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铝灰的化学成分由于原料组成及工艺等不同，具有较明显的差异性，主要由金属铝、氧化铝及盐熔剂等的混合物构成。具体是：Al10%~30%，Al?O320%~40%,Si，Mg，Fe氧化物7%~15%，K，Na，Ca，Mg氯化物和少量氟化物15%~30%。其中部分氧化物和氯化物附着于金属铝的表面。耐火材料属资源型产业，化学成分及类型多种多样，具有容纳各种原材料的空间。铝灰的化学成分与耐火材料的主要原料铝矾土相近，可以考虑直接或经加工处理后成为耐火原料,为铝灰的有效利用开辟一条新途径，既保护环境，又降低耐火材料企业的生产成本，对企业可持续发展具有一定帮助。铝灰加入耐火材料配料中的应用：1.1作为防爆剂：能改善不定形耐火材料衬体的透气性，防止衬体在烘烤过程中由于产生的蒸气压过大而发生爆 裂的物质称为防爆剂，也称为快干剂(可快速烘烤的添加剂)。不定形耐火材料的防爆剂有活性金属铝粉，铝粉与H?O反应生成Al(OH)?，并放出H?，在浇注料尚未凝固前，H?从浇注料逸出时会形成毛细排气孔，从而提高其排气性。王立旺[1]采用铝灰替代铝粉作防爆剂，用于铁沟浇注料，其铝灰的化学成分是：Al31.63%，Al?O?18.15%，AlN9.25%，MgO6.16%，SiO?12.21%，Fe?O?7.27%，CaO2.23%，Na?O2.15%，K?O1.03%，TiO?2.04%，Cr?O?0.58%，其他7.33%。其中的Al，AlN能水化放出气体。试验得出铁沟浇注料中加入w(铝灰)4%，能很好地起到防爆作用，铝灰加入过多，会出现鼓胀开裂，铝灰还能促进铁沟料硬化，缩短施工时间。1.2加入高炉出铁口炮泥中：黄朝晖等人发明在高炉出铁口炮泥中添加铝灰0.4%~40%替代铝质和硅质原料。其他原料是：工业级刚玉、碳化硅、中温沥青颗粒粉、苏州土细粉、焦炭粉等，以焦油及改性沥青和酚醛树脂为结合剂，混合搅拌均匀，过真空练泥机挤出后，即得到炮泥。其性能稳定，能满足生产要求，并能降低生产成本。1.3代替煅烧铝矾土：有人研究在浇注料、预制件和耐火粘土制品中加入铝灰取代煅烧的铝矾土，而铝灰无需煅烧，可直接作原料，大约用量在5%。利用铝灰加工配制耐火材料，众所周知，原料是耐火材料的基础，高质量的耐火原料才能生产好的产品。对耐火原料基本要求就是耐火性能，即耐火度1580℃以上的原材料才能作为耐火原料。铝灰中除了Al?O?以外，还含有较多耐火性能较低的杂质成分，因此，一般不能用铝灰直接配制耐火材料，需要进一步加工处理，除去杂质，提高Al?O?含量，才能考虑用作耐火材料。以下就铝灰加工处理方法作简要介绍。2.1铝灰的浮选法提纯：刘瑞琼等采用油酸钠为捕收剂，当pH值固定在8.6左右，捕收剂用量为1000g/t时，浮选后铝灰w(Al?O?)含量由原来43.14%提高到86.41%,回收率68.89%。可以替代铝矾土冶炼氧化铝基电熔材料。2.2制取α-Al?O?：α-Al?O?是刚玉等高级耐火材料的主要原料。用铝灰提取的基本原理是：在400~600℃的温度下，铝灰中的金属铝、氧化铝与NaOH和NaNO?反应生成可溶于水的金属盐，并用水将其溶出，实现铝与其他杂质分离之后，使用晶种分解法处理含铝溶液，*终得到α-Al?O?。得出的制备条件是：碱灰比(mNaOH/m铝灰)1.3，盐灰比(mNaNO?/m铝灰)0.7，按比例要求配合，混合均匀，在500℃下熔炼，熔炼时间60min;用去离子水在60℃恒温水溶中浸出熔炼产物，浸出时间30min，固液比1∶4，铝浸出率*高达92.71%，浸出后抽滤，固液分离，浸出液经过净化，调整苛性比，晶种分解和煅烧获得氧化铝。谢刚等人采用加压碱浸、波活化辅助的方法回收铝灰中氧化铝。首先将铝灰破碎、筛分、水洗，与NaOH溶液按固液比1∶7混合搅拌均匀，然后在高压釜内，于140℃，1.15MPa反应6h，经进一步固液分离、酸中和、水洗分离后，将产物置于输出功率5W/g的波设备干燥活化7min，抽风速度为30m/min，*终可得Al?O?产品。还有人通过王水浸取法及添加氧化钇制备高硬度γ-Al?O?。首先铝灰在室温下溶解在王水中，然后在pH为9~10的条件下沉淀，加入0~20%氧化钇粒子，经压实后于1550~1650℃煅烧可得高硬度γ-Al?O?。2.3制取纳米氧化铝：在刚玉耐火制品中引入α-Al?O?粉，降低烧结温度，节约能源，提高其性能。例如：在用电熔刚玉(Al?O?99.5%)的配料中，加入4%~8%的α-Al?O?粉和1%~2%的α-Al?O?纳米粉，制品的烧成温度由1700~1800℃降至1400℃。刘晓红等采用硫酸浸取铝灰制备纳米氧化铝的工艺方法是：首先在80℃搅拌条件下，用硫酸溶液多次浸取铝灰中的铝离子，经过滤分离得到硫酸铝溶液，然后将碳酸氢铵溶液加入到硫酸铝溶液中，在40℃条件下搅拌反应60min，生成前驱体碳酸铝铵沉淀和硫酸铵溶液，经陈化，真空抽滤分离，硫酸铝铵沉淀洗涤干燥后于1200℃煅烧1h，得到粒径约70nm的α-Al?O?粉。2.4利用铝灰冶炼棕刚玉：耐火材料用棕刚玉一般是用特级铝矾土冶炼而成，Al?O?含量94.5%~97%，是中、耐火材料的主要原料，尤其不定形耐火材料用量较多。近年来，为了节能环保，降低生产成本，有人在研究用铝灰冶炼棕刚玉，其中刘瑞琼等[5]试验的低温冶炼制备棕刚玉的效果较好。其生产过程是：将1份铝灰(小于0.10mm)放入2~5份90~100℃热水中，浸泡6~10h，将水排出，并加入排出等质量的90~100℃热水浸泡2~14h，浸泡为放热反应，不断搅拌，保持水温90~100℃，确保铝灰不沉积，将浸泡后的铝灰分离出来后用流动水漂洗，漂洗水流为3~6m/min，然后用真空过滤机过滤，再经80~110℃烘干至水分低于20%，即完成预处理。在电弧炉中熔炼：在铝灰中加入0.5%~4%的沉淀剂铁屑，在炉中1700~1800℃冶炼6~8h，熔融还原铝灰中的SiO?，Fe?O?，TiO?等氧化物，冷却后经粉碎，磁选和筛分得到棕刚玉产品。其试用的铝灰及棕刚玉产品的化学成分见表2。2.5合成Sialon粉：Sialon陶瓷是20世纪70年代后迅速发展起来的一类高温结构材料，Sialon材料以优越的力学性能、热学性能和化学稳定性，被认为是*有希望的高温陶瓷材料之一。Sialon为Si?N4-AlN-Al2O?-SiO?系固溶体，采用纯化学原料制备，成本高。李家镜等[6]采用铝灰、炭黑和粉煤灰为原料，用碳热铝热复合还原氮化工艺制备Sialon粉体。试用铝灰及粉煤灰的化学成分如表3。称好料，进行球磨12h(用Si?N4球，无水乙醇为介质)，然后进行干燥、过筛、压成圆片，再进行煅烧，自然冷却后磨成粉，研究了原料组成、合成温度对生成物相的影响。结果表明：在原料中当Si/Al为1(铝灰为33%，粉煤灰为50%)时，加入17%炭黑，合成温度1450℃，得到的主要物相为Si?Al?O?N(5β-Sialon，Z=3)和SiAl4O?N(415R)的产物;在Si/Al为1.5时，加入80%粉煤灰，1450℃可制备较纯的Si?Al?O?N5粉。2.6制备镁铝尖晶石：镁铝尖晶石是重要的耐火原料，以它为颗粒，镁砂为细粉，制备与刚玉配制钢包用浇注料。李晓娜[7]以铝灰、铝矾土和电熔镁砂为原料，铁屑为沉淀剂，焦炭为还原剂，采用高温电熔法合成富铝镁铝尖晶石。试验表明：加入铝灰20%，40%，60%生产的镁铝尖晶石，其综合指标超过铝矾土基镁铝尖晶石的技术指标;加入40%铝灰时，综合指标*好，其含Al?O?82.48%，SiO?0.35%，MgO14.10%，CaO1.12%，Fe?O?0.5%(质量分数)显气孔率0.9%，体积密度3.48g/cm3，耐火度>1800℃;铝灰加入40%，60%生产的尖晶石中含有六铝酸钙(CA6)相。2.7制备TiN-Al?O?复相耐火原料：TiN-Al?O?复合材料具有优异的高温稳定性，耐磨性及力学性能，是一种优异的耐火材料。刘海涛等[8]以金红石和铝灰为原料，以铝灰中的金属铝为还原剂，采用铝热还原氮化法合成TiN-Al?O?复合粉体。试验用铝灰及金红石的化学成分见表4。其原理是：根据反应式6TiO?+8Al+3N?=6TiN+4Al?O?计算铝灰和金红石理论质量比为16∶27。具体做法是：先称好料，放入球磨机中，干磨12h，以40MPa压力，干压成型坯体，然后放入石墨坩埚，在流动氨气中，600~1400℃，保温5h煅烧。在1300℃煅烧的产品按理论用量合成的产物主要是TiN，α-Al?O?，少量倍长石和MgAl?O4。经计算，TiN为30.4%，α-Al?O?为45.8%，随铝灰增加α-Al?O?增多，TiN减少，当铝灰过量50%时，TiN为26.4%，α-Al?O?为55.0%。TiN-Al?O?复合材料的抗折强度达520.2MPa。2.8电熔莫来石：陈海等[9]利用铝灰电熔莫来石。具体步骤是： 步是铝灰预处理过程，首先在1100℃下煅烧铝灰，使金属铝部分转变为Al?O?，然后将煅烧的铝灰放入水槽中，加入盐酸进行清洗，然后烘干;第二步是电熔，按铝灰、铝矾土与硅石的质量分数比为：30%~80%：0~50%：10%~20%的范围内，混合均匀后加入电弧炉中，熔炼，倒出，冷却，破粉碎，分选，得到莫来石。利用铝灰制取耐火材料结合剂3.1合成聚合氯化铝：聚合氯化铝又称碱式氯化铝，简称PAC，是介于AlCe?和Al(OH)?之间的水解产物，其化学通式为(Al(2OH)nCe6-n)m，其中m<10，n=1~5。聚合氯化铝分为固体和液体两种，固体通常为黄色或无色的树脂状产品，Al?O?含量40%~50%;液体呈无色，黄褐色或黑色，Al?O?含量10%以上。聚合氯化铝可作为定型耐火制品、耐火可塑料、捣打料和浇注料结合剂，对碱化度和密度有一定要求，一般要求碱化度为46%~72%，密度为1.17~1.23g/cm3。谢英惠等[10]研究以铝灰为原料制取聚合氯化铝。其中中和法是将烧碱和盐酸分别与铝灰反应，产生铝酸钠和三氯化铝，然后以合适的配比合成聚合氯化铝。而酸溶法是将铝灰和盐酸反应一次直接产出液体聚合氯化铝。具体操作是：用水洗法除去水溶解的盐类，处理后铝灰Al?O?含量30%左右，然后将工业盐酸与一定量水放入反应器内，搅拌并用水浴加热，称取铝灰逐步加入盐酸溶液中，反应放热，反应温度96℃，时间6~12h，反应结束加入一定水稀释物料，试验认为，铝灰∶HCe∶水为3∶1∶3，反应6~8h为宜，调节pH值为3.5~4.5，陈化15~24h，得到液体聚合氯化铝产品。3.2制取硫酸铝：将硫酸铝溶于水中，可作为定型和不定型耐火材料的结合剂。由于硫酸铝溶液呈酸性，因此主要用于酸性和中性耐火材料结合剂。康文通等[11]研究的以铝灰为原料制备硫酸铝的工艺流程是：铝灰—加入硫酸和水进行反应—过滤除去滤饼—滤液除去杂质—浓缩—冷却结晶—硫酸铝产品。其中反应时间3h，硫酸浓度30%，硫酸用量1.05(以硫酸实际用量与理论用量之比表示)，pH值为3，收率达93.2%
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对于门窗幕墙型材，有质量缺陷隐患的主要在以下几点：（1）主要受力杆件；（2）产品结构和组装连接方式；（3）防护技术方案；对照铝合金门窗、幕墙的设计规范，确认受力杆件的技术参数（壁厚与力学性能），对照节点图，确认结构和连接方式，关注门窗幕墙可能出现高空坠落隐患的结构件，重点在于与铝合金产品相关的力学性能、特征值、表面处理（贴玻璃面）等参数确认。对于工业型材，铝制品的应用范围扩大，我们需要了解出厂产品的后续加工、应用场景、技术要求等更多的息，特别是对以下产品需要慎重：（1）特定、特殊用途的铝型材。例如航空航天专用材料、轨道交通、汽车轻量化、卫生医疗等有特定要求的应用领域；（2）需要签订质量缺陷、法律责任并涉及赔偿额度大的铝型材合同。例如重点公司（军工企业）、重点项目（超高层建筑、特殊区域工程项目）等；（3）发往欧盟、美国、日本等发达 的工业产品。例如环保、产品标识、防护申明等，业内有企业莫名其妙成被告的情况。2.质量缺陷过程管控--从管理角度，依靠管理体系是根本解决办法。对于铝行业而言，部分企业管理体系有效性一般，依靠日常管控系数较低，需要有针对性的重点管理，建议如下：（1）建立《内部质量缺陷清单》。一份常规清单，针对产品的性能指标；一份临时清单，特定项目。清单仅仅用于内部管控，严禁外发。（2）重要参数监控分析。如有可能，建议用控制图。（3）提高检验频次，增加后续监督抽查，并严格管理检测记录。（4）明确并落实各环节人员责任。记得十多年前，做新加坡地铁工程项目，客户跟各工序人员见面并合影拍照，然后告诉我们，照片会对应姓名、职位、负责环节等息一起存档备案，新加坡 会感谢我们为合格产品付出了努力，如果因产品质量缺陷而造成不利影响，存档息将作为追责的依据。灌输、强调质量意识是对的，关键时候“责任到人”产生的威慑力效果 。3.售后服务及应急预案--受制于企业管理的流程和文化，售后服务容易出现推诿扯皮、拖延搪塞，回复和跟进处理速度相对偏慢，建议针对质量缺陷建立相应的内部应急预案。近日网上未经确认的消息：特斯拉被德国一家租赁公司取消了85辆Model 3的订单，退订金额高达500万欧元，理由是特斯拉之前交付的15辆汽车存在严重质量问题。该公司公开表示，特斯拉的出现的问题众多，包括轮胎、油漆和车身损坏，充电控制器缺陷、线路故障、紧急呼叫按钮丢失等问题。发现质量缺陷，快速反应，组建专业团队协商出解决方案，避免更大损失才是上策。在息数据高速发展的今天，回避问题，漠视质量缺陷， 是不明智的！五、质量瑕疵的控制：相对于缺陷而言，瑕疵的话题没那么恐怖，从问题严重性上分析，缺陷的后果是巨额赔偿，甚至直接责任人要受到法律制裁，对企业和个人都是无法承重的打击。瑕疵毕竟属于技术和经济范畴，能通过商业行为找到解决方案。1.可量化质量参数：出于好奇心，我选取部分铝型材企业做过过程能力指数测试，抽取样品中有业内公认质量 梯队，也有中小型企业，*终结果比想象的差，数据统计显示，结果跟性能参数关联度高，跟企业关联度低，为避免争议，只公布各性能参数的过程能力范围，以便大家可以找到管控重点。化学成分：达到Ⅱ级及以上，过程能力充分，技术管理能力很好；力学性能：达到Ⅲ级及以上，过程能力充分，技术管理能力较勉强；几何尺寸：达到Ⅳ级及以下，过程能力不足，技术管理能力很差；涂层厚度：达到Ⅲ级及以上，过程能力充分，技术管理能力较勉强；室温抗剪特征值：达到Ⅲ级及以上，过程能力充分，技术管理能力较勉强；高温抗剪特征值：达到Ⅳ级及以下，过程能力不足，技术管理能力很差。其他指标抽取的企业样品数较少，不能妄下结论。通过上述结果可以看出，困扰从业人员的根本问题在于过程能力指数偏低，过程波动带来的直接后果是不合格品出现的概率偏高，只能用后续检验做补救，这种管理属于“亡羊补牢”式，让大家陷入不合格品的汪洋大海中不能自拔，成为常态，也是很多企业管理人员痛苦的根源！过程能力指数与标准偏差和允许公差范围有关，前者重点在于“人、机、料、法、环、测”的持续改进，后者在于与客户的沟通协商，二者都是过程能力指数变化的重要因素。2.不可量化质量问题：表面质量问题，是质量瑕疵被投诉的重灾区，无法量化，也很难形成统一的标准，产生很多质量异议，销售、生产、质量、加工厂、客户之间，处于一种动态博弈形态，某一阶段可以达成产品标准，随时会因为某一模块出现变化，形成新的异议，处于“异议→投诉→协商→标准→异议”的循环之中。感性认识指标具有一定的灵活性，需要专业技术人员和销售团队集体攻关。对内，加强细节管控，对外，与客户积极沟通，了解客户抱怨的真实原因和期望，有针对性解决问题。3.关于质量瑕疵的总结：（1）所有的工业产品都可以找到瑕疵，铝型材产品更加容易找到，面对问题先有足够的心理承受能力，才有解决问题的思路；（2）所有客户都是可以沟通的，关键是沟通的人和方法，遇到阻力，需要综合分析多层次的原因；（3）质量瑕疵的成本不能高于过程制造成本，企业不是科研单位，解决问题的管理方案是受成本限制的；（4）企业发展战略很重要，产品质量瑕疵的和处理是为企业战略服务的；（5）质量瑕疵有很强的时效性，不同阶段客户的关注点是会发生变化。六、结束语：经过四十多年的推广和宣传，中国的质量管理进入一个相对成熟的阶段，产品质量有了大幅度的提高，市场也是与时俱进，对于产品质量有更高的预期。铝加工产品也是如此。持续改进成为质量的永恒主题。明确质量缺陷和质量瑕疵的分类，坚决防止有缺陷的产品出厂，严格控制有瑕疵的产品流入敏感客户手中，是铝加工质量管理重点。企业经营看结果，结果源于过程。认真研究过程中的相关要素，分别给与适当的关注和管控，才是解决问题的根本。小技巧改变的是局部，大智慧决定的是根基，只有踏踏实实做好现场基础工作，才能从根本上扭转铝型材行业质量管理现状。
