فقدان الألومنيوم أثناء الصهر

5 مايو فقدان الألومنيوم أثناء الصهر

نحن نبذل مزيدًا من الجهد لتقليل خسائر انصهار الألومنيوم

ما الذي يحدث للألمنيوم وسبائك الألمنيوم أثناء عملية الصهر؟
تتمثل عملية صهر وصب الألومنيوم في تحويل الألومنيوم السائل إلى منتجات نهائية أو شبه نهائية من سبائك الألومنيوم أو القضبان أو أشكال أخرى، وذلك من خلال عمليات الخلط، والتحريك، والترسيب، والتكرير، وإزالة الخبث.
سيتعرض الألومنيوم وسبائك الألومنيوم لدرجات متفاوتة من الفقد بسبب الأكسدة والتكرير وتكوّن الخبث خلال عملية الصب.

ما يُعرف بـ«فقدان الألومنيوم أثناء الصهر» هو مصطلح عام يشير إلى الفقدان غير القابل للاسترداد من المعدن، والمعدن الموجود في خبث الألومنيوم، الناتج عن الأكسدة والتطاير والتفاعل مع جدران الفرن وعوامل التكرير أثناء صهر الألومنيوم وسبائكه.

أسباب فقدان الألومنيوم أثناء الصهر
تم إجراء إحصاءات في ورشة الصب بالصهر التابعة لمجموعة «تشينالكو». ومن بين هذه النتائج، يمثل رماد الألومنيوم النقي غير القابل لإعادة التدوير حوالي 90% من خسائر الصب (الأكسدة والحرق وتكوين الخبث)، بينما تمثل العوامل الأخرى حوالي 10%.
ووفقًا للعوامل الأخرى التي تشكل 10%، فإن التحليل الإحصائي الإضافي للبيانات يُرجع أساسًا إلى احتراق الألومنيوم السائب والألومنيوم الرديء في الفرن الثانوي، ومحتوى الألومنيوم في رماد الألومنيوم (المادة الخام الرئيسية في إنتاج الألومنيوم من رماد الألومنيوم).
وبالتالي، فإن الأسباب الرئيسية الداخلية لخسائر الصب هي الاحتراق التأكسدي، والاحتراق الثانوي — مثل الألومنيوم الرديء — ومحتوى الألومنيوم في رماد الألومنيوم.

عوامل فقدان الألومنيوم أثناء الصهر
درجة حرارة الألومنيوم السائل
قوة التلامس بين سائل الألومنيوم والأكسجين
محتوى الألومنيوم في خبث الألومنيوم
سائل الألومنيوم الذي يخرج من الخبث
ما هي كمية الألمنيوم المعيب والألمنيوم الكبير الحجم؟
خسائر أخرى.

طرق الحد من الفاقد الناتج عن الذوبان
1. التحكم في درجة حرارة الألومنيوم السائل
تبلغ درجة انصهار الألومنيوم 660 درجة مئوية، وبشكل عام، يتم ضبط درجة حرارة صب الألومنيوم الأولي عند حوالي 730 درجة مئوية أو أقل من ذلك.
تتميز سبائك الألومنيوم بقدرة أفضل على الانسياب، كما أن درجة حرارة الصب فيها أقل من تلك الخاصة بالألومنيوم الأصلي، حيث تتراوح بين 710 و730 درجة مئوية تقريبًا.
بالنسبة لمحطات الصهر التي تستخدم الألومنيوم السائل مباشرةً في الخلية الإلكتروليتية، عندما يدخل الألومنيوم السائل ذو درجة الحرارة العالية إلى فرن الخلط، يجب تزويده بمواد باردة في الوقت المناسب، أي إضافة الألومنيوم المعيب وخبث الألومنيوم إلى فرن الخلط والاحتجاز.
يُضاف جزء من السبيكة الوسيطة (السيليكون الصناعي) إلى الفرن مسبقًا لتشكيل حالة صهر تحت الضغط، الأمر الذي لا يؤدي فقط إلى زيادة العائد الفعلي، بل يقلل أيضًا من درجة الحرارة.
يجب أن يكون سطح المادة الباردة التي تُضاف في نفس الوقت نظيفًا وخاليًا من بقع الزيت، وإلا فقد تحترق وتطلق حرارةً مما يؤدي إلى تسريع عملية الاحتراق.
باختصار، يتم خفض درجة حرارة الألومنيوم المنصهر بشكل فعال إلى درجة حرارة الصب المقابلة، مما يساهم في تقليل التأثير الكبير لدرجة الحرارة على خسارة الصب.

2. تقليل قوة التلامس بين الألومنيوم السائل والهواء.

كلما زادت قوة التلامس بين الألومنيوم السائل والأكسجين، زادت خطورة الفاقد الناتج عن الاحتراق التأكسدي، وزاد الفاقد في عملية الصب.
تقليل مدة التلامس بين الألومنيوم السائل والأكسجين
2.1 شريطة تلبية احتياجات الإنتاج، يتم تحويل الألومنيوم السائل الموجود في الفرن إلى منتجات نهائية في أسرع وقت ممكن. ومن الأفضل إنتاج الكميات المطلوبة خلال نوبة العمل، وتجنب بقاء الألومنيوم السائل في الفرن لفترة طويلة جدًا.
2.2 التوزيع المعقول لمعدات الصب، وتقليل طول قناة تصريف من الألومنيوم بقدر الإمكان لتقليل مدة تعرض الألومنيوم السائل للهواء
وفي الوقت نفسه، يمكن تغطية الجزء العلوي من خزان التدفق بلوح عازل من سيليكات الألومنيوم، والذي لا يوفر فقط تأثيرًا معينًا للعزل الحراري، بل يقلل أيضًا من نسبة الأكسجين في خزان التدفق.
باختصار، وذلك لمنع بقاء سائل الألومنيوم في فرن الخلط لفترة طويلة لأسباب مختلفة، بهدف تقليل مدة تلامس سائل الألومنيوم مع الأكسجين، وبالتالي تقليل خسائر الصب.

3. التحكم في طريقة تقليب الألومنيوم السائل
سواء كان التقليب يدويًّا باستخدام مجرفة كبيرة أو ميكانيكيًّا مع ترك باب الفرن مفتوحًا، فإن ذلك لن يؤدي فقط إلى تقلبات هائلة في مستوى السائل وزيادة مساحة التلامس مع الأكسجين، بل سيؤدي أيضًا إلى زيادة نسبة الأكسجين داخل الفرن، مما سيؤدي حتمًا إلى تسريع التفاعل الكيميائي المذكور أعلاه وزيادة الاحتراق.
يمكن إجراء التحريك الكهرومغناطيسي في حالة الإغلاق، كما أن تقلب مستوى السائل ضئيل جدًّا، مما يتيح تجنب العيوب المرتبطة بذلك بشكل فعال. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يقلل أيضًا من دخول الرطوبة الموجودة في الهواء إلى الفرن، ويقلل من احتمالية امتصاص الألومنيوم السائل للهيدروجين.

4. التحكم في ارتفاع الفقاعات المتصاعدة أثناء تكرير الألومنيوم السائل
تتمثل الطريقة العامة للتكرير في رشّ مذيب التكرير في الفرن، ثم يتم تقليبها وتكريرها.
ومع ذلك، فإن إنتاج بعض السبائك يتطلب عملية تنقية بالنفخ بالنيتروجين (تستغرق عملية التنقية وقتًا أطول، يصل إلى حوالي 30 دقيقة)، ويجب أن يكون هناك ارتفاع معين للنفخ، يكون أفقيًّا بالنسبة للجانب وعموديًّا بالنسبة للرأس، مما يؤدي إلى تقلبات هائلة في الألومنيوم السائل.
لذلك، من الأفضل ضبط ضغط النيتروجين والتحكم في ارتفاع الفقاعات بحيث يتراوح بين 10 و15 ملم.

مقالات ذات صلة:

تقليل خسائر الصب في مصانع صب الألومنيوم علم المعادن: الألومنيوم الألومنيوم السائل عملية صهر الألومنيوم التحكم في درجة الحرارة أثناء صهر سبائك الألومنيوم مذيب لصهر علب الألومنيوم كيفية تقليل خبث الألومنيوم المنصهر ما هي درجة انصهار الألومنيوم؟ مغذي مادة التذويب في عملية صهر الألومنيوم محطة تكرير الألومنيوم المنصهر أحواض غسيل لأفران صهر الألومنيوم صهر الألومنيوم باستخدام تقنية «فلوكس» مادة الصهر المستخدمة في صهر الألومنيوم مخروط التثبيت لسبائك الألومنيوم