Mõista pruuni korundipulbri tootmisprotsessi sügavalt
Kolme meetri kaugusel elektrikaarahjust seistes lööb näkku põlenud metalli lõhnaga mähitud kuumalaine – ahjus olev üle 2200-kraadine boksiidisuspensioon veereb kuldpunaste mullidena. Vanameister Lao Li pühkis higi ja ütles: „Näete? Kui materjaliks on ühe labida võrra vähem sütt, langeb ahju temperatuur 30 kraadi võrra ja...“pruun korund „See, mis välja tuleb, on sama habras kui küpsised.“ See keeva „sula terasega“ pott on pruuni korundipulbri sünni esimene stseen.
1. Sulamine: „Jade” tulest võtmise raske töö
Sõna „äge” on graveeritud pruuni korundi luudesse ja see iseloom rafineeritakse elektrikaarahjus:
Koostisosad on nagu ravimid: boksiidi alus (Al₂O₃>85%), antratsiidi redutseerijat ja rauapuru tuleb puistata „sobitajana“ – ilma selleta, mis sulamist soodustaks, ei saa lisandisilikaate puhastada. Henani provintsi vanade tehaste doseerimisraamatud on kõik kulunud: „Liiga palju sütt tähendab kõrget süsinikusisaldust ja musta värvi, liiga vähe rauda aga paksu räbu ja aglomeratsiooni.“
Kallutatud ahju saladus: Ahju korpust kallutatakse 15-kraadise nurga all, et sulamine saaks loomulikult kihistuda, puhta alumiiniumoksiidi alumine kiht kristalliseerub pruuniks korundiks ja ferrosiliitsiumräbu ülemine kiht kühveldatakse minema. Vanameister torkas proovivõtuava pika piigiga ja pritsitud sulanud tilgad jahtusid ning ristlõige muutus tumepruuniks: „See värv on õige! Sinine valgus näitab, et titaani on palju, ja hall valgus tähendab, et räni pole täielikult eemaldatud.“
Kiire jahutamine määrab tulemuse: sulam valatakse sügavasse auku ja valatakse peale külma vett, et see tükkideks „plahvataks“, ja veeaur teeb popkornilaadset praksuvat heli. Kiire jahutamine lukustab võredefektid ja sitkus on 30% suurem kui loomulikul jahutamisel – nagu mõõga kustutamisel, on võtmeks „kiirus“.
2. Purustamine ja vormimine: „kõvade kuttide“ vormimise kunst
Ahjust äsja võetud pruuni korundiploki kõvadus on lähedaneteemandidSelle mikronitasemel „eliitsõduriks“ muutmine nõuab palju vaeva:
Lõualuu purusti töötlemata avamine
Hüdrauliline lõualuuplaat „krõmpsub“ ja korvpallisuurune plokk puruneb kreeka pähkliteks. Operaator Xiao Zhang osutas ekraanile ja kurtis: „Eelmisel korral segati sisse tulekindel tellis ja lõualuuplaat tekitas tühimiku. Hooldusmeeskond ajas mind taga ja sõimas mind kolm päeva.“
Kuulveskis toimuv ümberkujundamine
Graniidist vooderdatud kuulveski müriseb ja teraskuulid tabavad plokke nagu vägivaldsed tantsijad. Pärast 24 tundi kestnud pidevat jahvatamist purskas väljalaskeavast välja tumepruun jäme pulber. „Siin on üks nipp,“ koputas tehnik juhtpaneelile: „Kui kiirus ületab 35 p/min, jahvatatakse osakesed nõelteks; kui see on alla 28 p/min, on servad liiga teravad.“
Barmaci plastiline kirurgia
Tipptasemel tootmisliin näitab oma trumpkaarti – Barmaci vertikaalse võlliga löökpurustit. Materjal purustatakse kiirrootori ajami all iseenesliku kokkupõrke teel ning toodetud mikropulber on ümmargune nagu jõekivikesed. Zhejiangi provintsis asuv lihvketaste tehas mõõtis: sama spetsifikatsiooniga mikropulbri puhul on traditsioonilise meetodi puistetihedus 1,75 g/cm³, Barmaci meetodi puhul aga 1,92 g/cm³! Härra Li keeras proovi ja ohkas: „Varem kurtis lihvketaste tehas alati pulbri halva voolavuse üle, aga nüüd kurdetakse, et täitmise kiirus on liiga kiire, et sammu pidada.“
3. Gradueerimine ja puhastamine: täpne jaht mikronite maailmas
Juuksekarva paksusest 1/10 suuruste osakeste liigitamine erinevatesse klassidesse on protsessi hingeline võitlus:
Õhuvoolu klassifitseerimise müsteerium
0,7 MPa suruõhk voolab pulbriga klassifikatsioonikambrisse ja tiiviku kiirus määrab „sisselaskejoone“: 8000 p/min juures sõelub välja W40 (40 μm) ja 12000 p/min juures lõikab see läbi W10 (10 μm). „Kõige rohkem kardan liigset õhuniiskust,“ osutas töökoja juhataja õhukuivatustornile: „Eelmisel kuul lekkis kondensaatorist fluori ja mikropulber kogunes tükkideks ning blokeeris torustiku. Selle puhastamiseks kulus kolm vahetust.“
Hüdraulilise klassifikatsiooni õrn nuga
Ülipeente pulbrite puhul, mille fraktsioon on alla W5, saab klassifitseerimiskeskkonnaks veevool. Sorteerimisämbris olev puhas vesi tõstab peent pulbrit voolukiirusega 0,5 m/s ja jämedad osakesed settivad esimesena. Operaator jõllitab hägususemõõtjat: „Kui voolukiirus on 0,1 m/s kiirem, pääseb pool W3 pulbrist välja; kui see on 0,1 m/s aeglasem, seguneb W10 ja tekitab probleeme.“
Magnetilise eraldamise ja raua eemaldamise salajane lahing
Võimas magnetrull eemaldab rauapuru 12 000 gaussi imemisjõuga, kuid raudoksiidiplekkide vastu on see abitu. Shandongi tehase nipp on järgmine: enne marineerimist oksaalhappega leotamine muudab raskesti lagundatava Fe₂O₃ lahustuvaks raudoksalaadiks ja lisandi rauasisaldus langeb 0,8%-lt 0,15%-le.
4. PKüpsetamine ja kaltsineerimine: abrasiivide "taassünd"
Kui sa tahadpruuni korundi mikropulberKõrgtemperatuuril töötava lihvketta katsele vastu pidamiseks tuleb läbida kaks elu ja surma testi:
Marineerimise happe-aluse dialektika
Soolhappepaagis olevad mullid voolavad hooga, lahustades metalli lisandeid, ja kontsentratsiooni reguleerimine on nagu köiel kõndimine: alla 15% ei suuda roostet puhastada ja üle 22% söövitab alumiiniumoksiidi korpust. Lao Li hoidis üleval pH-testi paberit, et kogemusi jagada: „Leeliselise pesuga neutraliseerimisel tuleb pH täpselt 7,5-ni viia. Hape tekitab kristallidele ebatasasusi ja leeliseline pesemine põhjustab osakeste pinna pulbriks muutumist.“
Kaltsineerimise temperatuurimõistatus
Pärast pöördahjus 6 tunni jooksul temperatuuril 1450 ℃ kaltsineerimist lagunevad ilmeniidi lisandid rutiiliks ja mikropulbri kuumakindlus tõuseb 300 ℃ võrra. Teatud tehase termopaari vananemise tõttu ületas tegelik temperatuur aga 1550 ℃ ja kõik ahjust väljunud mikropulbrid paagutati „seesamikookideks“ – 30 tonni materjali läks otse vanarauaks ja tehase direktor oli nii ahastuses, et trampis jalgadega.
Kokkuvõte: Tööstuslik esteetika millimeetrite vahel
Hämaras töökojas mürisevad masinad endiselt. Lao Li pühkis oma tööriietelt tolmu ja ütles: „Pärast 30 aastat selles valdkonnas töötamist sain lõpuks aru, et head mikropulbrid on „70% rafineerimine ja 30% eluiga” – koostisosad on alus, purustamine sõltub mõistmisest ja sorteerimine hoolikusest.“ Boksiidist kuni nanoskaala mikropulbriteni keerlevad tehnoloogilised läbimurded alati kolme keskme ümber: puhtus (marineerimine ja lisandite eemaldamine), morfoloogia (Barmaci vormimine) ja osakeste suurus (täpne sorteerimine).