மூடிய-சுழற்சி வார்ப்பு: ஆட்டோமொபைல் அலுமினிய மறுசுழற்சியின் எதிர்காலம்

சுருக்கமாக

ஆட்டோமொபைல் டை காஸ்டிங்கில் அலுமினியத்தை மறுசுழற்சி செய்வது ஆற்றல் நுகர்வையும் கார்பன் உமிழ்வையும் மிகவும் குறைக்கும் ஒரு முக்கிய நிலைத்தன்மை நடைமுறையாகும். புதிதாக உற்பத்தி செய்யப்படும் அலுமினியத்தை விட 90% அதிகமாக ஆற்றல் தேவையைக் குறைக்கும் செயல்முறையாக 100% மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்தும் மூடிய சுழற்சி முறைகளை உருவாக்குவதே முதன்மை நோக்கமாகும். கலவை ரசாயனம் மற்றும் கலப்பு நீக்கம் தொடர்பான புதுமைகள் பாரம்பரிய சவால்களை சமாளித்து, தவறுபட்ட பொருட்களிலிருந்தே உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஆட்டோமொபைல் பாகங்களை உருவாக்க இது சாத்தியமாக்குகிறது.

நிலைத்தன்மைக்கான அவசியம்: நவீன ஆட்டோமேக்கிங்கிற்கு ஏன் மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட அலுமினியம் முக்கியம்

பசுமையான வாகனத் தொழில்நுட்ப எதிர்காலத்தை நோக்கிய முயற்சியில், மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட அலுமினியம் சூழல் மற்றும் செயல்திறன் ஆகிய இரண்டிலும் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்குகிறது. உமிழ்வைக் குறைப்பதற்கான பெரும் அழுத்தத்தை வாகனத் தொழில் எதிர்கொள்கிறது. இந்த சவாலை எதிர்கொள்ள இரண்டு முக்கிய அணுகுமுறைகள் உள்ளன: எரிபொருள் செயல்திறனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் விநியோகச் சங்கிலியில் கார்பன் குறைப்பு. அலுமினிய டை காஸ்ட்டிங்குகள் இந்த இரண்டு முயற்சிகளுக்கும் மையமாக உள்ளன. கனமான ஸ்டீல் பாகங்களை இலகுவான அலுமினியப் பாகங்களால் மாற்றுவதன் மூலம், வாகனத்தின் மொத்த எடையைக் குறைக்கலாம். இது பாரம்பரிய வாகனங்களில் எரிபொருள் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதோடு, மின்சார வாகனங்களின் (EV) ஓட்ட தூரத்தையும் அதிகரிக்கிறது.

ஆனால், அலுமினியத்தின் சுழற்சி இயல்பே மிக முக்கியமான சுற்றுச்சூழல் நன்மையை அளிக்கிறது. பாக்சைட் தாது போன்ற மூலப்பொருளிலிருந்து முதன்மை அலுமினியத்தை உற்பத்தி செய்வது சுரங்கத் தோண்டுதல் மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு போன்ற மிக அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் செயல்முறைகளை ஈடுபடுத்துகிறது. இதற்கு முற்றிலும் மாறுதலாக, அலுமினியத்தை மறுசுழற்சி செய்வது—இதனை இரண்டாம் நிலை அலுமினியம் என்று அழைக்கிறோம்—90-95% குறைந்த ஆற்றலை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது. இந்த மிகப்பெரிய ஆற்றல் சேமிப்பு, உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒவ்வொரு பாகத்திற்கும் குறைந்த கார்பன் தாக்கத்தை நேரடியாக ஏற்படுத்துகிறது. போன்ற ஆதாரங்களிலிருந்து கிடைக்கும் தொழில்துறை தரவுகளின்படி டைனாகாஸ்ட் இந்த செயல்திறன், இன்றுவரை உற்பத்தி செய்யப்பட்ட அனைத்து அலுமினியத்தில் 75% இன்றும் பயன்பாட்டில் இருப்பதற்கு முக்கிய காரணமாக உள்ளது.

மறுசுழற்சிக்கான இந்த உறுதிப்பாடு, சுழற்சி பொருளாதாரத்தின் முக்கிய அடித்தளமாக உள்ளது. போன்று விவரிக்கப்பட்டுள்ள டை காஸ்டிங் நிலையங்கள் Autocast Inc. , தரக்கோலத்திற்கு ஏற்ப அமையாத பாகங்கள் முதல் வெட்டுதல்கள் வரை, உள்நாட்டு ஸ்க்ராப்பை 100% மறுசுழற்சி செய்வது வழக்கம். மறுசுழற்சி அலுமினியத்தை முன்னுரிமைப்படுத்துவதன் மூலம், உற்பத்திக்கான புதிய பொருட்கள் மற்றும் சுரங்கத்தின் காரணமாக ஏற்படும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளிலிருந்து ஆட்டோமேக்கர்கள் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கின்றனர்; மேலும் நெகிழ்வான மற்றும் செலவு-செயல்திறன் வாய்ந்த விநியோகச் சங்கிலியை உருவாக்குகின்றனர். கடுமையான உலகளாவிய உமிழ்வு ஒழுங்குமுறைகளையும், நுகர்வோரின் நிலையான தயாரிப்புகளுக்கான தேவையையும் பூர்த்தி செய்வதற்கு இந்த மூலோபாய மாற்றம் அவசியமானதாகும்.

மறுசுழற்சி செயல்முறை: ஸ்க்ராப்பிலிருந்து உயர் செயல்திறன் கொண்ட டை காஸ்ட் பாகங்கள் வரை

அலுமினிய ஸ்க்ராப்பை உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஆட்டோமொபைல் பாகமாக மாற்றுவது என்பது எளிய உருகுதல் மற்றும் மறுஆ casting என்பதை விட மிகவும் சிக்கலான செயல்முறையாகும். இறுதி தயாரிப்பு கண்டிப்பான பொறியியல் தரக்கோலங்களை பூர்த்தி செய்வதை உறுதி செய்வதற்காக ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் கண்காணிப்பு தேவைப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட படிகள் மாறுபட்டாலும், சேகரிப்பிலிருந்து தூய்மைப்படுத்தல் வரை தெளிவான பாதையை செயல்முறை பொதுவாக பின்பற்றுகிறது.

அலுமினிய மறுசுழற்சி சுழற்சியில் உள்ள சாதாரண கட்டங்கள் கீழ்க்கண்டவற்றை உள்ளடக்கியது:

1. ஸ்க்ராப் சேகரிப்பு மற்றும் வகைப்படுத்துதல்: இந்தச் செயல்முறை உற்பத்தியிலிருந்து வரும் தொழில்துறை கழிவுகள் (பின்-தொழில்துறை கழிவு) மற்றும் வாழ்நாள் முடிவடைந்த வாகனப் பாகங்கள் (பின்-நுகர்வோர் கழிவு) உள்ளிட்ட பல்வேறு மூலங்களிலிருந்து அலுமினிய கழிவுகளைச் சேகரிப்பதன் மூலம் தொடங்குகிறது. வகைப்படுத்துவது ஒரு முக்கியமான முதல் படியாகும். அலுமினியம் காந்தப்பண்பு இல்லாததால், எஃகு போன்ற இரும்புச் சேர்மங்களை நீக்க பெரிய காந்தங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும் சிக்கலான வகைப்படுத்தும் சவால்களைக் கையாள மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களும் தோன்றி வருகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, கான்ஸ்டெல்லியம் லேசர் தூண்டப்பட்ட உடைந்த நிறமாலை அல்லது LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), கார் உடல்களில் பயன்படுத்தப்படும் 5xxx மற்றும் 6xxx தொடர் போன்ற பல்வேறு அலுமினிய உலோகக்கலவைகளை விரைவாக வேறுபடுத்த முடியும், இதனால் மதிப்புமிக்க உருவாக்கப்பட்ட உலோகக்கலவைகள் குறைந்த மதிப்பில் மறுசுழற்சி செய்யப்படுவதைத் தடுக்கலாம்.
2. நறுக்குதல் மற்றும் சுத்தம்: ஒ once ஒருமுறை வகைப்படுத்திய பிறகு, கழிவுகள் சிறிய, சீரான துகள்களாக நறுக்கப்படுகின்றன. இது உருகுவதற்கு மேலும் திறமையான பரப்பளவை அதிகரிக்கிறது மற்றும் மேலும் சுத்தம் செய்வதற்கு அனுமதிக்கிறது. பூச்சுகள், பெயிண்டுகள், எண்ணெய்கள் மற்றும் பிற உலோகமற்ற கலவைகளை நீக்க துகள்கள் சுத்தம் செய்யப்படுகின்றன.
3. உருகுதல் மற்றும் உலோகக்கலவை: சுத்தமான, நறுக்கப்பட்ட அலுமினியம் பெரிய உலைகளில் ஏற்றப்பட்டு உருக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டத்தில், உருகிய உலோகத்தின் கலவை கவனமாக பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட டை காஸ்டிங் அலாய் (எ.கா., ADC12) க்கு தேவையான குறிப்பிட்ட பண்புகளை அடைய கலப்பு உலோக கூறுகள் சேர்க்கப்படலாம்.
4. சுத்திகரிப்பு மற்றும் தோசு அகற்றுதல்: டை-காஸ்ட் அலுமினியத்தை மறுசுழற்சி செய்வதில் உள்ள முக்கிய சவால் கலவைகளை கட்டுப்படுத்துவதாகும், குறிப்பாக இரும்பு. இரும்பு கலப்பு இறுதி காஸ்டிங்கை பொட்டலாகவும், தோல்விக்கு உள்ளாக்கக்கூடியதாகவும் ஆக்கும். பாரம்பரியமாக, இந்த பிரச்சினை உயர் தூய்மை கொண்ட முதன்மை அலுமினியத்துடன் உருகிய கழிவுப் பொருளை நீர்த்தெடுப்பதன் மூலம் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது. எனினும், நவீன செயல்முறைகள் மேம்பட்ட வடிகட்டுதல் மற்றும் வேதியியல் சிகிச்சைகள் மூலம் இந்த கலப்புகளை நேரடியாக அகற்றுவதையோ அல்லது நடுநிலையாக்குவதையோ மையமாகக் கொண்டுள்ளன, இது உண்மையான மூடிய சுழற்சி மறுசுழற்சிக்கான அடித்தளமாகும்.

இந்த செயல்முறையை, குறிப்பாக இரும்புச் சத்தத்தின் கட்டுப்பாட்டை வெற்றிகரமாக மேலாண்மை செய்வது, எளிய மறுசுழற்சியையும், உயர் மதிப்பு கொண்ட மூடிய சுழற்சி அமைப்புகளையும் பிரிக்கும் முதன்மை நுட்பத் தடையமாக உள்ளது, இதை தாங்கள் சரிசெய்ய வேண்டிய துறை உற்பத்தி துறை. அமைப்பு சார்ந்த பாகங்களை உருவாக்குவதற்கு, இந்த சவாலை சமாளிப்பது மிகவும் அவசியம், இது சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றதாகவும், பாதுகாப்பானதாகவும் இருக்க வேண்டும்.

தொழில்நுட்ப புதுமைகள்: உண்மையான மூடிய சுழற்சி மறுசுழற்சியை அடைதல்

கடினமான உலக பயன்பாடுகளில் 100% மறுசுழற்சி அலுமினியத்தை பயன்படுத்துவதற்கான நோக்கம், முக்கியமான தொழில்நுட்ப புதுமைகளை ஊக்குவித்துள்ளது. தொழில்துறை பாரம்பரிய கலப்பு முறைகளை கடந்து, கலவைகளை கட்டுப்படுத்தவும், செயல்திறனை உறுதி செய்யவும் சிக்கலான தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்கி வருகிறது. இயற்பியல் தூய்மைப்படுத்தல் மற்றும் வேதியியல் நடுநிலைப்படுத்தல் என்ற இரண்டு முன்னணி அணுகுமுறைகள், உண்மையான சுழற்சி அலுமினிய பொருளாதாரத்திற்கு வழிவகுக்கின்றன.

ஹோண்டா உருவாக்கிய 'முழுமையான மூடிய-சுழற்சி மறுசுழற்சி' தொழில்நுட்பம் மிக முக்கியமான சாதனைகளில் ஒன்றாகும். அவர்கள் வெளியிட்டுள்ள அறிவிப்புகளின்படி, இந்த அமைப்பு அதிக தூய்மையான புதிய அலுமினியம் சேர்க்காமலேயே டை-காஸ்ட் அலுமினியம் துண்டுகளை (குறிப்பாக ADC12 உலோகக்கலவை) செயலாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் மையமானது உருகும் கட்டத்தின் போது துல்லியமான கலப்பு நீக்கம் மற்றும் கூறு கட்டுப்பாட்டில் அமைகிறது. 17க்கும் மேற்பட்ட சோதனை சுற்றுகளுக்குப் பிறகு, பொருளின் தரம் முக்கியமான EV களுக்கான பெரிய அமைப்பு பாகங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு இந்த செயல்முறை போதுமான திறமையானதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, கிகாகாஸ்டிங் மூலம் உருவாக்கப்பட்டவை உட்பட. ஹோண்டா தொழில்நுட்பம் உருகும் கட்டத்தின் போது துல்லியமான கலப்பு நீக்கம் மற்றும் கூறு கட்டுப்பாட்டில் அமைகிறது. 17க்கும் மேற்பட்ட சோதனை சுற்றுகளுக்குப் பிறகு, பொருளின் தரம் முக்கியமான EV களுக்கான பெரிய அமைப்பு பாகங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு இந்த செயல்முறை போதுமான திறமையானதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, கிகாகாஸ்டிங் மூலம் உருவாக்கப்பட்டவை உட்பட.

இதற்கிடையில், ஆராய்ச்சி நிறுவனங்கள் உலோகவியல் தீர்வுகளை ஆராய்ந்து வருகின்றன. REMADE Institute இரும்பு கலந்த தீங்கு விளைவிக்கும் தாக்கங்களை நடுநிலையாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்ட திட்டங்களில் முன்னணியில் உள்ளது. இரும்பை உடலளவில் அகற்றுவதற்குப் பதிலாக, அவர்களது ஆராய்ச்சி மின்னல் அலுமினில் மாங்கனீசு (Mn), குரோமியம் (Cr) மற்றும் சீரியம் (Ce) போன்ற பிற கூறுகளைச் சேர்ப்பதை ஆராய்கிறது. இந்த கூறுகள் இரும்பு கொண்ட இடைநிலை உலோகக் கலவைகளின் படிக அமைப்பை மாற்றி, பெரும்பாலும் பெரிய வலிமையை ஏற்படுத்தும் ஊசி போன்ற தட்டுகளை, குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் அடர்த்தியான வடிவங்களாக மாற்றுகின்றன. இந்த வேதியியல் அணுகுமுறை, அதிக இரும்பு கொண்ட இரண்டாம் நிலை அலுமினியை அமைப்பு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக மாற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.

பொருள் அறிவியலில் இந்த முன்னேற்றங்கள் சிறப்பு மற்றும் அதிக செயல்திறன் கொண்ட பாகங்களை நோக்கிய தொழில்துறையின் பரந்த போக்கின் ஒரு பகுதியாகும். எடுத்துக்காட்டாக, வாகன உலோக உருவாக்கம் போன்ற தொடர்புடைய துறைகளில் சாயி (நிங்போ) மெட்டல் டெக்னாலஜி துல்லியமாக பொறியமைக்கப்பட்ட வாகன அடிப்பகுதி பாகங்களில் நிபுணத்துவம் பெற்றுள்ளன, முன்மாதிரி தயாரிப்பிலிருந்து பெருமளவு உற்பத்தி வரை தரக்கட்டுப்பாட்டுடன் கூடிய உறுதியான உற்பத்தி செயல்முறைகளுக்கான துறை அளவிலான அர்ப்பணிப்பை இது காட்டுகிறது.

நடைமுறை நன்மைகள்: மறுசுழற்சி அலுமினிய உலோகக்கலவைகளின் செயல்திறன் மற்றும் செலவு

சுற்றுச்சூழல் நன்மைகளைத் தாண்டி, டை காஸ்ட்டிங்கில் மறுசுழற்சி அலுமினியத்திற்கான மாற்றம் வலுவான நடைமுறை மற்றும் பொருளாதார நன்மைகளால் இயக்கப்படுகிறது. மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட பொருட்கள் அவற்றின் முதன்மை பதிப்புகளை விட தாழ்ந்தவை என்பது ஒரு பொதுவான தவறான கருத்து. அலுமினியத்தின் சந்தர்ப்பத்தில், இது தவறு. மறுசுழற்சி செயல்முறையின் போது உலோகத்தின் அணு அமைப்பு பாதிக்கப்படுவதில்லை, எனவே அது வலிமை, நீடித்தன்மை மற்றும் துருப்பிடிக்காமை போன்ற அதன் அனைத்து அடிப்படை இயற்பியல் மற்றும் இயந்திர பண்புகளையும் பராமரிக்கிறது. உருக்குதலின் போது துல்லியமான கலவை கட்டுப்பாட்டுடன், மறுசுழற்சி அலுமினிய உலோகக்கலவைகள் முதன்மை உலோகக்கலவைகளின் தரவரிசைகளை சந்திக்கவோ அல்லது மீறவோ பொறியியல் முறையில் உருவாக்க முடியும்.

மிக முக்கியமான நடைமுறைச் சாதகம் செலவாகும். பொருளாதாரக் கணக்கீடு நேரடியாக ஆற்றல் நுகர்வுடன் தொடர்புடையது. தொடக்கநிலை அலுமினியத்தை உருவாக்குவதை விட இரண்டாமநிலை அலுமினியம் உற்பத்தி செய்வதற்கு 95% குறைவான ஆற்றல் தேவைப்படுவதால், அதன் தொடர்புடைய உற்பத்தி செலவுகள் மிகவும் குறைவாக உள்ளன. இந்த செலவு சார்ந்த செயல்திறன் உற்பத்தியாளர்கள் உயர்தர பாகங்களை மலிவான விலையில் உருவாக்க உதவுகிறது; விலை-உணர்வுள்ள ஆட்டோமொபைல் சந்தையில் இது ஒரு போட்டித்திறன் நன்மையாகும். மறுசுழற்சி உள்கட்டமைப்பை விரிவாக்கவும், மூடிய சுழற்சி முறைகளை ஏற்றுக்கொள்ளவும் இந்த நிதி ஊக்கம் ஒரு சக்திவாய்ந்த இயக்கியாக உள்ளது.

இரு பொருள் மூலங்களை மதிப்பீடு செய்யும் போது, பெரும்பாலான பயன்பாடுகளுக்கு தேர்வு தெளிவாகிறது. விமானப் போக்குவரத்து போன்ற சில மிகவும் சிறப்புத்திறன் கொண்ட துறைகள் கடுமையான ஒழுங்குமுறைகளுக்காக இன்னும் தொடக்கநிலை அலுமினியத்தை நம்பியிருந்தாலும், செயல்திறன், செலவு மற்றும் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றின் சிறந்த சமநிலையை வழங்குவதால் பெரும்பாலான ஆட்டோமொபைல் சாய்த்தளிப்பு தேவைகளுக்கு இரண்டாமநிலை அலுமினியமே சிறந்த தேர்வாகும்.

தொடக்கநிலை vs. இரண்டாமநிலை அலுமினியம்: ஒரு ஒப்பீடு

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1. டை காஸ்ட் அலுமினியம் மறுசுழற்சி செய்யக்கூடியதா?

ஆம், டை-காஸ்ட் அலுமினியம் மறுசுழற்சி செய்யத்தக்கது. உண்மையில், பெரும்பாலான அலுமினியம் டை-காஸ்ட் தயாரிப்புகள் இரண்டாம் நிலை (மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட) அலுமினிய உலோகக்கலவைகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. ஒரு வாகனம் அதன் ஆயுட்காலத்தின் இறுதிக்கு வந்தவுடன், அதன் அலுமினியக் கூறுகள் சேகரிக்கப்பட்டு, மீண்டும் உருக்கப்பட்டு, புதிய இரண்டாம் நிலை உலோகக்கலவைகளை உருவாக்க சுத்திகரிக்கப்படுகின்றன, பின்னர் அவை ஒரு சுழற்சி செயல்முறையில் புதிய டை-காஸ்ட் பாகங்களை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

2. ஆட்டோமொபைல் அலுமினிய மறுசுழற்சி ஆயுட்காலத்தின் இறுதியில் கல்லறை முதல் வாயில் வரையான பகுப்பாய்வு என்றால் என்ன?

"கிரேவ்-டு-கேட்" பகுப்பாய்வு என்பது மறுசுழற்சி அமைப்பின் திறமைத்துவத்தை அளவிட பயன்படுத்தப்படும் ஒரு விரிவான மதிப்பீடாகும். ஆட்டோமொபைல் அலுமினியத்தின் சூழலில், இது கழிவு நிலையிலிருந்து (வாகனத்தின் "கிரேவ்") தொகுப்பு, வகைப்பாடு மற்றும் மறுசுழற்சி செயல்முறை வழியாக பயன்படுத்தக்கூடிய மூலப்பொருளாக (மறுசுழற்றப்பட்ட பட்டை, அல்லது "கேட்") மாறும் வரை பொருளை கண்காணிக்கிறது. இந்த வகை பகுப்பாய்வு பொருள் இழப்புகள் மற்றும் செயல்முறை திறமையின்மைகளை அடையாளம் காண உதவுகிறது, மொத்த மறுசுழற்சி விகிதத்தின் தெளிவான படத்தை வழங்குகிறது, இது ஆட்டோமொபைல் அலுமினியத்திற்கு மிக அதிகமாக இருக்கும், பெரும்பாலும் 90% ஐ மீறும்.