Sistem Penghilangan Gas dan Pemurnian

12 November Sistem Penghilangan Gas dan Pemurnian

Posted at 05:48h in Berita by AdTech 0 Comments

0 Likes

Sistem Penghilangan Gas dan Pemurnian

Seiring meningkatnya volume permintaan terhadap coran logam non-besi, terutama coran aluminium dan paduan aluminium, terdapat pula tekanan yang semakin besar bagi pabrik pengecoran untuk meningkatkan kualitas coran. Hal ini sejalan dengan spesifikasi teknis yang semakin ketat untuk sebagian besar aplikasi industri, termasuk sektor konstruksi, teknik, transportasi, khususnya sektor dirgantara dan otomotif, di mana penggunaannya telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir. Untuk menghilangkan kotoran dari cairan logam guna menghasilkan logam yang lebih bersih dan berkualitas lebih baik, salah satu metode pembersihan yang paling umum dan efektif yang digunakan oleh pabrik pengecoran adalah Sistem Penghilangan Gas dan Pemurnian. Seiring dengan meningkatnya volume produksi global dan tuntutan kualitas terhadap coran aluminium, semakin meluasnya globalisasi industri ini, serta semakin ketatnya persaingan di antara pabrik pengecoran, pabrik-pabrik pengecoran harus menerapkan proses yang seefisien dan seefektif mungkin dari segi biaya agar dapat menawarkan coran dengan harga yang kompetitif di skala global.

Prinsip-Prinsip Teoretis Sistem Penghilangan Gas dan Pemurnian

Pengotor yang terdapat dalam aluminium cair terbagi menjadi dua jenis utama: hidrogen terlarut dan padatan

inklusi non-logam. Hidrogen terlarut keluar dari larutan saat logam mendingin dan membentuk porositas yang tidak diinginkan. Porositas ini, bersama dengan inklusi padat non-logam, menurunkan kekuatan dan berdampak negatif terhadap sifat akhir coran yang dihasilkan dari aluminium.

Pada aluminium terjadi reaksi dengan uap air sebagai berikut:
2 Al + 3 H₂O = Al₂O₃ + 3 H₂

Hidrogen molekuler kemudian terdisosiasi dalam logam cair:
3 H₂ = 6 H
Aluminium cair juga berinteraksi dengan oksigen di atmosfer; oleh karena itu, selain reaksi oksidasi yang terlihat pada persamaan (a), reaksi berikut ini juga terjadi:
4 Al + 3 O₂ = 2 Al₂O₃

Sistem Penghilangan Gas dan Pemurnian: Ketahanan terhadap Oksidasi
Reaksi ini mengakibatkan pembentukan lapisan oksida pada permukaan logam cair selama proses peleburan dan setiap pemindahan logam cair yang terjadi setelahnya. Oksida yang dihasilkan terperangkap di dalam massa bahan cair tersebut, dan kemudian berpindah ke komponen cor yang telah jadi. Inklusi non-logam lainnya seperti karbida, nitrida, atau borida dapat berasal dari sumber-sumber seperti bahan wadah peleburan atau bahan tahan api lainnya.

Setiap inklusi yang terbentuk akan menyebabkan cacat pada struktur coran dan karenanya akan berdampak buruk terhadap sifat-sifat mekanisnya; selain itu, hal tersebut juga akan menimbulkan kesulitan dalam proses pemesinan serta berpotensi menyebabkan kerusakan pada peralatan mesin.

Oleh karena itu, sangat penting untuk menghilangkan hidrogen terlarut dan inklusi non-logam dari logam cair sebelum proses pengecoran guna mencapai kualitas optimal. Perlakuan yang telah dikembangkan untuk membersihkan logam ini merupakan proses fisik yang melibatkan pengaliran gas inert. Hidrogen yang terlarut dalam logam cair akan berdifusi ke dalam gelembung-gelembung gas pengaliran yang naik dan dibawa ke permukaan logam cair; proses ini bergantung pada dua langkah utama:
Kecepatan difusi hidrogen melalui lapisan batas difusi ke dalam gelembung gas inert
Konsentrasi hidrogen dalam gelembung gas inert

Difusi merupakan tahap yang menentukan laju dalam proses penghilangan gas; oleh karena itu, persyaratan berikut ini diperlukan untuk mencapai efisiensi penghilangan gas yang optimal:
Ukuran gelembung gas inert yang kecil dengan waktu tinggal yang lama di dalam logam cair. Hal ini memastikan luas permukaan kontak yang besar antara gelembung gas inert dan logam cair, sehingga menghasilkan koefisien transfer massa yang lebih tinggi terkait dengan lapisan difusi
Penyebaran gelembung gas inert yang merata dan konsisten di seluruh penampang logam cair
Gerakan yang memadai dari bahan cair yang mempercepat pengangkutan hidrogen ke gelembung gas inert
Permukaan yang tenang pada kolam bahan cair guna mencegah penyerapan hidrogen baru akibat reaksi dengan atmosfer.

Oksida dan inklusi non-logam lainnya sebagian besar dihilangkan melalui proses flotasi, karena gelembung-gelembung gas inert berukuran kecil menempel pada oksida dan mengangkatnya ke permukaan larutan. Prinsip-prinsip yang berlaku untuk penghilangan hidrogen juga berlaku untuk penghilangan oksida.