Ալյումինի օքսիդի փոշու պատրաստման գործընթացը և տեխնոլոգիական նորարարությունը

Երբ խոսքը վերաբերում էալյումինի փոշի, շատերը կարող են անծանոթ զգալ դրան։ Սակայն, երբ խոսքը վերաբերում է ամեն օր օգտագործվող բջջային հեռախոսների էկրաններին, արագընթաց գնացքների վագոնների կերամիկական ծածկույթներին և նույնիսկ տիեզերանավի ջերմամեկուսիչ սալիկների, այս սպիտակ փոշու առկայությունը անփոխարինելի է այս բարձր տեխնոլոգիական արտադրանքի համար։ Որպես արդյունաբերական ոլորտում «համընդհանուր նյութ», ալյումինի օքսիդի փոշու պատրաստման գործընթացը վերջին դարի ընթացքում ենթարկվել է ցնցող փոփոխությունների։ Հեղինակը մի ժամանակ աշխատել է որոշակի...ալյումինտարիներ շարունակ աշխատել է որպես արտադրական ձեռնարկությունում և սեփական աչքերով ականատես է եղել այս ոլորտի տեխնոլոգիական թռիչքին «ավանդական պողպատամշակումից» դեպի ինտելեկտուալ արտադրություն։

I. Ավանդական արհեստագործության «երեք առանցքները»

Ալյումինի պատրաստման արհեստանոցում փորձառու վարպետները հաճախ ասում են. «Ալյումինի արտադրությանը մասնակցելու համար պետք է տիրապետել երեք հիմնական հմտությունների»։ Սա վերաբերում է երեք ավանդական մեթոդներին՝ Բայերի գործընթացին, սինտերացման գործընթացին և համակցված գործընթացին։ Բայերի գործընթացը նման է ճնշման կաթսայի մեջ ոսկորներ եփելուն, որտեղ բոքսիտի մեջ պարունակվող ալյումինան լուծվում է ալկալային լուծույթում՝ բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման միջոցով։ 2018 թվականին, երբ մենք Յուննանում նոր արտադրական գիծը կարգաբերում էինք, ճնշման կառավարման 0.5 ՄՊա շեղման պատճառով ամբողջ խառնուրդի բյուրեղացումը ձախողվեց, ինչի արդյունքում ուղղակի կորուստը կազմեց ավելի քան 200,000 յուան։

Մոլեկուլացման մեթոդն ավելի շատ նման է հյուսիսում արիշտա պատրաստելու եղանակին։ Այն պահանջում է, որ բոքսիտը և կրաքարը համամասնորեն «խառնվեն» և այնուհետև «թխվեն» բարձր ջերմաստիճանում պտտվող վառարանում։ Հիշե՛ք, որ արհեստանոցում վարպետ Չժանը յուրահատուկ հմտություն ունի։ Պարզապես բոցի գույնը դիտարկելով՝ նա կարող է որոշել վառարանի ներսում ջերմաստիճանը ոչ ավելի, քան 10℃ սխալով։ Կուտակված փորձի այս «ժողովրդական մեթոդը» մինչև անցյալ տարի չի փոխարինվել ինֆրակարմիր ջերմային պատկերման համակարգերով։

Համակցված մեթոդը համատեղում է նախորդ երկուսի առանձնահատկությունները: Օրինակ՝ յին-յանգ տաք կաթսայի պատրաստման ժամանակ միաժամանակ իրականացվում են և՛ թթվային, և՛ ալկալային մեթոդները: Այս գործընթացը հատկապես հարմար է ցածր պարունակության հանքաքարերի մշակման համար: Շանսի նահանգի մի ձեռնարկություն կարողացել է 40%-ով բարձրացնել ալյումին-սիլիցիում հարաբերակցությամբ 2.5 հանքաքարի օգտագործման մակարդակը՝ բարելավելով համակցված մեթոդը:

Ii. Ճանապարհը դեպի ճեղքումՏեխնոլոգիական նորարարություն

Ավանդական արհեստագործության էներգիայի սպառման խնդիրը միշտ էլ եղել է արդյունաբերության ցավոտ կետը: 2016 թվականի արդյունաբերության տվյալները ցույց են տալիս, որ ալյումինի մեկ տոննա միջին էլեկտրաէներգիայի սպառումը կազմում է 1350 կիլովատտ-ժամ, որը համարժեք է մեկ տնային տնտեսության կես տարվա էլեկտրաէներգիայի սպառմանը: Որոշակի ձեռնարկության կողմից մշակված «ցածր ջերմաստիճանի լուծման տեխնոլոգիան», հատուկ կատալիզատորների ավելացման միջոցով, ռեակցիայի ջերմաստիճանը 280℃-ից իջեցնում է մինչև 220℃: Միայն սա խնայում է էներգիայի 30%-ը:

Շանդոնգի մի գործարանում տեսած հեղուկացված շերտի սարքավորումները լիովին փոխեցին իմ պատկերացումները: Այս հինգհարկանի «պողպատե հսկան» հանքային փոշին պահում է գազի միջոցով կախված վիճակում՝ կրճատելով ռեակցիայի ժամանակը ավանդական գործընթացի 6 ժամից մինչև 40 րոպե: Ավելի զարմանալի է դրա ինտելեկտուալ կառավարման համակարգը, որը կարող է իրական ժամանակում կարգավորել գործընթացի պարամետրերը, ինչպես ավանդական չինացի բժիշկը զարկերակ է չափում:

Կանաչ արտադրության առումով արդյունաբերությունը բեմադրում է «աղբը գանձի վերածելու» հրաշալի շոու: Կարմիր ցեխը, որը մի ժամանակ խնդրահարույց թափոնների մնացորդ էր, այժմ կարող է վերածվել կերամիկական մանրաթելերի և ճանապարհային ծածկույթի նյութերի: Անցյալ տարի Գուանսիում այցելված ցուցադրական նախագծում կարմիր ցեխից նույնիսկ հրակայուն շինանյութեր էին պատրաստվում, և շուկայական գինը 15%-ով ավելի բարձր էր, քան ավանդական արտադրանքի գինը:

Iii. Ապագա զարգացման անսահման հնարավորություններ

Նանոալյումինի պատրաստումը կարելի է համարել նյութերի ոլորտում «միկրո-քանդակագործության արվեստ»: Լաբորատորիայում օգտագործվող գերկրիտիկական չորացման սարքավորումները կարող են վերահսկել մասնիկների աճը մոլեկուլային մակարդակում, իսկ ստացված նանափոշիները նույնիսկ ավելի նուրբ են, քան ծաղկափոշին: Այս նյութը, երբ օգտագործվում է լիթիումային մարտկոցների բաժանիչներում, կարող է կրկնապատկել մարտկոցի կյանքը:

Միկրոալիքային վառարանՍինտերացման տեխնոլոգիան ինձ հիշեցնում է տանը օգտագործվող միկրոալիքային վառարանը։ Տարբերությունն այն է, որ արդյունաբերական կարգի միկրոալիքային սարքերը կարող են նյութերը տաքացնել մինչև 1600℃ 3 րոպեի ընթացքում, և դրանց էներգիայի սպառումը կազմում է ավանդական էլեկտրական վառարանների էներգիայի սպառման միայն մեկ երրորդը։ Ավելի լավ է, որ այս տաքացման մեթոդը կարող է բարելավել նյութի միկրոկառուցվածքը։ Որոշակի ռազմական արդյունաբերության ձեռնարկությունների կողմից արտադրված ալյումինե կերամիկան ունի ադամանդի կարծրության համեմատելի կարծրություն։

Ինտելեկտուալ վերափոխման ամենաակնհայտ փոփոխությունը կառավարման սենյակում գտնվող մեծ էկրանն է: Քսան տարի առաջ որակավորված աշխատողները տեղաշարժվում էին սարքավորումների սենյակում՝ գրանցամատյաններով: Այժմ երիտասարդները կարող են ամբողջ գործընթացի մոնիթորինգն իրականացնել մկնիկի ընդամենը մի քանի սեղմումով: Սակայն հետաքրքիր է, որ ամենատարեց գործընթացային ինժեներները դարձել են արհեստական բանականության համակարգի «ուսուցիչները», որոնք ստիպված են տասնամյակների փորձը վերածել ալգորիթմական տրամաբանության:

Հանքաքարից բարձր մաքրության ալյումինի վերափոխումը ոչ միայն ֆիզիկական և քիմիական ռեակցիաների մեկնաբանություն է, այլև մարդկային իմաստության բյուրեղացում։ Երբ 5G խելացի գործարանները հանդիպեն վարպետ արհեստավորների «ձեռքի զգացողության փորձին», և երբ նանոտեխնոլոգիան զուգակցվի ավանդական վառարանների հետ, այս դարավոր տեխնոլոգիական էվոլյուցիան դեռևս ավարտված չէ։ Հնարավոր է, ինչպես կանխատեսում է արդյունաբերության վերջին սպիտակ թուղթը, ալյումինի արտադրության հաջորդ սերունդը կանցնի դեպի «ատոմային մակարդակի արտադրություն»։ Այնուամենայնիվ, անկախ նրանից, թե ինչպես է տեխնոլոգիան զարգանում, գործնական կարիքների լուծումը և իրական արժեքի ստեղծումը տեխնոլոգիական նորարարության հավերժական կոորդինատներն են։