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铝在城市智能建设中的重要作用

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2021.06.19
信息摘要:
铝及铝合金由于具有一系列的特异性能,可在智能城市建设中大显身手,发挥其独特优势。它的主要优点有资源丰富,价格合理,铝在地壳中的平均含量为7.…
铝及铝合金由于具有一系列的特异性能,可在智能城市建设中大显身手,发挥其独特优势。它的主要优点有资源丰富,价格合理,铝在地壳中的平均含量为7.5%,仅次于氧与硅的,居第三位,为金属中的老大,可谓是取之不尽,用之不竭。

4吨优质铝土矿能提取1吨原铝,2吨氧化铝方可提取1吨原铝。中国铝矿石以一水硬铝石型为主,三水铝石型铝土矿仅占少量,主要分布于河南、山西、贵州、广西等地。铝的价格虽然比钢的要贵得多,但仍是非常合理的,用铝代钢制造各种零部件与装备可取得很好的经济效益和社会效益,且可回收利用。目前,铝材在部分产业中,已是性价比最高的金属材料了。

铝合金配件

在各种常用金属中,铝的密度为2.7g/cm3,仅比镁的1.74g/cm3大55.2%,却只有铜8.96g/cm3的30%,钢7.8g/cm3的34.6%。因此用铝材制造各种装备与结构可以取得很好的节能减重效果,可以相应地减少温室气体排放,保护青山绿水、清新的空气。同时,在制造交通运输装备与结构件时尤显重要,是既环保又高效的制造智能设施的理想材料。

桁架铝型材


铝有良好的导电、导热和反光性能,铝及铝合金的传导性能仅次于银,它们的电导率相当于国际标准退火铜(IACS)的62%~65%,约为银的50%,如果对相等的质量来说,铝的导电性能是超过这两种金属的。
铝没有低温脆性,有极好的低温性能,它的抗拉强度Rm与伸长率A均随着温度的降低而相应地均衡上升,绝大多数钢与其他金属均有低温脆性,也就是说,它们的强度性能随着温度的降低而上升,但伸长率、塑性与成形性能却反其道而行之。铝结构件与设施可与北极熊为伍,可与企鹅为伴,面对严寒风雪而怡然自得,即使温度低到-200℃仍很强韧。
铝棒

在城市智能设施建设中,铝材的高抗腐蚀性能也起着很重要的作用,使铝材成为可选择材料的首选。在空气中,铝及铝合金的表面会迅速形成一层很致密与坚固的氧化铝薄膜,厚0.005μm~0.015μm,比蝉翼还薄,而成为本体铝的天然保护层。此外,还可以采用阳极氧化法、电泳凃漆法或喷涂法在铝材和铝制品表面形成厚实的色彩斑斓、流光溢彩的色调,设计出美轮美奂的城市设施。
废铝与到期报废的铝结构件、铝设施有很强的可回收性,比其他任何结构金属材料的都强,铝建筑结构与城市设施的设计使用期限一般为30年,到期后可回收97%,无法回收比例甚低,废铝价值高,可达重熔用铝锭价格的70%以上,废铝重熔的烧损低于3%,所以铝结构与铝用品每循环一次的损失仅约5%,所以1吨铝要经过上百次循环,几千年时间才消耗殆尽,变成其他物质。
大量数据与试验显示,在常用结构金属中,废铝重熔能耗与原铝提取能耗之比是最低的,铝的回收损失率还不到5%,而其他金属的都比此数大得多。

铝型材


有人说:“回收1吨镁的能耗大约是提炼1吨镁的5%左右,如果是铝回收大概是7%到9%,钢是20%左右……”这种说法值得商榷。当前在工业生产中,提取铝的工艺只有电解法;而提取镁的工艺有电解法和热还原法,用这两种方法生产的镁大致分别占30%和70%,中国多用热还原工艺,怎么提取1吨原镁的能耗占95%,而回收1吨废镁的能耗为原镁能耗的5%呢?因为生产原镁有两种工艺,所以说回收复化生产1吨再生镁的能耗分别为电解法热还原法生产原镁能耗的百分之几,这是值得商榷的内容之一。
2017年全世界生产的原铝的99.9%以上都是用电解法提取的,中国重熔用锭的平均交流电耗为13577.15kwh/吨,直流电耗为12916.15kw/吨。不知道7%~9%是怎样计算出来的。提取1吨原铝与生产1吨再生铝的能耗及温室气体排放见表。

伺服电机壳

由表中所列的数据可见,提取1吨原铝的能耗为213GJ,而回收与复化生产1吨再生铝的能耗为10.4GJ,后者的能耗与前者能耗之比(10.4/213GJ)为4.88%,还不到5%,温室气体的排放率715/17000kg则更低,仅为4.21%。因此,铝是一种实实在在且名副其实的绿色金属。
铝及铝合金有良好的加工成形性能与可切削性能,可加工成各种各样的半成品如板、带、箔、管、棒、型、线、粉、锻件等,还可制造成种种零部件与铸造出形状复杂的铸件及压铸件。
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