Алюминиевая фольга и ее производство

Его используют в самолетах, машинах, поездах, бытовой фольге. Алюминий является одним из самых существенных и универсальных металлов, которыми мы пользуемся. Он настолько важен, что промышленность ежедневно потребляет более 100 тыс. тонн этого металла. Для обеспечения всех наших потребностей каждый год должно производится 38 млн. тонн, а для превращения его в рулоны фольги, которые потом можно купить тут, толщиной менее 0,1 человеческого волоса требуется по истине необычное оборудование.

Шахты в Австралии являются поставщиком наиболее ценного источника алюминия – бокситовой руды. Тут ежегодно добывают 18 млн. тонн этой продукции, что составляет около 0,1 мировой добычи. К счастью руда залегает всего в нескольких метров под землей. Несколько огромных машин снимают почвенный слой и обнажают лежащие внизу драгоценные бокситы. Каждый день они счищают около гектара этого слоя, прежде чем целая армия огромных экскаваторов присупают к разработке обнажившейся руды. Но из 6 тонн бокситов производят всего тонну алюминия, поэтому нужно ежедневно добывать 50 тыс. тонн. Выкапывать огромные массы земли это большая работа. В конце концов после выемки ценных бокситов это лесной массив будет восстановлен, что поспособствует росту растений и возвращению сюда обитателей дикой природы.

Для перевозки всей этой руды требуются необычайно мощные грузовики. Эти машины размером с дом, не хотелось бы попасть в аварию управляя ими. Перевозка бокситов по дороге была бы медленной и дорогостоящей, поэтому вместо этого соорудили огромный конвейер протяженностью 15 км до аффинажного завода. Это аффинажный комбинат, где бокситовую руду превратят в оксид алюминия. В прибывающем сюда сыром боксите содержится менее 1/3 ценного и нужного оксида алюминия или окиси алюминия, остальное это ненужный песок, окись железа и вода. Для отделения алюминиевую руду засыпают в гигантскую дробилку. Внутри этого барабана имеются металлические шарикоподшипники величиной с пушечные ядра и при вращении барабана они постепенно измельчают породу до консистенции песка.

Следующая задача – извлечь алюминий из полученных мелких гранул. Это делается с использованием 4 этапной системы, известной как процесс Байера. Сначала измельченные бокситы смешивают с известью и каустиком, закачивают в контейнеры под высоким давлением и нагревают до температуры свыше 200 градусов цельсия в результате чего образуется алюминат натрия. Нерастворившийся осадок оседает на дно и удаляется, а алюминат натрия выливают в несколько других чанов и смешивают с затравочными кристаллами. Смесь превращают в белый порошок, который очищают и нагревают, чтобы получить чистый оксид алюминия, затем его упаковывают, грузят на платформы и отправляют на другой завод, на следующую стадию процесса.

Как же оксид алюминия превращается в алюминий? Масштаб самого процесса почти невероятный. Окись алюминия засыпают в большие контейнеры или разливочные стаканы. В каждом из них обрабатывают 2 тонны окиси алюминия ежедневно. В ряду 150 стаканов, а это только один из 5 рядов. Внутри окись алюминия растворяют в ванной с химикатами при температуре более 900 градусов Цельсия, превращая ее в расплавленную жидкость, затем опускают громадные угольные электроды и пропускают через раствор ток в 150000 А. В результате реакции имеющийся в смеси кислород образует углекислоту, а более тяжелый алюминий оседает на дно.

Расплавленный алюминий чистый на 99,7 % и его выливают в эти огромные тигели. В течение 10 мин. его выливают из стаканов в этот желоб, откуда он подается на формовку. Эти массивные блоки имеют длину 10 м и весят свыше 14 т и теперь готовы для использования в различных отраслях промышленности всего мира.

Как же огромные куски алюминия превращаются в тонкие листы, пригодные для обвертывания сендвичей на завтрак? Прежде чем начать процесс раскатки алюминия его сначала нужно поместить в печи для сушки. Алюминий обезвоживают, затем расплавляют и направляют на непрерывную разливочную машину, которая выпускает бесконечный лист. Пока он горячий его пропускают через прокатный стан, чтобы изготовить алюминиевые бухты с толщиной листа 1см, но надо обладать силой рембо, чтобы завернуть сендвичи в такой лист. Поэтому после того, как эти огромные рулоны охладятся их отправляют на стан холодной прокатки. Здесь листы многократно прессуют и наконец получают рулоны фольги, толщиной всего 1мм. Но проблема в том, что алюминий при каждой прокатке становится немного тверже. Для размягчения он помещается в эту громадную печь и нагревается до температуры 400 градусов Цельсия. Процесс называется отжиг. В результате через 12 часов молекулы металла перегруппировываются. Это означает, что рулоны, как можно догадаться, еще больше раскатывают.

Но расплющивание фольги всего до 6 микронов делает его очень ломкой и даже малейшая неровность вызывает разрыв. Поэтому валки надо смазывать и оказывается, что наилучшей жидкостью для такой работы является крайне огнеопасный керосин. На заводе имеется система углекислотных огнетушителей для немедленного тушения пожара. 40 валков протягивают в минуту 200 метров фольги, ее толщина всего 12 микронов, но она все еще в 2 раза больше чем нужно. Сделать волки с меньшим зазором невозможно, поэтому для окончательного уплотнения просто сразу протягивают 2 листа. Такое сдваивание фольги вызывает эффект известный каждому повару. В том месте, где 2 листа соприкасаются с валком поверхность блестящею, а там где они касаются друг друга слегка матовая. Теперь все, что остается сделать это разрезать фольгу на полосы и она готова.

С. Романов для сайта modelist-konstruktor.com