تشمل طرق صهر الألومنيوم المستخدمة في صناعة السبك طرق الصهر على طريقة «باخ»، والصهر شبه «باخ»، والصهر شبه المستمر، والصهر المستمر.
طريقة الصهر الدفعي
طريقة الصهر الدفعي هي عملية صهر تتم في مرحلة واحدة. بعد تحميل دفعة واحدة في الفرن، يتم صهرها، وإزالة الخبث، وتعديل التركيب الكيميائي، ثم تكرير التدفق يتم إجراء المعالجة، ويتم تفريغ الفرن بعد وصول درجة الحرارة إلى المستوى المناسب. وبعد تفريغ الحمولة دفعة واحدة، لا يُسمح بوجود أي حمولة زائدة، ثم يتم تحميل الحمولة التالية.
تُعد طريقة الصهر على الدفعات هذه مناسبة لإنتاج منتجات سبائك الألومنيوم، كما أنها تضمن توحيد ودقة التركيب الكيميائي للسبائك.
طريقة الصهر شبه الدفعي
يكمن الفرق بين طريقة الصهر شبه الدفعي وطريقة الصهر الدفعي في أن الحمولة لا تُفرغ بالكامل عند تفريغ الفرن، بل يُترك ما بين خمس وربع المادة السائلة، والتي تُضاف بعد ذلك إلى حمولة الفرن التالي من أجل الصهر.
وتتمثل ميزة طريقة الصهر شبه الدفعي هذه في أن الحمولة المعدنية المضافة إلى الفرن تُغمر في المادة السائلة، مما يؤدي إلى تسريع عملية الصهر وتقليل الخسارة الناتجة عن الحريق. يمكن ترك الشوائب التي تغرق في الفرن داخل الفرن دون أن تختلط بالمواد المنصهرة، مما يقلل من الشوائب غير المعدنية في السبيكة. وفي الوقت نفسه، لا تتقلب درجة الحرارة داخل الفرن بشكل كبير، وهو ما يمكن أن يطيل عمر الفرن ويساعد على تحسين أدائه. ومع ذلك، فإن عيب هذه الطريقة هو وجود مواد متبقية دائمًا في الفرن، وبقاء هذه المواد المتبقية في الفرن لفترة طويلة جدًّا، مما يؤدي بسهولة إلى تكوين حبيبات خشنة ويؤثر على جودة السبيكة. يُعد الصهر شبه الدفعي مناسبًا لإنتاج السبائك الرئيسية والألومنيوم النقي ذات متطلبات الجودة المنخفضة والميل الضئيل للتشقق.
طريقة الصهر شبه المستمر
تشبه طريقة الصهر شبه المستمر طريقة الصهر شبه الدفعي. ففي كل مرة يتم فيها إنتاج ثلث الكمية، يمكن إضافة الدفعة التالية من المواد المنصهرة. ويكمن الاختلاف عن طريقة الصهر شبه الدفعي في أن معظم المادة السائلة المتبقية في الفرن لا يتم تفريغها من الفرن بكميات كبيرة في كل مرة. ويمكن خلط جميع المواد المضافة حديثًا مع المادة المنصهرة، بحيث يكون كل عملية تفريغ وإضافة للمواد متصلة ببعضها البعض.
تُعد طريقة الصهر شبه المستمر هذه مناسبة لصهر المخلفات في فرن مزدوج القاع. ونظرًا لأن الحمولة تُغمر في السائل، فإنه لا يقتصر الأمر على تقليل الفقد الناتج عن الاحتراق فحسب، بل يمكن أيضًا تسريع عملية الصهر.
طريقة الصهر المستمر
تتميز طريقة الصهر المستمر بالتغذية المستمرة والتفريغ المتقطع من الفرن. وتتميز هذه الطريقة بمرونة محدودة، ولا تُستخدم إلا لصهر الألومنيوم النقي. أما بالنسبة لصهر سبائك الألومنيوم، فيجب أن يكون وقت بقاء المادة المنصهرة في الفرن قصيرًا قدر الإمكان. ونظرًا لتمديد مدة بقاء المادة المنصهرة، خاصة عند درجات حرارة الصهر المرتفعة، فإن عددًا كبيرًا من نوى البلورات غير التلقائية سوف تتشكل من جديد، مما يؤدي إلى ظهور حبيبات خشنة في السبائك، وزيادة امتصاص المعدن، وهو ما سيؤدي بدوره إلى زيادة الشوائب غير المعدنية ومحتوى الغاز في المادة المنصهرة. تُضاف كمية كبيرة من المواد الصلبة إلى السائل الموجود في الجزء العلوي، مما يؤدي إلى تلوث المعدن بشكل خطير، وهو أمر غير مرغوب فيه في صهر سبائك الألومنيوم.
ولذلك، تُعد طريقة الصهر الدفعي الطريقة الأنسب لإنتاج سبائك الألومنيوم.