Установка для поточной дегазации алюминия

28 февраля Установка для поточной дегазации алюминия

Posted at 04:12h in Новости by AdTech 0 Comments

0 Likes

Установка для поточной 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.

На рис. 1 показан равновесный коэффициент 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.

Установка для поточной дегазации алюминия

Практические методы дегазации
Дегазация обычно осуществляется в одном из трёх участков литейного цеха:

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.

Установка для поточной дегазации алюминия

Настройка параметров процесса
Как только агрегат RID будет полностью опущен в расплавленный металл с установленным валом, можно приступать к дегазации. Оптимальное расположение вала — с небольшим смещением от центральной линии тигля или ковша, что позволяет избежать образования вихрей при его круговом вращении в расплавленном металле. Обычно достаточно смещения на 2–4 дюйма от центральной линии. Также рекомендуется использовать отбойную пластину, поскольку она противодействует циркуляционному движению металла и снижает образование вихрей.

После установки датчика RID в нужное положение необходимо включить агрегат и установить скорость вращения вала на 300 об/мин. Также должен быть включен поток инертного газа, после чего операторы должны отрегулировать расход газа и скорость вращения вала. Расход газа следует увеличивать до тех пор, пока не станут видны пузырьки газа, всплывающие на поверхность жидкого металла. По мере увеличения расхода газа размер пузырьков должен увеличиваться.

Желаемый результат — хорошее распределение мелких пузырьков при сохранении относительно спокойной поверхности. Как только будет найдено оптимальное сочетание расхода и скорости вращения вала, запишите эти параметры для использования в будущем. Также запишите общее время дегазации, которое обычно составляет от четырёх до восьми минут, за исключением случаев, когда температура очень высокая или требуемое количество газа невелико.

Установка для поточной дегазации алюминия

Измерение расхода газа
Существует два основных метода анализа газа: методы отбора проб и методы анализа на месте. Методы отбора проб можно далее разделить на две группы. В первой группе жидкая проба