Zdobądź dogłębną wiedzę na temat procesu produkcji brązowego proszku korundowego
Stojąc trzy metry od elektrycznego pieca łukowego, fala upału spowita zapachem spalonego metalu uderza cię w twarz – szlam boksytowy w piecu, rozgrzany do ponad 2200 stopni, toczy się, tworząc złocistoczerwone bąbelki. Stary mistrz Lao Li otarł pot i powiedział: „Widzisz? Jeśli materiałem jest jedna łopata węgla mniej, temperatura pieca spadnie o 30 stopni, akorund brązowy To, co wyjdzie, będzie kruche jak herbatniki”. Ten garnek z wrzącą „roztopioną stalą” jest pierwszą sceną narodzin brązowego proszku korundowego.
1. Topienie: ciężka praca polegająca na wyciąganiu „jadeitu” z ognia
Słowo „zacięty” wyryte jest w kościach brązowego korundu, a charakter ten udoskonalany jest w piecu łukowym:
Składniki są jak lekarstwo: baza boksytowa (Al₂O₃>85%), reduktor antracytu i opiłki żelaza muszą być posypywane jako „swatka” – bez niego, wspomagającego topienie, nie da się usunąć zanieczyszczeń krzemianowych. Księgi dozujące starych fabryk w prowincji Henan są już zużyte: „Zbyt dużo węgla oznacza wysoki poziom węgla i sadzy, a zbyt mało żelaza oznacza gruby żużel i aglomerację”.
Sekret pochylonego pieca: korpus pieca jest nachylony pod kątem 15 stopni, aby umożliwić naturalne rozwarstwienie się stopu. Dolna warstwa czystego tlenku glinu krystalizuje w brązowy korund, a górna warstwa żużlu żelazokrzemowego jest usuwana. Stary mistrz użył długiego patyczka do nakłucia otworu do pobierania próbek, a rozpryskujące się krople stopu ostygły, a przekrój stał się ciemnobrązowy: „Ten kolor jest odpowiedni! Niebieskie światło oznacza, że tytan jest wysoki, a szare, że krzem nie został całkowicie usunięty”.
Szybkie chłodzenie decyduje o rezultacie: stop wlewa się do głębokiego dołu i zalewa zimną wodą, aby „eksplodował” na kawałki, a para wodna wydaje trzaski przypominające popcorn. Szybkie chłodzenie blokuje defekty sieci krystalicznej, a wytrzymałość jest o 30% wyższa niż w przypadku naturalnego chłodzenia – podobnie jak w przypadku hartowania miecza, kluczem jest „szybkość”.
2. Kruszenie i kształtowanie: sztuka kształtowania „twardzieli”
Twardość brązowego bloku korundu zaraz po wyjęciu z pieca jest zbliżona do twardościdiamentyTrzeba włożyć wiele wysiłku, aby przekształcić go w „elitarnego żołnierza” na poziomie mikrona:
Otwór kruszarki szczękowej
Hydrauliczna płyta szczękowa „chrupie”, a klocek wielkości piłki do koszykówki rozbija się na orzechy. Operator Xiao Zhang wskazał na ekran i poskarżył się: „Ostatnim razem, gdy wmieszano cegłę ogniotrwałą, płyta szczękowa rozerwała szczelinę. Ekipa konserwacyjna ścigała mnie i karciła przez trzy dni”.
Transformacja w młynie kulowym
Młyn kulowy wyłożony granitem dudni, a stalowe kule uderzają w bloki niczym agresywni tancerze. Po 24 godzinach ciągłego mielenia z otworu wylotowego wystrzelił ciemnobrązowy, gruboziarnisty proszek. „Jest tu pewien haczyk” – technik stuknął w panel sterowania: „Jeśli prędkość przekroczy 35 obr./min, cząstki zostaną zmielone na igły; jeśli spadnie poniżej 28 obr./min, krawędzie będą zbyt ostre”.
Chirurgia plastyczna Barmac
Linia produkcyjna z najwyższej półki prezentuje swój atut – pionową kruszarkę udarową Barmac. Materiał jest kruszony poprzez samozderzanie pod wpływem napędu szybkoobrotowego wirnika, a wytwarzany mikroproszek ma kształt okrągły jak otoczaki rzeczne. Fabryka ściernic w prowincji Zhejiang zmierzyła: dla tej samej specyfikacji mikroproszeku, tradycyjna metoda ma gęstość nasypową 1,75 g/cm³, podczas gdy metoda Barmac ma gęstość nasypową 1,92 g/cm³! Pan Li przekręcił próbkę i westchnął: „W przeszłości fabryka ściernic zawsze narzekała na słabą płynność proszku, ale teraz narzeka, że prędkość napełniania jest zbyt duża, aby nadążyć”.
3. Klasyfikowanie i oczyszczanie: precyzyjne polowanie w świecie mikronów
Klasyfikacja cząstek o grubości 1/10 grubości włosa na różne klasy to walka o duszę procesu:
Tajemnica klasyfikacji przepływu powietrza
Sprężone powietrze o ciśnieniu 0,7 MPa wpada do komory klasyfikacyjnej z proszkiem, a prędkość obrotowa wirnika określa „linię wlotową”: 8000 obr./min odfiltrowuje W40 (40 μm), a 12000 obr./min przechwytuje W10 (10 μm). „Najbardziej obawiam się nadmiernej wilgotności” – wskazał kierownik warsztatu na wieżę osuszającą: „W zeszłym miesiącu skraplacz wyciekł fluorem, a mikrogrudki proszku zlepiły się i zablokowały rurociąg. Czyszczenie zajęło trzy zmiany”.
Delikatny nóż klasyfikacji hydraulicznej
W przypadku ultradrobnych proszków poniżej W5, medium klasyfikacyjnym staje się przepływ wody. Czysta woda w pojemniku sortującym unosi drobny proszek z prędkością przepływu 0,5 m/s, a cząstki grube opadają jako pierwsze. Operator wpatruje się w miernik mętności: „Jeśli prędkość przepływu jest o 0,1 m/s większa, połowa proszku W3 ucieknie; jeśli jest o 0,1 m/s wolniejsza, W10 zmiesza się i spowoduje problemy”.
Tajna bitwa separacji magnetycznej i usuwania żelaza
Silny wałek magnetyczny usuwa opiłki żelaza z siłą ssania 12 000 gausów, ale jest bezsilny wobec plam tlenku żelaza. Sztuczka fabryki w Shandong polega na wstępnym namoczeniu w kwasie szczawiowym przed trawieniem, co przekształca trudny Fe₂O₃ w rozpuszczalny szczawian żelazawy, a zawartość żelaza w zanieczyszczeniach spada z 0,8% do 0,15%.
4. Pirytacja i kalcynacja: „odrodzenie” materiałów ściernych
Jeśli chceszmikroproszek korundu brązowegoaby wytrzymać próbę w wysokiej temperaturze ściernicy, trzeba przejść dwa testy życia i śmierci:
Dialektyka kwasowo-zasadowa trawienia
Bąbelki w zbiorniku kwasu solnego gwałtownie rosną, rozpuszczając zanieczyszczenia metalowe, a kontrola stężenia przypomina chodzenie po linie: mniej niż 15% nie usuwa rdzy, a ponad 22% powoduje korozję tlenku glinu. Lao Li uniósł papierek lakmusowy, aby podzielić się doświadczeniem: „Podczas neutralizacji za pomocą płukania alkalicznego należy dokładnie uszczypnąć PH = 7,5. Kwas spowoduje zadziory na kryształach, a alkalia sprawią, że powierzchnia cząstek zamieni się w proszek”.
Zagadka temperaturowa kalcynacji
Po kalcynacji w piecu obrotowym w temperaturze 1450°C przez 6 godzin, domieszki ilmenitu rozkładają się do fazy rutylowej, a odporność cieplna mikroproszku wzrasta o 300°C. Jednak z powodu starzenia się termopary w pewnej fabryce, rzeczywista temperatura przekroczyła 1550°C, a wszystkie mikroproszki wychodzące z pieca zostały spiekane w „ciastka sezamowe” – 30 ton materiałów trafiło bezpośrednio na złom, a dyrektor fabryki był tak zdenerwowany, że tupał nogami.
Wnioski: Estetyka przemysłowa między milimetrami
W zapadającym zmroku warsztacie maszyny wciąż ryczą. Lao Li otrzepał kurz z ubrania roboczego i powiedział: „Po 30 latach pracy w tej branży w końcu zrozumiałem, że dobre mikroproszki to „70% rafinacji i 30% trwałości” – składniki to fundament, kruszenie zależy od zrozumienia, a sortowanie od staranności”. Od boksytu po mikroproszki w skali nano, przełomy technologiczne zawsze koncentrują się wokół trzech głównych czynników: czystości (trawienie i usuwanie zanieczyszczeń), morfologii (kształtowanie metodą Barmac) i wielkości cząstek (precyzyjne sortowanie).