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Comment sont fabriquées les bobines d’aluminium

Nombre Parcourir:243     auteur:Julong     publier Temps: 2023-09-19      origine:aluminum panel systems manufacturer

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Comment sont fabriquées les bobines d’aluminium

Étape 1 : Fusion

La fusion est utilisée en métallurgie extractive pour produire du métal à partir du minerai.La fusion utilise de la chaleur et un agent réducteur chimique pour décomposer le minerai, éliminant d'autres composants tels que les gaz ou les scories (les déchets semblables à de la pierre retirés du métal pendant la fusion) et ne laissant que le métal.Une source de carbone, telle que le charbon, le coke ou le charbon de bois, est fréquemment utilisée comme agent réducteur.Au cours de l'étape de fusion, l'aluminium est normalement séparé de son oxyde, l'alumine, à l'aide du procédé Hall-Héroult.Dans une raffinerie d'alumine, le procédé Bayer est utilisé pour extraire l'alumine du minerai de bauxite.Les procédés Hall-Héroult et Bayer sont tous deux expliqués ci-dessous.Produit associé : Bobine d'aluminium de haute qualité.


La roche bauxite est composée d'alumine, d'atomes d'eau et d'autres minéraux.Le procédé Bayer dissout les éléments constitutifs de la particule pour éliminer l'alumine, qui est ensuite raffinée par filtration.La fonderie éliminera les autres composants après avoir isolé l'alumine de la bauxite.La bauxite peut contenir diverses autres substances en plus de l'aluminium.Même si chaque produit chimique présent dans la bauxite nécessite une technique d’extraction différente, le processus global est le même.La méthode d'extraction précise sera déterminée par le composant d'aluminium spécifique.La gibbsite (une forme minérale d'hydroxyde d'aluminium) est refroidie et ensemencée après la séparation des résidus.La gibbsite, de formule développée [Al(OH)3], est un hydroxyde d'aluminium qui appartient au groupe des oxydes et hydroxydes.La structure de la gibbsite est constituée de feuilles octaédriques empilées d'hydroxyde d'aluminium.Au cours du processus d'extraction, l'oxyde d'aluminium de la bauxite se transforme en aluminate de sodium soluble.Simultanément, les autres constituants de la bauxite restent solides tandis que la silice se dissout.Un piège à sable rotatif (un système permettant de séparer les particules indésirables des déchets) élimine les polluants tels que la boue rouge.La boue rouge, également connue sous le nom de résidu de bauxite, est un type de déchet industriel produit lors du procédé Bayer de conversion de la bauxite en alumine.La boue rouge contient du dioxyde de titane, de l'oxyde d'aluminium et de l'oxyde de fer, selon la provenance du minerai de bauxite.Sa couleur rouge vif est due à la présence de fer sous forme d’oxydes et d’hydroxydes, qui peuvent présenter un intérêt pour une utilisation séparée.


En dissolvant l'alumine dans de la cryolite synthétique fondue, une poudre cristalline blanche obtenue en mélangeant de l'acide fluorhydrique, du carbonate de sodium et de l'aluminium, le procédé Hall-Héroult abaisse le point de fusion pour l'électrolyse.La cryolite synthétique est principalement utilisée dans la fabrication électrolytique de l'aluminium à l'état de flux.De plus, la cryolite présente les avantages de transmettre l’électricité, d’avoir une densité inférieure à celle de l’aluminium et de rendre l’alumine, un composé contenant de l’aluminium, facile à dissoudre.Au cours du processus d'électrolyse, l'aluminium liquide s'accumule à la cathode, tandis que le carbone et l'oxygène des aluns se combinent pour former du dioxyde de carbone.


L'aluminium est produit à grande échelle par électrolyse, et les alumineries nécessitent beaucoup d'énergie pour fonctionner efficacement.En raison de leurs besoins énergétiques, les fonderies sont fréquemment situées à proximité de grandes centrales électriques.Toute augmentation des coûts d’énergie, ou de la quantité d’énergie nécessaire pour raffiner l’aluminium jusqu’à une qualité supérieure, fait augmenter le prix des bobines d’aluminium.De plus, l'aluminium dissous se sépare et s'écoule vers une zone de collecte.Cette technique nécessite également une quantité d’énergie importante, ce qui a un impact sur les prix du marché de l’aluminium.


Étape 2 : Laminage à chaud

L’une des méthodes les plus courantes pour amincir une dalle d’aluminium est le laminage à chaud.Le métal est chauffé au-dessus du point de recristallisation lors du laminage à chaud pour le déformer et le façonner.Le stock de métal passe ensuite à travers une ou plusieurs paires de rouleaux.Ceci est fait pour réduire l'épaisseur et l'uniformité et obtenir la qualité mécanique souhaitée.La feuille est traitée à 1 700 degrés Fahrenheit pour créer une bobine d'aluminium.


Cette méthode peut générer des formes avec les paramètres géométriques et les propriétés des matériaux souhaités tout en maintenant un volume de métal constant.Ces opérations sont critiques dans la fabrication de produits semi-finis et finis tels que des plaques et des feuilles.Cependant, les produits laminés finis diffèrent des bobines laminées à froid en ce sens qu'ils ont une épaisseur moins uniforme en raison de minuscules débris à la surface.


Étape 3 : Laminage à froid

Le laminage à froid de bandes métalliques est une spécialité de l'industrie métallurgique.Le processus de « laminage à froid » consiste à faire passer l'aluminium à travers des rouleaux à des températures inférieures à ses températures de recristallisation.La limite d'élasticité et la dureté du métal augmentent en le pressant et en le comprimant.La différence entre le laminage à chaud et le laminage à froid réside dans le fait que le laminage à froid se produit à la température d'écrouissage (la température inférieure à la température de recristallisation d'un matériau) et le laminage à chaud se produit au-dessus de la température d'écrouissage.


Le laminage à froid est une procédure de traitement des métaux utilisée par de nombreuses industries pour produire des bandes et des tôles avec l'épaisseur finale souhaitée.Les rouleaux sont chauffés régulièrement pour rendre l'aluminium plus ouvrable, et un lubrifiant est utilisé pour empêcher la bande d'aluminium de coller aux rouleaux.Le mouvement et la chaleur des rouleaux peuvent être modifiés pour affiner le fonctionnement.Dans l'industrie de l'aluminium, une bande d'aluminium qui a déjà subi un laminage à chaud et d'autres procédures telles que le nettoyage et le traitement est refroidie à température ambiante avant d'être placée dans une ligne de laminage à froid.Le rinçage de l'aluminium avec un détergent le nettoie et ce traitement durcit suffisamment la bobine d'aluminium pour résister au laminage à froid.


Une fois ces étapes préliminaires terminées, les bandes sont passées à plusieurs reprises à travers des rouleaux, perdant progressivement en épaisseur.Tout au long du processus, les plans du réseau métallique sont perturbés et décalés, ce qui donne un produit final plus dur et plus résistant.Parce qu'il réduit l'épaisseur de l'aluminium lorsqu'il est écrasé et poussé à travers des rouleaux, le laminage à froid est l'une des méthodes les plus populaires pour durcir l'aluminium.Le laminage à froid peut réduire l'épaisseur d'une bobine d'aluminium jusqu'à 0,15 mm.


Étape 4 : recuit

Le recuit est un traitement thermique permettant de rendre un matériau plus malléable et moins rigide.Ce changement de dureté et de flexibilité est provoqué par une diminution des dislocations dans la structure cristalline du matériau recuit.Le recuit est fréquemment effectué après une procédure de durcissement ou de travail à froid pour éviter une rupture fragile ou pour rendre un matériau plus exploitable pour des opérations ultérieures.


Le recuit restaure les plans de glissement et permet une mise en forme ultérieure de la pièce sans utiliser de force excessive en réinitialisant efficacement la structure des grains cristallins.Un alliage d'aluminium écroui doit être chauffé à une température comprise entre 570°F et 770°F pendant une durée prédéterminée, qui peut aller de trente minutes à trois heures.Les exigences de température et de temps sont déterminées par la taille de la pièce recuite et l'alliage dont elle est constituée.


Le recuit aide également à stabiliser les dimensions d'une pièce, élimine les problèmes causés par les contraintes internes et réduit les contraintes internes qui peuvent survenir lors de procédures telles que le forgeage à froid ou la coulée.De plus, les alliages d'aluminium pouvant être traités thermiquement peuvent être recuits avec succès.En conséquence, il est fréquemment utilisé pour décrire des pièces en aluminium moulé, extrudé ou forgé.


Le recuit améliore la capacité d'un matériau à se former.Il peut être difficile de presser ou de plier des matériaux durs et cassants sans provoquer de fracture.Le recuit permet d'éliminer ce risque.Le recuit peut également améliorer l'usinabilité.L'extrême fragilité d'un matériau peut entraîner une usure excessive de l'outil.La dureté d'un matériau peut être réduite par recuit, ce qui réduit l'usure des outils.Le recuit supprime toutes les tensions restantes.Dans la mesure du possible, les tensions résiduelles doivent être réduites car elles peuvent provoquer des fissures et d'autres problèmes mécaniques.


Étapes du recuit : réduction des contraintes

Cette procédure fonctionne à basse température et minimise les charges mécaniques internes causées par un travail intense, le moulage ou le soudage.


Recristallisation

La structure cristalline du métal est altérée dans cet état.Si l'alliage atteint la température de recristallisation ou de recuit, les noyaux générés dans le métal forgé à froid commencent à produire de nouveaux grains.Les nouveaux grains absorbent les défauts et les déformations provoqués par la déformation à froid.Les grains ont un axe égal et sont indépendants de l'ancienne structure des grains.Les propriétés mécaniques de l'alliage (résistance, flexibilité) retrouvent leur état d'avant écrouissage grâce à la recristallisation.


Développement des grains

Il s'agit de l'expansion de nouvelles céréales aux dépens des voisins.Cela se produit au-dessus de la température de recristallisation.Ce processus défavorable provoque un grossissement de la structure des grains.


Étape 5 : Fendage et découpe

Les bobines d'aluminium pourraient être produites en un seul long rouleau continu.Cependant, pour emballer la bobine en rouleaux plus petits, elle doit être tranchée.Les rouleaux d'aluminium sont alimentés par un équipement de refendage, qui utilise des lames tranchantes comme des rasoirs pour effectuer des coupes précises.Cette opération nécessite une force importante.Lorsque la force appliquée dépasse la résistance à la traction de l’aluminium, les découpeuses divisent le rouleau en morceaux plus petits.

L'aluminium est placé dans un dérouleur pour commencer le processus de refendage.Il passe ensuite à travers un ensemble de couteaux rotatifs.Les lames sont positionnées pour obtenir le meilleur bord de fente tout en gardant à l'esprit la largeur et le dégagement souhaités.Le matériau refendu est ensuite acheminé vers des séparateurs pour être dirigé vers l'enrouleur.Pour préparer l'expédition, l'aluminium est regroupé et enveloppé dans une bobine.