فهم عميق لعملية إنتاج مسحوق الكوراندوم البني
على بُعد ثلاثة أمتار من فرن القوس الكهربائي، تضربك موجة الحرارة المُغلفة برائحة المعدن المحروق في وجهك - فقاعات البوكسيت الحمراء الذهبية تتدفق من طين البوكسيت، الذي تزيد حرارته عن ٢٢٠٠ درجة. مسح المعلم العجوز لاو لي عرقه وقال: "أرأيت؟ إذا قلّ استخدام الفحم بمقدار مجرفة واحدة، ستنخفض درجة حرارة الفرن بمقدار ٣٠ درجة، و...كوراندوم بني "إن ما يخرج سيكون هشًا مثل البسكويت". هذا القدر من "الفولاذ المنصهر" المغلي هو المشهد الأول لميلاد مسحوق الكوراندوم البني.
1. الذوبان: العمل الشاق المتمثل في استخراج "اليشم" من النار
كلمة "شرس" محفورة على عظام الكوراندوم البني، ويتم تحسين هذه الشخصية في فرن القوس الكهربائي:
المكونات مثل الدواء: قاعدة البوكسيت (Al₂O₃>85%يجب رشّ عامل اختزال الأنثراسايت، وبرادة الحديد، كـ"مُعاكس" - فبدونها للمساعدة في الصهر، لا يُمكن تنظيف السيليكات الشوائب. دفاتر قياس نسب المصانع القديمة في مقاطعة خنان مهترئة: "زيادة الفحم تعني ارتفاع نسبة الكربون واللون الأسود، بينما نقص الحديد يعني خبثًا كثيفًا وتكتلًا".
سرّ الفرن المائل: يُميل هيكل الفرن بزاوية 15 درجة للسماح للمصهور بالتراكم الطبقي بشكل طبيعي، وتتبلور الطبقة السفلية من الألومينا النقية إلى كوراندوم بني، وتُجرف الطبقة العلوية من خبث الفيروسيليكون. استخدم المعلم القديم مِعْوَلًا طويلًا لثقب منفذ أخذ العينات، فتبرد قطرات المنصهر المتناثرة، ويصبح المقطع العرضي بنيًا داكنًا: "هذا اللون صحيح! يشير الضوء الأزرق إلى ارتفاع نسبة التيتانيوم، بينما يشير الضوء الرمادي إلى عدم إزالة السيليكون تمامًا".
التبريد السريع يُحدد النتيجة: يُسكب المصهور في حفرة عميقة ويُسكب مع الماء البارد ليُفتت إلى قطع، ويُصدر بخار الماء صوت طقطقة يُشبه صوت الفشار. يُغلق التبريد السريع عيوب الشبكة، وتكون صلابته أعلى بنسبة 30% من التبريد الطبيعي - تمامًا مثل إخماد السيف، فالسر يكمن في السرعة.
2. السحق والتشكيل: فن تشكيل "الرجال الأقوياء"
صلابة كتلة كوراندوم البنية الخارجة من الفرن قريبة من صلابةالماسيتطلب الأمر الكثير من الجهد لتحويله إلى "جندي النخبة" على مستوى الميكرون:
الفتحة الخشنة لكسارة الفك
تُصدر صفيحة الفك الهيدروليكية صوت طقطقة، فتكسرت الكتلة بحجم كرة السلة إلى حبات جوز. أشار المُشغّل شياو تشانغ إلى الشاشة واشتكى قائلًا: "في المرة الأخيرة، خُلط طوب حراري، وانكسرت صفيحة الفك. لاحقني فريق الصيانة ووبخني لمدة ثلاثة أيام".
التحول في مطحنة الكرات
تُصدر مطحنة الكرات المبطنة بالجرانيت هديرًا، وتصطدم الكرات الفولاذية بالكتل كراقصات عنيفات. بعد 24 ساعة من الطحن المتواصل، تدفق مسحوق خشن بني داكن من منفذ التفريغ. نقر الفني على لوحة التحكم قائلًا: "هناك خدعة هنا: إذا تجاوزت السرعة 35 دورة في الدقيقة، تُطحن الجسيمات لتصبح إبرًا؛ وإذا كانت أقل من 28 دورة في الدقيقة، فستكون الحواف حادة جدًا".
جراحة بارماك التجميلية
يُظهر خط الإنتاج المتطور ورقته الرابحة - كسارة بارماك ذات المحور الرأسي. تُسحق المادة بالتصادم الذاتي تحت تأثير دوار عالي السرعة، ويكون المسحوق الدقيق الناتج مستديرًا كحصى النهر. أجرى مصنع لعجلات الطحن في مقاطعة تشجيانغ قياسًا: لنفس مواصفات المسحوق الدقيق، تبلغ الكثافة الظاهرية للطريقة التقليدية 1.75 غ/سم³، بينما تبلغ الكثافة الظاهرية لطريقة بارماك 1.92 غ/سم³! قام السيد لي بلف العينة وتنهد قائلًا: "في الماضي، كان مصنع عجلات الطحن يشتكي دائمًا من ضعف سيولة المسحوق، ولكنه الآن يشتكي من سرعة التعبئة العالية جدًا التي لا تواكب السرعة المطلوبة."
3. التصنيف والتنقية: البحث الدقيق في عالم الميكرونات
إن تصنيف الجسيمات التي يبلغ سمكها 1/10 من سمك الشعرة إلى درجات مختلفة هو معركة روح العملية:
لغز تصنيف تدفق الهواء
يندفع هواء مضغوط بضغط 0.7 ميجا باسكال إلى حجرة التصنيف محملاً بالمسحوق، وتحدد سرعة المروحة "خط الإدخال": 8000 دورة في الدقيقة تُصفّي W40 (40 ميكرومتر)، و12000 دورة في الدقيقة تُعترض W10 (10 ميكرومتر). أشار مدير الورشة إلى برج إزالة الرطوبة قائلاً: "أكثر ما يخيفني هو الرطوبة الزائدة"، وأضاف: "في الشهر الماضي، تسرب الفلور من المكثف، وتكتل المسحوق الدقيق وسدّ خط الأنابيب. استغرق تنظيفه ثلاث نوبات عمل".
السكين اللطيف للتصنيف الهيدروليكي
بالنسبة للمساحيق فائقة النعومة التي تقل عن W5، يصبح تدفق الماء هو وسط التصنيف. يرفع الماء النظيف في دلو الفرز المسحوق الناعم بمعدل تدفق 0.5 متر/ثانية، وتستقر الجسيمات الخشنة أولاً. يُحدّق المُشغّل في مقياس العكارة: "إذا كان معدل التدفق أسرع بمقدار 0.1 متر/ثانية، سيتسرب نصف مسحوق W3؛ وإذا كان أبطأ بمقدار 0.1 متر/ثانية، سيختلط W10 ويُسبب مشكلة".
المعركة السرية بين الفصل المغناطيسي وإزالة الحديد
تزيل الأسطوانة المغناطيسية القوية برادة الحديد بقوة شفط تبلغ ١٢٠٠٠ جاوس، لكنها لا تقوى على مقاومة بقع أكسيد الحديد. تكمن حيلة مصنع شاندونغ في: النقع المسبق بحمض الأكساليك قبل التخليل، وتحويل أكسيد الحديد الصلب إلى أكسالات حديدية قابلة للذوبان، فتنخفض نسبة الحديد الملوث من ٠.٨٪ إلى ٠.١٥٪.
4. صالتكليس والحرق: "إعادة ميلاد" المواد الكاشطة
إذا أردتمسحوق كوراندوم بنيلتحمل الاختبار في عجلة الطحن ذات درجة الحرارة العالية، عليك اجتياز اختبارين للحياة والموت:
جدلية الحمض والقاعدة في التخليل
تتدفق الفقاعات في خزان حمض الهيدروكلوريك لإذابة الشوائب المعدنية، والتحكم في التركيز أشبه بالمشي على حبل مشدود: أقل من 15% لا يُزيل الصدأ، وأكثر من 22% يُسبب تآكلًا لهيكل الألومينا. رفع لاو لي ورقة اختبار درجة الحموضة (PH) ليُشاركنا تجربته: "عند التحييد بالغسيل القلوي، يجب ضبط درجة الحموضة بدقة بحيث تكون 7.5. سيُسبب الحمض نتوءات على البلورات، بينما سيُسبب القلوي تفتت سطح الجسيمات."
لغز درجة حرارة التكليس
بعد التكليس عند درجة حرارة ١٤٥٠ درجة مئوية لمدة ٦ ساعات في فرن دوار، تتحلل شوائب الإلمنيت إلى روتيل، وترتفع مقاومة المسحوق الدقيق للحرارة بمقدار ٣٠٠ درجة مئوية. ومع ذلك، وبسبب تقادم المزدوج الحراري في أحد المصانع، تجاوزت درجة الحرارة الفعلية ١٥٥٠ درجة مئوية، وحُوّلت جميع المساحيق الدقيقة الخارجة من الفرن إلى "كعكات سمسم" - تم التخلص من ٣٠ طنًا من المواد مباشرةً، وشعر مدير المصنع بضيق شديد لدرجة أنه داس بقدميه على الأرض.
النتيجة: الجماليات الصناعية بين المليمترات
في ورشة العمل عند غروب الشمس، لا تزال الآلات تُصدر صوتًا عاليًا. نفض لاو لي الغبار عن ملابسه وقال: "بعد العمل في هذه الصناعة لمدة 30 عامًا، أدركتُ أخيرًا أن المساحيق الدقيقة الجيدة هي "70% تكرير و30% حياة" - المكونات هي الأساس، والتكسير يعتمد على الفهم، والتصنيف يعتمد على الدقة." من البوكسيت إلى المساحيق الدقيقة النانوية، تدور التطورات التكنولوجية دائمًا حول ثلاثة محاور: النقاء (التخليل وإزالة الشوائب)، والشكل (تشكيل البارماك)، وحجم الجسيمات (التصنيف الدقيق).