Undirbúningsferli og tækninýjungar áloxíðdufts

Þegar kemur að þvíáloxíðduft, margir kunna að finna fyrir því að vera ókunnugir því. En þegar kemur að farsímaskjám sem við notum daglega, keramikhúðunum í hraðlestvögnum og jafnvel einangrunarflísum geimskutlna, þá er nærvera þessa hvíta dufts ómissandi á bak við þessar hátæknivörur. Sem „alhliða efni“ í iðnaði hefur framleiðsluferli áloxíðdufts tekið jarðskjálftabreytingum á síðustu öld. Höfundurinn starfaði eitt sinn í ákveðnu...áloxíðframleiðslufyrirtæki í mörg ár og varð vitni að tækniframförum þessarar atvinnugreinar frá „hefðbundinni stálframleiðslu“ yfir í snjalla framleiðslu.

I. „Þrjár ásar“ hefðbundinnar handverks

Í verkstæðinu sem sérhæfir sig í framleiðslu á áloxíði segja reyndir meistarar oft: „Til að taka þátt í framleiðslu á áloxíði verður maður að ná góðum tökum á þremur grunnfærniþáttum.“ Þetta vísar til þriggja hefðbundinna aðferða: Bayer-ferlisins, sintunarferlisins og samsetts ferlis. Bayer-ferlið er eins og að sjóða bein í þrýstikökupotti, þar sem áloxíðið í báxíti leysist upp í basískri lausn við háan hita og mikinn þrýsting. Árið 2018, þegar við vorum að kemba nýju framleiðslulínunnar í Yunnan, mistókst kristöllun alls pottsins af leðjunni vegna 0,5 MPa fráviks í þrýstistýringu, sem leiddi til beins taps upp á yfir 200.000 júana.

Sintrunaraðferðin er líkari því hvernig fólk á norðlægum slóðum býr til núðlur. Hún krefst þess að báxít og kalksteinn séu „blandaðir“ í réttu hlutfalli og síðan „bakaðir“ við háan hita í snúningsofni. Munið að meistari Zhang í verkstæðinu býr yfir einstakri færni. Með því að fylgjast með lit logans getur hann ákvarðað hitastigið inni í ofninum með skekkju sem er ekki meiri en 10°C. Þessi „alþýðuaðferð“ byggð á uppsafnaðri reynslu var ekki skipt út fyrir innrauða hitamyndatökukerfi fyrr en á síðasta ári.

Sameinuðu aðferðin sameinar eiginleika þeirra tveggja fyrri. Til dæmis, þegar yin-yang heitur pottur er búinn til, eru bæði súru og basísku aðferðirnar framkvæmdar samtímis. Þetta ferli hentar sérstaklega vel til að vinna úr lággæða málmgrýti. Ákveðið fyrirtæki í Shanxi héraði tókst að auka nýtingarhlutfall magurs málmgrýtis með ál-sílikon hlutfalli upp á 2,5 um 40% með því að bæta sameinuðu aðferðina.

Ii. Leiðin að því að brjótast í gegnTækninýjungar

Orkunotkun hefðbundinnar handverks hefur alltaf verið vandamál í greininni. Gögn um greinina frá 2016 sýna að meðalraforkunotkun á hvert tonn af áloxíði er 1.350 kílóvattstundir, sem jafngildir raforkunotkun heimilis í hálft ár. „Lághitastigsupplausnartækni“ sem þróuð var af ákveðnu fyrirtæki, með því að bæta við sérstökum hvötum, lækkar hvarfhitastigið úr 280°C í 220°C. Þetta eitt og sér sparar 30% orku.

Fljótandi rúmbúnaðurinn sem ég sá í ákveðinni verksmiðju í Shandong kollvarpaði algjörlega skoðun minni. Þessi fimm hæða „stálrisi“ heldur steinefnaduftinu í sviflausn með gasi, sem styttir viðbragðstímann úr 6 klukkustundum í hefðbundnu ferli í 40 mínútur. Enn ótrúlegra er snjalla stjórnkerfið sem getur aðlagað ferlisbreyturnar í rauntíma, rétt eins og hefðbundinn kínverskur læknir tekur púls.

Hvað varðar græna framleiðslu er iðnaðurinn að sýna frábæra sýningu á því að „breyta úrgangi í fjársjóði“. Rauðan leðju, sem áður var vandræðalegur úrgangsleif, er nú hægt að framleiða í keramiktrefjar og vegamót. Í sýningarverkefninu sem heimsótt var í Guangxi í fyrra var jafnvel framleitt eldfast byggingarefni úr rauðum leðju og markaðsverðið var 15% hærra en á hefðbundnum vörum.

III. Óendanlegir möguleikar á framtíðarþróun

Undirbúningur nanó-áloxíðs má líta á sem „ör-skúlptúrlist“ á sviði efnisframleiðslu. Ofurkritísk þurrkunarbúnaður sem sést á rannsóknarstofum getur stjórnað vexti agna á sameindastigi og nanóduftið sem framleitt er er jafnvel fínna en frjókorn. Þegar þetta efni er notað í litíumrafhlöðuskiljur getur það tvöfaldað endingu rafhlöðunnar.

ÖrbylgjuofnSinterunartækni minnir mig á örbylgjuofninn heima. Munurinn er sá að iðnaðargæða örbylgjuofnar geta hitað efni upp í 1600°C á 3 mínútum og orkunotkun þeirra er aðeins þriðjungur af orkunotkun hefðbundinna rafmagnsofna. Enn betra er að þessi hitunaraðferð getur bætt örbyggingu efnisins. Áloxíðkeramikið sem framleitt er af ákveðnu hernaðarfyrirtæki með því hefur hörku sem er sambærileg við hörku demants.

Augljósasta breytingin sem snjallar umbreytingar hafa í för með sér er stóri skjárinn í stjórnklefanum. Fyrir tuttugu árum síðan gengu hæfir starfsmenn um búnaðarherbergið með skráningarbækur. Nú geta ungt fólk lokið við allt ferlið með örfáum músarsmellum. En áhugavert er að reyndastu ferlaverkfræðingarnir eru í staðinn orðnir „kennarar“ gervigreindarkerfisins og þurfa að umbreyta áratuga reynslu í reikniritafræði.

Umbreytingin úr málmgrýti í hreint áloxíð er ekki aðeins túlkun á eðlisfræðilegum og efnafræðilegum viðbrögðum heldur einnig kristöllun mannlegrar visku. Þegar 5G snjallverksmiðjur mæta „handtilfinningu“ meistara handverksmanna og þegar nanótækni talar við hefðbundna ofna, er þessari aldarlangu tækniþróun langt frá því að vera lokið. Kannski, eins og nýjasta hvítbókin um iðnaðinn spáir, mun næsta kynslóð áloxíðframleiðslu færast í átt að „framleiðslu á frumeindastigi“. Hins vegar, sama hvernig tæknin þróast, eru lausnir á hagnýtum þörfum og sköpun raunverulegs verðmætis eilífu hnit tækninýjunga.