Процесс дегазации алюминия

18 февраля Процесс дегазации алюминия

Posted at 02:07h in Новости by AdTech 0 Comments

0 Likes

Процесс дегазации алюминия

Расплавленный алюминий обладает чрезвычайно высокой реакционной способностью, поэтому при контакте с влажным воздухом или мокрыми инструментами вода разлагается с выделением водорода в расплаве. Чрезмерное количество этого растворенного газа оказывает хорошо задокументированное пагубное влияние на механические свойства готовых алюминиевых отливок. Кроме того, любому специалисту по литью хорошо известно, что растворённый газ оказывает решающее влияние на распределение и величину пористости и усадки. Уровень растворённого водорода необходимо контролировать, чтобы свести к минимуму количество брака. Для контроля содержания газа в алюминии литейщики должны выполнить две задачи:

1. Предотвратить и свести к минимуму попадание водорода в расплав.
2. Перед розливом измерьте и удалите водород.
В этой статье речь пойдет об измерении и удалении.
Удаление газа

Дегазация расплавленного алюминия, как правило, осуществляется с помощью продувочного газа, который обычно вводится в расплав с помощью ротационной дегазационной установки. Этот процесс дегазации ограничен законами термодинамики: когда пузырьки продувочного газа попадают в расплав, они поглощают водород, поднимаясь к поверхности. В идеальном случае эти насыщенные водородом пузырьки покидают расплав и снижают уровень содержания водорода. В этом случае эффективность процесса с термодинамической точки зрения составляет 100%. Однако по мере снижения содержания газа в расплаве снижается и равновесное давление водорода в пузырьках, поэтому количество продувочного газа, необходимого для удаления оставшегося водорода, должно увеличиваться.

Коэффициент равновесного удаления газа для чистого алюминия при температуре выше 1 400 °F (760 °C). Например, коэффициент удаления газа, равный 200, означает, что для удаления одного литра водорода потребуется 200 литров инертного газа. Такая особенность ограничивает возможности литейщика по дегазации до очень низкого уровня содержания водорода. Растворимость также растёт экспоненциально с повышением температуры, то есть повышение температуры на 200 °F (111 °C) удваивает растворимость. При прочих равных условиях более высокая температура расплава алюминия увеличит время, необходимое для дегазации.

Легирующие элементы также могут влиять на растворимость водорода. Влияние легирующих элементов характеризуется изменениями коэффициента поправки на сплав; данные по некоторым распространенным литейным сплавам приведены в таблице 1. Сплавы с более высокими значениями сложнее дегазировать; так, например, дегазация алюминия 535 займет в четыре раза больше времени, чем дегазация чистого алюминия. К счастью, эти факторы можно контролировать, и в большинстве случаев без особых затруднений можно добиться необходимого содержания газа и обеспечить технологический процесс, позволяющий устранить избыточную пористость в алюминиевых отливках.

Процесс дегазации алюминия
ОНЛАЙН-УСТАНОВКА ДЕГАЗИРОВКИ обычно осуществляется в одном из трёх цехов литейного производства:

1. В переливной ковше, используемом для перекачки металла между плавильной и аккумулирующей печами.
2. В тигельных печах — как правило, непосредственно перед разливкой расплавленного алюминия.
3. В поточной системе, когда металл транспортируется в печи-накопители по желобу.

Первые два варианта являются наиболее распространенными, и дегазация в обоих случаях обычно осуществляется с помощью роторного импеллерного дегазатора (RID). На практике не все роторные дегазаторы одинаковы. Важно иметь оптимальную конструкцию рабочего колеса для образования высокоэффективных мелких пузырьков. Значительная экономия затрат может быть достигнута за счет сокращения времени обработки и снижения расхода газа. В прошлом в литейной промышленности предпочтение отдавалось простым конструкциям головок, которые дешевле в обработке, но образуют более крупные пузырьки. Такой подход приводит к ложной экономии из-за снижения эффективности.