Знания по литью — Процесс литья алюминиевых слитков

09 октября Знания по литью — Процесс литья алюминиевых слитков

Posted at 03:01h in Новости by AdTech 0 Comments

0 Likes

Знания по литью — Процесс литья алюминиевых слитков

Технологический процесс литья алюминиевых слитков выглядит следующим образом:

Алюминиевая расплав, извлеченный из электролитической ячейки, содержит различные примеси, поэтому перед литьем его необходимо очистить. В промышленности в основном применяются такие методы очистки, как отстаивание, очистка флюсом и газоочистка, а также некоторые методы, основанные на направленном затвердевании и фильтрации.

1. Очистка флюса
Флюкс Очистка заключается в использовании флюса, добавляемого в расплав алюминия, для образования большого количества мелких капель, благодаря чему оксиды в расплаве алюминия смачиваются каплями, адсорбируются и растворяются, а образующиеся новые капли поднимаются на поверхность, и после охлаждения пенный слой удаляется.

Флюс для очистки состоит из соли с низкой температурой плавления, небольшой плотностью, низким поверхностным натяжением, высокой активностью и высокой адсорбционной способностью в отношении окисленного шлака. Например, современный высококачественный рафинирующий агент AdTech представляет собой мелкодисперсные частицы в виде белого (слегка сероватого) порошка; его основными компонентами являются соли хлора и фтора, а также другие соединения; после надлежащей термической обработки и просеивания размер частиц становится однородным, что способствует равномерному распределению агента в ванне под действием газа-носителя (N₂ или Ar) в нижнем слое расплавленного алюминия; благодаря физико-химическим изменениям в расплаве образуются многочисленные мелкие пузырьки, которые полностью отделяют [H] и другие вредные газы, содержащиеся в расплаве; в то же время некоторые вещества, содержащиеся в рафинирующем агенте AdTech, способны сильно адсорбировать, плавить и растворять оксиды и взвешенные частицы в расплаве, а вместе с пузырьками выносить их на поверхность расплавленного алюминия для дегазации. Цель рафинирования и очистки шлака.

2. Очистка газа
Очистка газа является одним из основных процессов очистки первичного алюминия. В качестве газа используется смесь хлора, азота или хлора и азота.

(1) Очистка хлором. Ранее в качестве очищающего агента использовался реакционноспособный газообразный хлор (метод хлорирования). При применении метода хлорирования при введении газообразного хлора в расплав алюминия образуется большое количество аномально мелких пузырьков AlCl₃, которые достаточно тщательно перемешиваются с расплавом алюминия. Водород, растворённый в расплаве алюминия, а также некоторые механические включения адсорбируются на пузырьках AlCl₃ и удаляются по мере подъёма пузырьков AlCl₃ к поверхности расплава алюминия. Хлор также способен хлорировать некоторые элементы, имеющие более отрицательный заряд, чем алюминий, такие как кальций, натрий, магний и т. д., которые отделяются под действием хлора с образованием соответствующих хлоридов. Таким образом, метод хлорирования является весьма эффективным способом первичной очистки алюминия. Расход газообразного хлора составляет 500–700 г на тонну алюминия. Однако, поскольку кислород токсичен и относительно дорог, а также с целью предотвращения загрязнения атмосферы и снижения затрат на производство алюминиевых слитков, в современной алюминиевой промышленности процесс хлорирования постепенно заменяется методом очистки с использованием инертного газа — азота.

(2) Метод очистки азотом. Также известен как метод бесдымной непрерывной очистки; в качестве фильтрующего материала используются шарики из оксида алюминия (418 мм). Азот (N₂) вводится непосредственно в расплав алюминия. Расплав алюминия непрерывно подается в очистную печь, проходит через слой фильтрующих шариков из оксида алюминия и промывается азотом, что позволяет удалить неметаллические включения и растворённый водород из расплава алюминия, после чего расплав непрерывно выводится, что обеспечивает равномерное распределение мелких пузырьков азота. Азот действует как очищающий агент в обрабатываемом расплаве алюминия. Азот не загрязняет атмосферу, а производительность очистки высока. С его помощью можно обрабатывать 200–600 кг расплавленного алюминия в минуту, при этом потери алюминия, вызванные процессом очистки, относительно невелики, поэтому данный метод в настоящее время широко применяется. Однако он не удаляет из алюминия кальций, натрий и магний так же эффективно, как хлор.

(3) Метод очистки смешанным газом. Для очистки расплавленного алюминия используется смесь хлора и азота, которая, с одной стороны, удаляет водород и отделяет оксиды, а с другой — удаляет из алюминия определенные металлические примеси (такие как магний). Обычный состав составляет 90% азота + 10% хлора. Также применяется смесь 10% хлора + 10% углекислого газа + 80% азота. Эффективность этого метода выше: углекислый газ способствует лучшей диффузии хлора и азота, что позволяет сократить время обработки.