Comprendre en profondeur le processus de production de la poudre de corindon brun
À trois mètres du four à arc électrique, la vague de chaleur, enveloppée d'une odeur de métal brûlé, vous frappe au visage : la boue de bauxite, à plus de 2 200 degrés, bouillonne de bulles rouge doré. Le vieux maître Lao Li essuya sa sueur et dit : « Vous voyez ? Si le matériau est une pelletée de charbon en moins, la température du four baissera de 30 degrés, et lecorindon brun Ce qui en sortira sera aussi cassant que des biscuits. » Cette marmite d’« acier fondu » en ébullition est la première scène de la naissance de la poudre de corindon brun.
1. Fonte : Le dur travail de retirer le « jade » du feu
Le mot « féroce » est gravé dans les os du corindon brun, et ce caractère est affiné dans le four à arc électrique :
Les ingrédients sont comme des médicaments : base de bauxite (Al₂O₃>85%), un réducteur anthracite et de la limaille de fer doivent être ajoutés comme « allieur » ; sans cela pour faciliter la fusion, les impuretés silicatées ne peuvent être éliminées. Les registres de dosage des vieilles usines de la province du Henan sont tous usés : « Trop de charbon signifie une teneur élevée en carbone et en noir, tandis que trop peu de fer signifie des scories épaisses et des agglomérations. »
Le secret du four incliné : le corps du four est incliné de 15 degrés pour permettre à la masse fondue de se stratifier naturellement. La couche inférieure d’alumine pure cristallise en corindon brun, et la couche supérieure de scories de ferrosilicium est retirée. Le maître d’œuvre utilise une longue pioche pour percer l’orifice d’échantillonnage, et les gouttelettes fondues projetées refroidissent. La section transversale est brun foncé : « Cette couleur est parfaite ! La lumière bleue indique une teneur élevée en titane, et la lumière grise signifie que le silicium n’est pas complètement éliminé. »
Un refroidissement rapide détermine le résultat : la masse fondue est versée dans une fosse profonde, puis additionnée d'eau froide pour « exploser » en morceaux, la vapeur d'eau produisant un crépitement semblable à celui du pop-corn. Un refroidissement rapide bloque les défauts de réseau et la ténacité est 30 % supérieure à celle d'un refroidissement naturel. Comme pour la trempe d'une épée, la clé est la rapidité.
2. Écraser et façonner : l’art de façonner les « durs à cuire »
La dureté du bloc de corindon brun tout juste sorti du four est proche de celle dudiamantsIl faut beaucoup d’efforts pour en faire un « soldat d’élite » de l’ordre du micron :
L'ouverture brute du concasseur à mâchoires
La mâchoire hydraulique « craque » et le bloc de la taille d'un ballon de basket se brise en noix. L'opérateur Xiao Zhang pointe l'écran et se plaint : « La dernière fois, une brique réfractaire a été mélangée et la mâchoire a crevé un trou. L'équipe de maintenance m'a poursuivi et réprimandé pendant trois jours. »
La transformation dans le broyeur à boulets
Le broyeur à boulets, tapissé de granit, gronde et les billes d'acier heurtent les blocs comme des danseuses violentes. Après 24 heures de broyage continu, une poudre grossière brun foncé jaillit de l'orifice de décharge. « Il y a un piège », dit le technicien en tapotant sur le panneau de commande : « Si la vitesse dépasse 35 tr/min, les particules seront broyées en aiguilles ; si elle est inférieure à 28 tr/min, les arêtes seront trop tranchantes. »
Chirurgie plastique Barmac
La ligne de production haut de gamme dévoile son atout majeur : le concasseur à percussion à arbre vertical Barmac. Le matériau est broyé par auto-collision sous l'effet du rotor à grande vitesse, et la micropoudre produite est aussi ronde que des galets de rivière. Une usine de meules de la province du Zhejiang a mesuré : pour la même spécification de micropoudre, la méthode traditionnelle présente une masse volumique apparente de 1,75 g/cm³, tandis que la méthode Barmac affiche une masse volumique apparente de 1,92 g/cm³ ! M. Li a retourné l'échantillon et a soupiré : « Auparavant, l'usine de meules se plaignait toujours de la faible fluidité de la poudre, mais maintenant, elle se plaint que la vitesse de remplissage est trop élevée pour suivre. »
3. Calibrage et purification : une chasse précise dans le monde des microns
Classer des particules de 1/10 de l'épaisseur d'un cheveu en différentes catégories est une bataille de l'âme du processus :
Le mystère de la classification des flux d'air
De l'air comprimé de 0,7 MPa s'engouffre dans la chambre de classification avec la poudre, et la vitesse de la turbine détermine la « conduite d'admission » : 8 000 tr/min filtrent le W40 (40 μm) et 12 000 tr/min interceptent le W10 (10 μm). « Ce qui me préoccupe le plus, c'est l'humidité excessive », a souligné le directeur de l'atelier en parlant de la tour de déshumidification : « Le mois dernier, le condenseur a laissé échapper du fluor, et la micropoudre s'est agglutinée et a obstrué la conduite. Il a fallu trois équipes pour la nettoyer. »
Le couteau doux de la classification hydraulique
Pour les poudres ultrafines inférieures à W5, le débit d'eau devient le moyen de classification. L'eau propre dans le godet de calibrage soulève la poudre fine à un débit de 0,5 m/s, les particules grossières se décantant en premier. L'opérateur fixe le turbidimètre : « Si le débit est supérieur de 0,1 m/s, la moitié de la poudre W3 s'échappera ; s'il est inférieur de 0,1 m/s, la poudre W10 se mélangera et posera problème. »
La bataille secrète de la séparation magnétique et de l'élimination du fer
Le puissant rouleau magnétique élimine la limaille de fer grâce à une force d'aspiration de 12 000 gauss, mais reste inefficace contre les taches d'oxyde de fer. L'astuce de l'usine du Shandong : prétremper avec de l'acide oxalique avant le décapage, transformer le Fe₂O₃ difficile en oxalate ferreux soluble, et la teneur en fer impureté chute de 0,8 % à 0,15 %.
4. Pcalcination et calcination : la « renaissance » des abrasifs
Si tu veuxmicropoudre de corindon brunpour résister au test de la meule à haute température, vous devez réussir deux tests de vie ou de mort :
Dialectique acido-basique du décapage
Les bulles dans le réservoir d'acide chlorhydrique se gonflent pour dissoudre les impuretés métalliques, et le contrôle de la concentration est un exercice d'équilibriste : moins de 15 % ne peut éliminer la rouille, et plus de 22 % corrode le corps en alumine. Lao Li a brandi un papier de test de pH pour partager son expérience : « Lors d'une neutralisation par lavage alcalin, il faut pincer précisément le pH à 7,5. L'acide provoquera des bavures sur les cristaux, tandis que l'alcalin pulvérisera la surface des particules. »
L'énigme de la température de la calcination
Après calcination à 1450 °C pendant 6 heures dans un four rotatif, les impuretés d'ilménite se décomposent en phase rutile, et la résistance thermique de la micropoudre augmente de 300 °C. Cependant, en raison du vieillissement du thermocouple d'une usine, la température réelle a dépassé 1550 °C, et toutes les micropoudres sorties du four ont été frittées en « gâteaux de sésame » ; 30 tonnes de matériaux ont été directement mis au rebut, et le directeur de l'usine, tellement affligé, a tapé du pied.
Conclusion : L'esthétique industrielle à quelques millimètres près
Dans l'atelier plongé dans la pénombre, les machines ronronnent encore. Lao Li dépoussiéra ses vêtements de travail et déclara : « Après 30 ans de travail dans ce secteur, je comprends enfin que de bonnes micropoudres sont composées à 70 % de raffinage et à 30 % de vie. Les ingrédients sont la base, le broyage repose sur la compréhension et la classification sur le soin apporté. » De la bauxite aux micropoudres nanométriques, les avancées technologiques s'articulent toujours autour de trois axes : la pureté (décapage et élimination des impuretés), la morphologie (mise en forme Barmac) et la granulométrie (classification précise).