Глубоко понять процесс производства порошка коричневого корунда
В трёх метрах от электродуговой печи жар, окутанный запахом горелого металла, ударяет в лицо – бокситовый шлам, нагретый до 2200 градусов, в печи бурлит золотисто-красными пузырями. Старый мастер Лао Ли вытер пот и сказал: «Видите? Если угля будет на одну лопату меньше, температура в печи упадёт на 30 градусов, а…»коричневый корунд То, что получится, будет хрупким, как печенье». Этот котел с кипящей «расплавленной сталью» — первая сцена рождения коричневого корундового порошка.
1. Плавка: тяжелая работа по извлечению «жадеита» из огня
Слово «свирепый» выгравировано на костях коричневого корунда, а этот иероглиф оттачивается в электродуговой печи:
Ингредиенты как лекарство: бокситовая основа (Al₂O₃>85%), антрацитовый восстановитель и железные опилки необходимо добавлять в качестве «свячной смеси» – без них, способствующих плавке, невозможно очистить примесные силикаты. Все книги дозировки старых заводов в провинции Хэнань изношены: «Слишком много угля – значит много углерода и сажи, а слишком мало железа – значит густой шлак и агломерация».
Секрет наклонной печи: корпус печи наклонён на 15 градусов, что позволяет расплаву естественно расслаиваться, нижний слой чистого глинозема кристаллизуется в коричневый корунд, а верхний слой ферросилициевого шлака удаляется. Старый мастер протыкал отверстие для отбора проб длинным киркой, и выплеснувшиеся капли расплава остыли, а поперечное сечение стало тёмно-коричневым: «Этот цвет правильный! Синий свет означает, что титана много, а серый — что кремния не полностью удалён».
Быстрое охлаждение определяет результат: расплав выливают в глубокую яму и заливают холодной водой, чтобы он «взорвался» на куски, а водяной пар издаёт треск, похожий на потрескивание попкорна. Быстрое охлаждение закрывает дефекты кристаллической решетки, а прочность на 30% выше, чем при естественном охлаждении – как и при закалке меча, главное – «быстро».
2. Сокрушение и формирование: искусство формирования «крутых парней»
Твердость коричневого корундового блока, только что вынутого из печи, близка к твердостиалмазы. Превратить его в «элитного солдата» микронного уровня — задача не из лёгких:
Грубое открытие щековой дробилки
Гидравлическая щека с хрустом сжимает блок размером с баскетбольный мяч, разбивая его на орехи. Оператор Сяо Чжан указал на экран и пожаловался: «В прошлый раз в него попал огнеупорный кирпич, и щека пробила зазор. Техподдержка три дня преследовала меня и ругала».
Трансформация в шаровой мельнице
Шаровая мельница, облицованная гранитом, грохотала, и стальные шары ударялись о блоки, словно неистовые танцоры. После 24 часов непрерывного помола из разгрузочного отверстия хлынул тёмно-коричневый крупнозернистый порошок. «Здесь есть один трюк», — нажал на кнопку панели управления техник. «Если скорость превысит 35 об/мин, частицы превратятся в иголки; если меньше 28 об/мин, края будут слишком острыми».
Пластическая хирургия Бармак
Высокопроизводительная производственная линия демонстрирует свой главный козырь – вертикальную ударную дробилку Barmac. Материал измельчается за счёт самоударов под действием высокоскоростного ротора, а получаемый микропорошок имеет округлую форму, как речная галька. На заводе по производству шлифовальных кругов в провинции Чжэцзян провели измерения: при одинаковых характеристиках микропорошка, полученного традиционным методом, насыпная плотность составляет 1,75 г/см³, а при использовании метода Barmac – 1,92 г/см³! Господин Ли повертел образец и вздохнул: «Раньше завод по производству шлифовальных кругов постоянно жаловался на плохую текучесть порошка, а теперь – на слишком высокую скорость заполнения».
3. Сортировка и очистка: точная охота в мире микрон
Разделение частиц толщиной в 1/10 волоса на различные сорта — это битва душ процесса:
Тайна классификации воздушных потоков
Сжатый воздух под давлением 0,7 МПа поступает в камеру классификации с порошком, а скорость вращения импеллера определяет «входную линию»: 8000 об/мин отсеивает W40 (40 мкм), а 12000 об/мин – W10 (10 мкм). «Больше всего я боюсь повышенной влажности», – указал начальник цеха на осушитель воздуха: «В прошлом месяце из конденсатора протек фтор, и микропорошок слипся и засорил трубопровод. Прочистка заняла три смены».
Мягкий нож гидравлической классификации
Для ультратонких порошков с классом чистоты ниже W5 средой классификации становится поток воды. Чистая вода в сортировочном ковше поднимает мелкий порошок со скоростью 0,5 м/с, а крупные частицы оседают первыми. Оператор смотрит на нефелометр: «Если скорость потока на 0,1 м/с выше, половина порошка W3 улетит; если на 0,1 м/с ниже, W10 примешается и вызовет проблемы».
Секретная битва магнитной сепарации и удаления железа
Мощный магнитный валик удаляет железные опилки с силой всасывания 12 000 гаусс, но бессилен против пятен оксида железа. Секрет шаньдунского завода заключается в следующем: предварительное замачивание в щавелевой кислоте перед травлением превращает труднорастворимый Fe₂O₃ в растворимый оксалат железа, и содержание примесного железа снижается с 0,8% до 0,15%.
4. ПЩелканье и прокаливание: «возрождение» абразивов
Если ты хочешьмикропорошок коричневого корундаЧтобы выдержать испытание на высокотемпературном шлифовальном круге, необходимо пройти два испытания на жизнь и смерть:
Кислотно-щелочная диалектика маринования
Пузырьки в резервуаре с соляной кислотой бурлят, растворяя металлические примеси, и контроль концентрации подобен ходьбе по канату: менее 15% не может очистить ржавчину, а более 22% разъедает алюминиевый корпус. Лао Ли показал тестовую бумагу для определения pH, чтобы поделиться опытом: «При нейтрализации щелочным раствором необходимо точно поддерживать pH = 7,5. Кислота вызовет образование заусенцев на кристаллах, а щелочь превратит поверхность частиц в порошок».
Температурная загадка прокаливания
После обжига при температуре 1450°C в течение 6 часов во вращающейся печи примеси ильменита распадаются на рутил, и термостойкость микропорошка резко возрастает на 300°C. Однако из-за износа термопары на одном из заводов фактическая температура превысила 1550°C, и весь микропорошок, вышедший из печи, спекался в «кунжутные лепёшки» – 30 тонн материала были отправлены в металлолом, а директор завода был настолько расстроен, что затопал ногами.
Заключение: Промышленная эстетика между миллиметрами
В полумраке цеха машины всё ещё ревут. Лао Ли отряхнул пыль со своей рабочей одежды и сказал: «Проработав в этой отрасли 30 лет, я наконец понял, что хорошие микропорошки – это «70% очистки и 30% жизни»: ингредиенты – это основа, измельчение зависит от понимания, а сортировка – от тщательности». От бокситов до наноразмерных микропорошков технологические прорывы всегда вращаются вокруг трёх основных моментов: чистоты (травление и удаление примесей), морфологии (формование по методу Бармака) и размера частиц (точная сортировка).