De la bauxita a l'alúmina
L'alumini mai es troba en forma metàl·lica a la natura. S'extreu de la bauxita, un mineral vermellós extret a les regions tropicals i subtropicals on la meteorització laterítica concentra hidròxids d'alumini prop de la superfície. El mineral es tritura i es digereix amb sosa càustica calenta a pressió, que dissol els minerals que contenen l'alumini-i deixa enrere residus de ferro i titani en forma de fang vermell. Després de la clarificació, el refredament i la precipitació, la solució produeix hidròxid d'alumini, que es calcina a uns 1.000 graus centígrads per produir una pols blanca fina anomenada alúmina. Es necessiten aproximadament dues tones d'alúmina per fer una tona de metall, i la cadena completa es regeix per normes de composició i propietats com la norma EN 573-3 per als graus forjats.
El disseny de la refineria és important perquè les etapes de digestió i calcinació consumeixen la major part de l'energia tèrmica de la cadena. Les refineries modernes recuperen la calor del procés de la calcinadora i reutilitzen el licor càustic gastat en bucles tancats, la qual cosa redueix tant la demanda de combustible com el volum de residus que s'han de gestionar.
La fosa, l'electricitat i la qüestió del carboni
L'alumini primari es produeix mitjançant el procés Hall-Heroult, en què l'alúmina es dissol en criolita fosa i un corrent continu passa entre un ànode de carboni i el revestiment càtode de la cèl·lula. El corrent trenca l'enllaç d'oxigen-alumini i el metall fos s'acumula al sòl de la cel·la. L'electricitat és, amb diferència, el cost dominant, que normalment representa al voltant del 40% del cost de producció, i el procés necessita aproximadament 13-15 MWh d'electricitat per tona de metall a les foses modernes. És per això que les foses es construeixen al costat de l'energia contínua i barata: el subministrament hidroelèctric i geotèrmic ofereix una intensitat de carboni per tona molt menor que l'electricitat de xarxa basada en carbó.
El reciclatge canvia completament l'economia. La fosa de ferralla seleccionada utilitza aproximadament el 5 per cent de l'energia de la fosa primària, de manera que el metall secundari estabilitza els preus, amortitza els-oscil·lacions dels costos de l'electricitat i ofereix als fabricants aigües avall una ruta creïble cap a productes de baix-carboni. Els impostos a l'exportació i les estructures aranzelàries d'alguns països productors afegeixen una altra capa de volatilitat dels preus que els compradors gestionen mitjançant contractes de subministrament a llarg termini-.
Escollint entre alumini 3003 i 5052
Tots dos aliatges són habituals en els productes de làmina i bobina, però no són intercanviables. 3003 és un aliatge d'alumini-manganès amb una resistència moderada, una formabilitat excepcional i una bona resistència general a la corrosió, cosa que el converteix en el cavall de batalla per a panells, conductes, estris de cuina, aletes d'intercanviador de calor i xapa de sostre. 5052 és un aliatge d'alumini aproximadament. 5052 magnesi; és notablement més resistent, té la millor resistència a la corrosió dels graus comuns no tractables amb calor-- i funciona bé en servei marítim,-dipòsits de combustible i vaixells a pressió-, a costa de ser menys formable en corbes tancades.
| Propietat | 3003 (Al-Mn) | 5052 (Al-Mg 2,5%) |
|---|---|---|
| Resistència a la tracció típica, tremp H14 | Uns 150 MPa | Uns 230 MPa |
| Formabilitat i embutició profunda | Excel·lent | Es requereixen radis de curvatura bo i més ajustats |
| Resistència a la corrosió | Bé a la majoria d'ambients | Excel·lent, incloent aigua salada i combustibles |
| Soldabilitat | Bé | Bona retenció de resistència a la zona de soldadura |
| Usos típics | Panells, conductes, aletes, cobertes, estris de cuina | Estructures marines, dipòsits de combustible, recipients a pressió, carrosseries de camions |
La pràctica de comandes sempre ha de seguir l'estàndard de producte rellevant i indicar l'aliatge, el tremp, les dimensions i les toleràncies junts, ja que dos proveïdors que cotitzen el mateix aliatge nominal poden oferir propietats mecàniques molt diferents si es deixa el tremp obert.
Com s'imprimeixen les llaunes d'alumini
Les llaunes de begudes-de dues peces estan decorades en línies rotatives d'alta-velocitat. Després de la formació, el cos de la llauna es renta, es tracta químicament i s'asseca de manera que la tinta i la laca es puguin aplicar al metall. Un procés sec-offset transfereix la imatge d'una placa d'impressió corba a una manta i després a la llauna giratòria, posant la capa base i fins a vuit colors en una sola passada. Cada llauna es decora en menys de 0,3 segons a la velocitat de la línia. A continuació, el cos imprès passa a través d'un forn de curat on la tinta es cou a aproximadament 150 graus centígrads i s'aplica un vernís transparent-per protegir el disseny de rascades durant l'ompliment, el paletitzat i el transport.
La mateixa lògica de recobriment de bobina-s'aplica a la làmina arquitectònica i d'aparells, on s'aplica una pintura o una pel·lícula laminat a la bobina plana abans de formar-se perquè l'acabat sigui uniforme i el client eviti operar una línia de pintura.
Comprendre les designacions de temperament: O, H i T
El tremp diu al comprador què s'ha fet al metall després de laminar i, per tant, prediu la resistència, la duresa i la conformabilitat. Els codis de lletres estan definits pels organismes de registre i descrits en normes com EN 515, i es divideixen en tres famílies.
Oh temperamentestà totalment recuit, la condició més suau i dúctil, s'utilitza quan es requereix un format sever.
Sèrie Hcobreix aliatges-endurits per deformació i no-termic-tractables. El primer dígit mostra el tipus d'enduriment i el segon el grau, de manera que H32 significa enduriment per deformació i després estabilitzat a un quart-condició, i H14 o H16 indiquen tremps progressivament més durs de 3003, 5052 o 5754 full.
Sèrie Tcobreix aliatges reforçats amb tractament tèrmic en solució, on els dígits següents descriuen el treball en fred i l'envelliment posteriors. T6 indica solució tractada i envellida artificialment fins a la màxima resistència, típica de les extrusions 6061, mentre que T4 s'envelleix de manera natural i T651 s'alleuja-l'estrès mitjançant l'estirament.
Coincidir amb el procés és el que evita sorpreses a la botiga. Una peça que s'ha de doblegar fins a un radi ajustat necessita un temperat O o suau H, mentre que un suport estructural necessita un temperat T6 o H dur i radis de corbat molt més grans.
Preguntes freqüents
P: Com s'extreu l'alumini de la roca?
La bauxita s'extreu, es digereix en sosa càustica calenta i es calcina en pols d'alúmina blanca, que després es dissol en criolita fosa i es divideix per electròlisi a la cèl·lula Hall-Heroult per alliberar alumini fos.
P: Quina diferència hi ha entre l'alumini 3003 i 5052?
El 3003 és un grau d'alumini-manganès amb una formabilitat excel·lent i una resistència moderada, mentre que el 5052 és un grau d'alumini-magnesi més fort amb una resistència a la corrosió superior que s'adapta a aplicacions marines i de contacte-de combustible.
P: Per què l'alumini costa més que l'acer?
L'electricitat, no el mineral, determina el preu: la fosa consumeix aproximadament entre 13 i 15 MWh per tona i l'energia representa al voltant del 40 per cent del cost de producció, de manera que els mercats energètics i els impostos a l'exportació mouen els preus de l'alumini amb força.
P: Què significa temperament a l'alumini?
El tremp descriu el tractament mecànic després de l'enrotllament. L'O està totalment recuit i el més suau, els codis H cobreixen els graus-endurcits no tractables per calor-com ara H32, i els codis T cobreixen aliatges-tractats tèrmics com el T6.
P: Com es decoren les llaunes d'alumini tan ràpidament?
Els cossos de llaunes rentats i tractats passen per una impressora rotativa -offset seca que posa la capa base i fins a vuit colors en una revolució, trigant menys de 0,3 segons per llauna, abans que la tinta s'enforni a uns 150 graus centígrads.
P: El reciclatge redueix realment el cost de l'alumini?
Sí. La fosa de ferralla requereix aproximadament un 5 per cent de l'energia que s'utilitza en la fosa primària, cosa que redueix el cost per tona, estabilitza els preus davant els canvis-del mercat elèctric i redueix la intensitat del carboni.
