Alumiinioksidijauheen valmistusprosessi ja teknologinen innovaatio
Kun on kysealumiinioksidijauhe, monet ihmiset saattavat tuntea sen vieraaksi. Mutta kun on kyse päivittäin käyttämistämme matkapuhelinten näytöistä, suurnopeusjunien keraamisista pinnoitteista ja jopa avaruussukkuloiden lämmöneristyslaatoista, tämän valkoisen jauheen läsnäolo on välttämätön näiden huipputeknologisten tuotteiden takana. Teollisuuden alalla "yleismaailmallisena materiaalina" alumiinioksidijauheen valmistusprosessi on kokenut mullistavia muutoksia viimeisen vuosisadan aikana. Kirjoittaja työskenteli aikoinaan tietyssäalumiinioksidituotantoyrityksenä useita vuosia ja todisti omin silmin tämän teollisuudenalan teknologisen loikan "perinteisestä teräksenvalmistuksesta" älykkääseen valmistukseen.
I. Perinteisen käsityötaidon ”kolme akselia”
Alumiinioksidin valmistuspajassa kokeneet mestarit sanovat usein: ”Päästäkseen alumiinioksidin tuotantoon on hallittava kolme keskeistä taitoa.” Tämä viittaa kolmeen perinteiseen tekniikkaan: Bayer-prosessiin, sintrausprosessiin ja yhdistettyyn prosessiin. Bayer-prosessi on kuin luiden hauduttamista painekattilassa, jossa bauksiitin alumiinioksidi liukenee emäksiseen liuokseen korkean lämpötilan ja paineen vaikutuksesta. Vuonna 2018, kun vianmääritimme uutta tuotantolinjaa Yunnanissa, koko lieteastian kiteytyminen epäonnistui 0,5 MPa:n paineensäätöpoikkeaman vuoksi, mikä johti yli 200 000 yuanin välittömään tappioon.
Sintrausmenetelmä muistuttaa enemmän pohjoisessa käytettyä nuudelien valmistustapaa. Se vaatii bauksiitin ja kalkkikiven "sekoittamista" suhteessa ja sitten "paistamista" korkeassa lämpötilassa pyörivässä uunissa. Muista, että mestari Zhangilla työpajassa on ainutlaatuinen taito. Pelkästään liekin väriä tarkkailemalla hän voi määrittää uunin sisäisen lämpötilan enintään 10 ℃:n virheellä. Tätä kokemukseen perustuvaa "kansanmenetelmää" ei korvattu infrapunalämpökuvausjärjestelmillä ennen viime vuotta.
Yhdistetty menetelmä yhdistää kahden edellisen ominaisuudet. Esimerkiksi yin-yang-kuumennusastian valmistuksessa käytetään samanaikaisesti sekä happamia että emäksisiä menetelmiä. Tämä prosessi soveltuu erityisesti heikkolaatuisten malmien käsittelyyn. Eräs Shanxin maakunnassa toimiva yritys onnistui nostamaan alumiini-pii-suhteen 2,5 omaavan vähärasvaisen malmin käyttöastetta 40 %:lla parantamalla yhdistettyä menetelmää.
Ii. Tie läpimurtoonTeknologinen innovaatio
Perinteisen käsityötaidon energiankulutuskysymys on aina ollut alan kipupiste. Vuoden 2016 alan tiedot osoittavat, että keskimääräinen sähkönkulutus alumiinioksiditonnia kohden on 1 350 kilowattituntia, mikä vastaa kotitalouden puolen vuoden sähkönkulutusta. Erään yrityksen kehittämä "matalan lämpötilan liuotusteknologia" alentaa reaktiolämpötilaa 280 ℃:sta 220 ℃:een lisäämällä erityisiä katalyyttejä. Pelkästään tämä säästää 30 % energiaa.
Shandongin tehtaassa näkemäni leijupetilaitteisto mullisti käsitykseni täysin. Tämä viisikerroksinen ”teräsjättiläinen” pitää mineraalijauheen suspendoituna kaasun avulla, mikä lyhentää reaktioajan perinteisen prosessin kuudesta tunnista 40 minuuttiin. Vielä hämmästyttävämpää on sen älykäs ohjausjärjestelmä, joka pystyy säätämään prosessiparametreja reaaliajassa aivan kuten perinteinen kiinalainen lääkäri ottaisi pulssia.
Vihreän tuotannon osalta teollisuus järjestää upean esityksen "jätteen muuttamisesta aarteeksi". Punaliejusta, joka oli aiemmin hankala jäte, voidaan nyt tehdä keraamisiksi kuiduiksi ja tienpohjamateriaaleiksi. Viime vuonna Guangxissa vieraillussa demonstraatioprojektissa valmistettiin punaliejusta jopa palonkestäviä rakennusmateriaaleja, ja markkinahinta oli 15 % korkeampi kuin perinteisten tuotteiden.
III. Tulevaisuuden kehityksen rajattomat mahdollisuudet
Nanoalumiinioksidin valmistusta voidaan pitää materiaalien alan "mikroveistostaiteena". Laboratoriossa nähtävät superkriittiset kuivauslaitteet pystyvät hallitsemaan hiukkasten kasvua molekyylitasolla, ja tuotetut nanojauheet ovat jopa siitepölyä hienompia. Tätä materiaalia voidaan litiumparistojen erottimissa käytettynä kaksinkertaistaa akun käyttöikä.
MikroaaltouuniSintraustekniikka tuo mieleeni kotitalouksien mikroaaltouunit. Ero on siinä, että teollisuusluokan mikroaaltouunit voivat lämmittää materiaalit 1600 ℃:seen kolmessa minuutissa, ja niiden energiankulutus on vain kolmannes perinteisten sähköuunien energiankulutuksesta. Vielä parempaa on, että tämä lämmitysmenetelmä voi parantaa materiaalin mikrorakennetta. Tietyn sotilasteollisuusyrityksen valmistamien alumiinioksidikeraamien kovuus on verrattavissa timanttiin.
Älykkään muutoksen mukanaan tuoma ilmeisin muutos on valvomohuoneen suuri näyttö. Kaksikymmentä vuotta sitten ammattitaitoiset työntekijät liikkuivat laitehuoneessa päiväkirjojen kanssa. Nyt nuoret voivat suorittaa koko prosessin seurannan vain muutamalla hiiren napsautuksella. Mutta mielenkiintoista kyllä, kokeneimmista prosessi-insinööreistä on sen sijaan tullut tekoälyjärjestelmän "opettajia", joiden on muutettava vuosikymmenten kokemus algoritmiseksi logiikaksi.
Malmin muuttuminen erittäin puhtaaksi alumiinioksidiksi ei ole vain fysikaalisten ja kemiallisten reaktioiden tulkinta, vaan myös inhimillisen viisauden kiteytyminen. Kun 5G-älytehtaat kohtaavat mestarien "käden tuntuman" ja kun nanoteknologia keskustelee perinteisten uunien kanssa, tämä vuosisadan mittainen teknologinen kehitys on kaikkea muuta kuin ohi. Ehkäpä, kuten alan uusin raportti ennustaa, seuraavan sukupolven alumiinioksidin tuotanto siirtyy kohti "atomitason valmistusta". Teknologian harppauksista riippumatta käytännön tarpeiden ratkaiseminen ja todellisen arvon luominen ovat kuitenkin teknologisen innovaation ikuisia koordinaatteja.