Gaz Giderme ve Arıtma Sistemi

12 Kasım Gaz Giderme ve Arıtma Sistemi

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

0 Likes

Gaz Giderme ve Arıtma Sistemi

Demir dışı metal dökümlerine, özellikle de alüminyum ve alüminyum alaşımlı dökümlere olan talebin hacimsel olarak artmasıyla birlikte, dökümhaneler üzerinde döküm kalitesini iyileştirme yönünde artan bir baskı bulunmaktadır. Bu durum, inşaat, mühendislik, ulaştırma gibi çoğu endüstriyel uygulama için geçerli olmakla birlikte, özellikle son birkaç yılda kullanımının hızla arttığı havacılık ve otomotiv sektörleri için geçerlidir. Ergitilen metalden safsızlıkları gidererek daha temiz ve daha kaliteli metal elde etmek amacıyla, dökümhaneler tarafından kullanılan en yaygın ve etkili temizleme yöntemlerinden biri şudur: Gaz Giderme ve Arıtma Sistemi. Alüminyum dökümlere yönelik küresel üretim hacmi ve kalite talebinin artması, sektörün giderek artan küreselleşmesi ve dökümhaneler arasındaki rekabetin yoğunlaşmasıyla birlikte, dökümhaneler küresel ölçekte fiyat açısından rekabetçi dökümler sunabilmek için mümkün olan en verimli ve maliyet etkin süreçleri uygulamak zorundadır.

Gaz Giderme ve Arıtma Sisteminin Teorik İlkeleri

Erimiş alüminyumda bulunan safsızlıklar iki ana türe ayrılır: çözünmüş hidrojen ve katı

metal olmayan kalıntılar. Metal soğudukça çözünmüş hidrojen çözeltiden ayrılır ve istenmeyen gözeneklilik oluşturur. Bu gözeneklilik, metal olmayan katı kalıntılarla birlikte mukavemeti düşürür ve alüminyumdan üretilen dökümlerin nihai özelliklerini olumsuz etkiler.

Alüminyumda su buharı ile aşağıdaki gibi bir reaksiyon meydana gelir:
2 Al + 3 H₂O = Al₂O₃ + 3 H₂

Moleküler hidrojen daha sonra erimiş metal içinde ayrışır:
3 H₂ = 6 H
Erimiş alüminyum, atmosferdeki oksijenle de etkileşime girer; bu nedenle, (a) denkleminde görülen oksidasyon reaksiyonuna ek olarak, aşağıdaki reaksiyon da gerçekleşir:
4 Al + 3 O₂ = 2 Al₂O₃

Gaz Giderme ve Arıtma Sistemi Oksidasyon Direnci
Bu reaksiyon, eritme işlemi sırasında ve ardından erimiş metalin aktarılması sürecinde erimiş metalin yüzeyinde bir oksit tabakasının oluşmasına neden olur. Oluşan oksitler erimiş malzemenin kütlesinde hapsolur ve daha sonra bitmiş döküm parçaya aktarılır. Karbürler, nitrürler veya borürler gibi diğer metalik olmayan kalıntılar ise pota malzemesi veya diğer refrakter malzemeler gibi kaynaklardan gelebilir.

Oluşan her türlü kalıntı, dökümün yapısında kusurlara yol açacak ve dolayısıyla mekanik özellikler üzerinde olumsuz bir etki yaratacaktır; ayrıca işleme zorluklarına ve takım tezgahlarında olası hasarlara neden olacaktır.

Bu nedenle, optimum kaliteye ulaşmak için döküm öncesinde erimiş metalden çözünmüş hidrojen ve metalik olmayan kalıntıları gidermek hayati önem taşımaktadır. Metali temizlemek için geliştirilen işlem, inert bir gazla akıtma işlemini içeren fiziksel bir süreçtir. Erimiş malzeme içinde çözünmüş olan hidrojen, akıtma gazının yükselen kabarcıklarına yayılır ve erimiş malzemenin yüzeyine taşınır; bu süreç iki ana adıma dayanır:
Hidrojenin difüzyon sınır tabakası yoluyla inert gaz kabarcıklarına difüzyon hızı
İnert gaz kabarcıklarındaki hidrojen konsantrasyonu

Difüzyon, gaz giderme sürecinde hızı belirleyen aşamadır; bu nedenle, optimum gaz giderme verimliliği için aşağıdaki koşulların sağlanması gerekmektedir:
Erimiş metal içinde uzun süre kalabilen küçük boyutlu inert gaz kabarcıkları. Bu durum, inert gaz kabarcığı ile erimiş metal arasında geniş bir temas yüzeyi sağlar ve dolayısıyla difüzyon tabakası açısından daha yüksek bir kütle transfer katsayısı sağlar.
Erimiş metalin tüm kesiti boyunca inert gaz kabarcıklarının tutarlı ve geniş bir dağılımı
Erimiş malzemenin, hidrojenin inert gaz kabarcığına taşınmasını hızlandıran yeterli hareketi
Atmosferle reaksiyon sonucu hidrojenin yeniden emilmesini önlemek amacıyla erimiş malzeme havuzunun yüzeyinin sakin tutulması.

Oksitler ve diğer metalik olmayan kalıntılar, esas olarak flotasyon yoluyla giderilir; zira küçük inert gaz kabarcıkları oksitlere yapışarak onları banyo yüzeyine çıkarır. Hidrojen gideriminde geçerli olan ilkeler, oksitlerin gideriminde de geçerlidir.