Глибоко зрозумійте процес виробництва порошку коричневого корунду
Стоячи за три метри від електродугової печі, хвиля спеки, огортана запахом паленого металу, б'є тебе в обличчя – бокситова суспензія, що має температуру понад 2200 градусів у печі, котиться золотисто-червоними бульбашками. Старий майстер Лао Лі витер піт і сказав: «Бачиш? Якщо матеріалу на одну лопату менше вугілля, температура печі знизиться на 30 градусів, і...»коричневий корунд «що вийде, буде крихким, як печиво». Цей горщик з киплячою «розплавленою сталлю» — перша сцена народження порошку коричневого корунду.
1. Плавлення: важка робота з вилучення «нефриту» з вогню
Слово «лютий» вигравірувано на кістках коричневого корунду, і цей характер удосконалюється в електродуговій печі:
Інгредієнти схожі на ліки: основа бокситів (Al₂O₃>85%), відновлювач антрацит, а залізні стружки необхідно посипати як «зварювальний агент» – без них, щоб допомогти плавити, домішкові силікати неможливо очистити. Пропорційні книги старих заводів у провінції Хенань усі зношені: «Занадто багато вугілля означає високий вміст вуглецю та сажі, тоді як занадто мало заліза означає густий шлак та агломерацію».
Секрет похилої печі: корпус печі нахилений під кутом 15 градусів, щоб розплав міг природно розшаровуватися, нижній шар чистого глинозему кристалізується в коричневий корунд, а верхній шар феросиліційного шлаку вичерпується. Старий майстер довгою киркою проколов отвір для відбору проб, розбризкані краплі розплаву охолоджувалися, а поперечний переріз ставав темно-коричневим: «Цей колір правильний! Синє світло вказує на високий вміст титану, а сіре світло означає, що кремній не повністю видалений».
Швидке охолодження визначає результат: розплав виливають у глибоку яму та заливають холодною водою, щоб «вибухнути» на шматки, а водяна пара видає потріскуючий звук, схожий на попкорн. Швидке охолодження блокує дефекти решітки, а в'язкість на 30% вища, ніж при природному охолодженні – як і гартування меча, головне – «швидко».
2. Знищення та формування: мистецтво формування «крутих хлопців»
Твердість коричневого корундового блоку щойно з печі близька до твердості...діамантиПотрібно чимало зусиль, щоб перетворити його на «елітного солдата» мікронного рівня:
Грубе відкриття щелепної дробарки
Гідравлічна щелепа «хрумтить», і блок розміром з баскетбольний м’яч розбивається на волоські горіхи. Оператор Сяо Чжан вказав на екран і поскаржився: «Минулого разу підмішали вогнетривку цеглу, і щелепа зламала щілину. Команда технічного обслуговування ганялася за мною та лаяла мене три дні».
Перетворення в кульовому млині
Кульовий млин, викладений гранітом, гримить, а сталеві кулі вдаряються об блоки, немов шалені танцюристи. Після 24 годин безперервного помелу з випускного отвору висипається темно-коричневий грубий порошок. «Тут є один трюк», — постукав технік по панелі керування: «Якщо швидкість перевищує 35 об/хв, частинки перемелюються в голки; якщо менше 28 об/хв, краї будуть занадто гострими».
Пластична хірургія Бармака
Високоякісна виробнича лінія демонструє свій козир – вертикальну ударну дробарку Barmac. Матеріал подрібнюється шляхом самоподрібнення під дією високошвидкісного ротора, а отриманий мікропорошок має круглу форму, як річкова галька. Завод з виробництва шліфувальних кругів у провінції Чжецзян виміряв: для тієї ж специфікації мікропорошку традиційний метод має насипну щільність 1,75 г/см³, тоді як метод Barmac має насипну щільність 1,92 г/см³! Пан Лі покрутив зразок і зітхнув: «У минулому завод з виробництва шліфувальних кругів завжди скаржився на погану плинність порошку, але тепер він скаржиться, що швидкість заповнення занадто висока, щоб встигати за нею».
3. Сортування та очищення: точне полювання у світі мікронів
Класифікація частинок товщиною 1/10 волосини на різні сорти – це битва за душу процесу:
Таємниця класифікації повітряних потоків
Стиснене повітря під тиском 0,7 МПа спрямовується в класифікаційну камеру з порошком, а швидкість обертання крильчатки визначає «лінію впуску»: 8000 об/хв відсіює W40 (40 мкм), а 12000 об/хв перехоплює W10 (10 мкм). «Я найбільше боюся надмірної вологості», – директор цеху вказав на осушувальну вежу: «Минулого місяця з конденсатора витік фтор, і мікропорошок злипся та заблокував трубопровід. Знадобилося три зміни, щоб його очистити».
Ніжний ніж гідравлічної класифікації
Для надтонких порошків нижче W5 потік води стає класифікаційним середовищем. Чиста вода в сортувальному ковші піднімає дрібний порошок зі швидкістю потоку 0,5 м/с, а грубі частинки осідають першими. Оператор дивиться на каламутний вимірювач: «Якщо швидкість потоку на 0,1 м/с вища, половина порошку W3 витікає; якщо на 0,1 м/с повільніша, W10 змішується та спричиняє проблеми».
Таємна битва магнітної сепарації та видалення заліза
Потужний магнітний валик видаляє залізні стружки з силою всмоктування 12 000 гаусів, але він безпорадний проти плям оксиду заліза. Хитрощі фабрики Шаньдун такі: перед травленням матеріал попередньо замочують у щавлевій кислоті, що перетворює складний Fe₂O₃ на розчинний оксалат заліза, і вміст домішок заліза падає з 0,8% до 0,15%.
4. П.лущення та кальцинування: «відродження» абразивів
Якщо хочешмікропорошок коричневого корундуЩоб витримати випробування високотемпературним шліфувальним кругом, потрібно пройти два випробування на життя і смерть:
Кислотно-лужна діалектика маринування
Бульбашки в резервуарі з соляною кислотою піднімаються, розчиняючи металеві домішки, а контроль концентрації схожий на ходьбу по канату: менше 15% не може очистити іржу, а більше 22% роз'їдає корпус з глинозему. Лао Лі показав папір для тестування pH, щоб поділитися досвідом: «Під час нейтралізації лужним промиванням потрібно точно встановлювати pH=7,5. Кислота спричинить задирки на кристалах, а луг призведе до того, що поверхня частинок перетвориться на порошок».
Температурна головоломка кальцинації
Після прожарювання при температурі 1450℃/6 годин у обертовій печі домішки ільменіту розкладаються на рутилову фазу, а термостійкість мікропорошку зростає на 300℃. Однак через старіння термопари на одному заводі фактична температура перевищила 1550℃, і всі мікропорошки, що виходили з печі, спікалися в «кунжутні коржики» – 30 тонн матеріалів було безпосередньо утилізовано, а директор заводу був настільки засмучений, що тупнув ногами.
Висновок: Індустріальна естетика між міліметрами
У сутінковій майстерні машини все ще ревуть. Лао Лі обтрусив пил зі свого робочого одягу та сказав: «Пропрацювавши в цій галузі 30 років, я нарешті зрозумів, що хороші мікропорошки — це «70% рафінування та 30% життя» – інгредієнти є основою, подрібнення залежить від розуміння, а сортування залежить від ретельності». Від бокситів до нанорозмірних мікропорошків, технологічні прориви завжди обертаються навколо трьох центрів: чистоти (травлення та видалення домішок), морфології (формування за методом Бармака) та розміру частинок (точне сортування).