression ou l'électricité nécessaire pour briser le motif est mesurée.
Heure de publication : 08 mars 2022