المعرفة في مجال الصب — عملية صب سبائك الألومنيوم

9 أكتوبر المعرفة في مجال الصب — عملية صب سبائك الألومنيوم

المعرفة في مجال الصب — عملية صب سبائك الألومنيوم

فيما يلي خطوات عملية صب سبائك الألومنيوم:

يحتوي سائل الألومنيوم الذي يتم سحبه من الخلية الإلكتروليتية على شوائب متنوعة، ولذلك يجب تنقيته قبل صبه. وفي هذا المجال الصناعي، تُستخدم بشكل أساسي طرق التنقية مثل التصفية، واستخدام مادة التذويب، والغاز، كما تُستخدم بعض الطرق للتنقية عن طريق التصلب الموجه وطرق الترشيح.

1. تنقية مادة الصهر
فلوكس تتم عملية التنقية عن طريق إضافة مادة مساعدة إلى سائل الألومنيوم لتشكيل عدد كبير من القطرات الدقيقة، بحيث يتم ترطيب الأكاسيد الموجودة في سائل الألومنيوم بواسطة هذه القطرات لتمتصها وتذيبها، ثم تتشكل قطرة جديدة ترتفع إلى السطح، وبعد التبريد، تتم إزالة الرغوة.

يتكون مادة التصفية المستخدمة في عملية التنقية من ملح يتميز بدرجة انصهار منخفضة، وكثافة منخفضة، وتوتر سطحي منخفض، ونشاط عالٍ، وقدرة امتصاص قوية للخبث المؤكسد. على سبيل المثال، يتكون عامل التكرير AdTech الحالي عالي الجودة من جزيئات دقيقة مسحوقية بيضاء (رمادية قليلاً)، ومكوناته الرئيسية هي أملاح الكلور والفلورايد، ومركبات أخرى، وبعد المعالجة الحرارية المناسبة والغربلة، يكون حجم الجزيئات متجانساً، وهذا يساعد على توحيد حالة الخزان تحت تأثير الغاز الحامل (N₂ أو Ar) في الطبقة السفلية من سائل الألومنيوم، ومن خلال التغيرات الفيزيائية والكيميائية التي تؤدي إلى تكوين العديد من الفقاعات الصغيرة في سائل الألومنيوم، يتم فصل [H] والغازات الضارة الأخرى الموجودة في سائل الألومنيوم بشكل كامل؛ وفي الوقت نفسه، يمكن لبعض المواد الموجودة في عامل التكرير AdTech أن تمتص بقوة الأكاسيد والمواد الصلبة العالقة في المادة المنصهرة وتذيبها، وتقوم، بالتعاون مع الفقاعات، بدفعها إلى سطح سائل الألومنيوم لتحقيق إزالة الغازات. والغرض من ذلك هو تكرير وتنقية الخبث.

2. تنقية الغاز
يُعد تنقية الغاز إحدى العمليات الرئيسية لتنقية الألومنيوم الأولي. والغاز المستخدم هو خليط من الكلور والنيتروجين أو من الكلور والنيتروجين.

(1) تنقية الكلور. في السابق، كان غاز الكلور التفاعلي يُستخدم كعامل تنقية (طريقة الكلورة). في طريقة الكلورة، تتشكل كمية كبيرة من مادة AlCl₃ ذات الحبيبات الدقيقة بشكل غير عادي عند إدخال غاز الكلور إلى سائل الألومنيوم، وتختلط الفقاعات بشكل كافٍ في سائل الألومنيوم. يتم امتصاص الهيدروجين المذاب في سائل الألومنيوم، بالإضافة إلى بعض الشوائب الميكانيكية، على فقاعات AlCl3 ويتم تصريفها مع صعود فقاعات AlCl3 إلى سطح سائل الألومنيوم. كما يمكن لغاز الكلور أن يقوم بتكلور بعض العناصر التي تحمل شحنة سالبة أكبر من الألومنيوم، مثل الكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم وغيرها، والتي يتم فصلها بواسطة غاز الكلور لتكوين كلوريدها المقابل. ولذلك، تُعد طريقة التكلور طريقة فعالة جدًا لتنقية الألومنيوم الأولي. تتراوح كمية غاز الكلور بين 500 و700 غرام لكل طن من الألومنيوم. ومع ذلك، ونظرًا لأن الأكسجين مادة سامة ومكلفة نسبيًا، ولتجنب تلوث الهواء وخفض تكلفة إنتاج سبائك الألومنيوم، تم التخلي تدريجيًا عن عملية الكلورة في صناعة الألومنيوم الحديثة واستبدالها بطريقة تنقية باستخدام غاز خامل، وهو النيتروجين.

(2) طريقة تنقية النيتروجين. تُعرف أيضًا باسم طريقة التنقية المستمرة الخالية من الدخان، حيث تُستخدم كرات الألومينا (418 مم) كوسيط ترشيح. يتم إدخال غاز النيتروجين (N₂) مباشرةً إلى سائل الألومنيوم. يتم تغذية سائل الألومنيوم بشكل مستمر إلى فرن التنقية، ويمر عبر طبقة مرشح كرات الألومينا، ويتم شطفه بالنيتروجين، بحيث تتم إزالة الشوائب غير المعدنية والهيدروجين المذاب في سائل الألومنيوم، ثم يتم تصريفه بشكل مستمر، مما يؤدي إلى توزيع فقاعات النيتروجين الدقيقة بشكل متجانس. ويعمل النيتروجين كعامل تنقية في سائل الألومنيوم المعالج. لا يسبب النيتروجين أي تلوث للغلاف الجوي، وقدرة معالجة التنقية كبيرة. يمكنه معالجة 200~600 كجم من سائل الألومنيوم في الدقيقة، كما أن كمية فقدان الألومنيوم الناتجة عن عملية التنقية منخفضة نسبيًا، ولذلك يستخدم على نطاق واسع حاليًا. لكنه لا يزيل الكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم من الألومنيوم بنفس الطريقة التي يزيلها بها الكلور.

(3) طريقة تنقية الغاز المختلط. يُستخدم خليط من الكلور والنيتروجين لتنقية سائل الألومنيوم، والذي يعمل من ناحية على إزالة الهيدروجين وفصل الأكاسيد، ومن ناحية أخرى على إزالة بعض الشوائب المعدنية (مثل المغنيسيوم) من الألومنيوم. والتركيبة المعتادة هي 90% نيتروجين + 10% كلور. وهناك أيضًا تركيبة تتكون من 10% كلور + 10% ثاني أكسيد الكربون + 80% نيتروجين. ويكون هذا الأثر أفضل، حيث إن ثاني أكسيد الكربون يساعد على انتشار الكلور والنيتروجين بشكل جيد، مما يقلل من مدة العملية.

مقالات ذات صلة:

إزالة الغازات من الألومنيوم باستخدام الكلور عملية إزالة الغازات من الألومنيوم في إندونيسيا معالجة إزالة الغازات من الألومنيوم عملية إزالة الغازات من الألومنيوم عامل تكرير سائل الألومنيوم مواد الصهر «Rusal» من شركة «Adtech China» مصنع صب الألومنيوم بالصب المستمر المزود بمرشحات إزالة الغازات من سبائك الألومنيوم أثناء الصب المستمر باستخدام غاز الأرجون معلومات حول صب المعادن - إزالة الغازات من الألومنيوم 1 المعرفة في مجال الصب - إزالة الغازات من الألومنيوم 2 المعرفة في مجال الصب — نظام تكرير الألومنيوم السائل المعرفة في مجال الصب – تأثير طرف الصب المصنوع من الألياف الخزفية على عملية الصب بالدرفلة مرشح قرصي خزفي مقاوم للحرارة قابل للصب يستخدم في علم معادن سبائك الألومنيوم المعرفة في مجال الصب – جهاز التحكم في تدفق العوامة