Вся информация на сайте предназначена только для специалистов кабельной отрасли, энергетики и электротехники.
+
 

Устойчивое и экологически безопасное производство проволоки за счёт вторичной переработки

10 марта 2023, 09:00 1969 Время чтения ≈ 6 мин
Источник: RusCable.Ru
Рис.1: Функциональный принцип индуцированного трением процесса переработки. За счёт непрерывного уменьшения поперечного сечения канала частицы непрерывно сжимаются и приобретают другую форму (рис.2).

Рис.1: Функциональный принцип индуцированного трением процесса переработки. За счёт непрерывного уменьшения поперечного сечения канала частицы непрерывно сжимаются и приобретают другую форму (рис.2).

Рис.2: Типичные геометрии полуфабрикатов, успешно произведенных с использованием индуцированного трением процесса переработки.

Рис.2: Типичные геометрии полуфабрикатов, успешно произведенных с использованием индуцированного трением процесса переработки.

Постоянно растущие глобальные вызовы требуют ответственного и экономного использования имеющихся ресурсов. Одна из возможностей сокращения энергопотребления при производстве проволоки состоит в индуцированной трением процесса переработки предполагаемых отходов и лома.

Не только наблюдающиеся в настоящее время глобальные кризисы и вызовы, но также происходящие климатические изменения требуют ответственного и экономного потребления природных ресурсов и энергий. Одним из способов повышения эффективности использования энергии и ресурсов является вторичная переработка отходов и отбракованных продуктов. Традиционный процесс переработки (металлоплавильный) алюминиевого лома уже представляет собой значительное усовершенствование по сравнению с технологической схемой первичного производства. Однако для переработки алюминия по-прежнему используется сравнительно большой объём энергии, а такие отходы, как соляной шлак, приходится перерабатывать с большими затратами. Решением этой проблемы является использование твёрдофазной технологии переработки при температуре, которая существенно ниже, чем температура плавления алюминия. В результате для всего процесса переработки требуется меньше тепловой энергии, что обеспечивает энергетическое преимущество по сравнению с традиционными стратегиями, применяемыми при производстве алюминиевых изделий.

Принцип процесса

Индуцированный трением процесс переработки, в качестве примера твёрдофазного процесса переработки, исследовался в Падерборнском университете (University of Paderborn) на протяжении нескольких лет с целью изготовления экологически безопасным методом высококачественной проволоки из предполагаемых отходов. Принцип действия этого процесса показан на рисунке 1. Отходы (например, алюминиевая стружка или алюминиевая фольга) непрерывно подаются в канавку вращающегося колеса. За счёт непрерывного уменьшения поперечного сечения колеса частицы уплотняются, приобретают другую форму, нагреваются и пластифицируются.

После вращения на четверть оборота пластифицированный материал экструдируется через специальную матрицу аналогичным обычному процессу экструзии способом для обеспечения дальнейшего формования материала. Заменяя матрицу (формующее отверстие), можно оказать влияние как на геометрию (теоретически) множества различных полуфабрикатов, так и на технологические переменные, такие как тепло от трения, выделяемое во время процесса.

Свойства переработанных из вторичного сырья полуфабрикатов

В рамках исследований, касающихся влияющих факторов процесса, удалось доказать, помимо прочего, что может быть произведено большое количество полуфабрикатов различных геометрий. На рис.2 показаны примеры таких геометрий. Центральным объектом исследования был, прежде всего, процесс переработки различных форм стружки из кованого алюминиевого сплава EN AW-6060. Кроме того, были успешно переработаны другие алюминиевые сплавы, такие как почти чистый алюминий EN AW-1350, литейный сплав EN AC-43000 и высокопрочный сплав EN AW-7075. Диаграмма изменения твёрдости по площади поперечного сечения (непрерывных) полуфабрикатов показывает, что во время стационарного этапа процесса (производственный этап с постоянными параметрами процесса в виде температуры, а также энергопотребления) происходит равномерное распределение твёрдости. Значения прочности (на растяжение) переработанных полуфабрикатов сравнимы со значениями прочности обычных полуфабрикатов в состоянии после отжига на твёрдый раствор, что может быть обусловлено температурой технологического процесса в диапазоне от 300°C до 400°C. Будущие исследования должны предоставить свидетельство того, что при специальной термообработке для переработанных полуфабрикатов можно также создать условия искусственного старения с более высокими значениями прочности.

Сравнение энергопотребления

Что касается количества энергии, необходимой для производства алюминиевых полуфабрикатов, то было произведено сравнение результатов индуцированного трением процесса переработки, (приблизительно 10 МДж/кг), с показателями производства первичного алюминия (на основе бокситов, приблизительно 160 МДж/кг), а также с результатами процесса переработки путём металлургической плавки (приблизительно 17,7 МДж/кг). Помимо значительной потенциальной экономии электроэнергии, при индуцированном трением процессе переработке не происходит образования токсичного солевого шлака, а технологическая цепочка может быть значительно сокращена за счёт непосредственного производства переработанных из вторичного сырья полуфабрикатов.

Данное исследование частично финансировалось землёй Северный Рейн-Вестфалия через исследовательский колледж Forschungskolleg “Leicht-Effizient-Mobil” (LEM).

Авторы Томас Боргерт (Thomas Borgert) и Вернер Хомберг (Werner Homberg), Forming and Machining Technology (LUF) Paderborn University, г. Падерборн, Германия

Вы видите часть этого материала

Зарегистрируйтесь или войдите
После этого вы сможете оформить подписку в личном кабинете и получить полный доступ к другим закрытым материалам
Я уже подписчик
Месяц

2500 ₽

81 ₽ в день
Год

11 998 ₽

33 ₽ в день
Обсудить на форуме

Подпишитесь на бесплатный еженедельный журнал RusCable Insider
Уже больше 3000+ подписчиков с нами! Главные новости и дайджест за неделю в удобном формате!

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Другие новости рубрики Плюс
Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно