تكرير الألومنيوم المنصهر باستخدام عامل إزالة الغازات من الألومنيوم

تكرير الألومنيوم المنصهر

يشير مصطلح «تكرير الألومنيوم المنصهر» إلى إزالة الغازات والشوائب الموجودة في سبائك الألومنيوم. ونظرًا لأن عمليتي صهر سبائك الألومنيوم وتكريرها غالبًا ما تتمان معًا، فإن هاتين العمليتين تُسميان «التكرير» في الممارسة العملية للإنتاج. وبما أن الغاز الموجود في سبائك الألومنيوم هو الهيدروجين بشكل أساسي، فإن عملية إزالة الغازات تعني بشكل أساسي إزالة الهيدروجين.

في الوقت الحالي، تتمثل الطريقة الرئيسية لتكرير الألومنيوم المنصهر في إنتاج كمية كبيرة من الغاز عن طريق عامل تكرير في سبائك الألومنيوم. قد يكون جسم الفقاعة ناتجًا عن تفاعل كيميائي داخلي في سائل الألومنيوم، أو قد يتم إضافة جزء من عامل إزالة الغازات المكرر مباشرةً باستخدام مبدأ الضغط الجزئي لإذابة الهيدروجين في الألومنيوم، حيث تنتشر جزيئات الهيدروجين باتجاه الفقاعة. في هذه المرحلة، يكون الضغط الجزئي للفقاعة صفرًا، وتكون كثافتها النوعية أقل. وعندما ترتفع الفقاعة إلى سطح الألومنيوم المنصهر، تنفجر الفقاعة ويتسرب الهيدروجين إلى الغلاف الجوي، مما يحقق في النهاية الغرض من إزالة الهيدروجين. ومبدأ إزالة الخبث هو نفسه مبدأ إزالة الغازات، حيث “تعد إزالة الخبث أساسًا لإزالة الغازات”.

على الرغم من أن كثافة الألومينا الصلبة تشبه كثافة الألومنيوم المنصهر، إلا أنها تستغرق وقتًا طويلاً بما يكفي للوصول إلى قاع البوت بعد دخولها إلى الألومنيوم المنصهر. ومع ذلك، فإن طبقة الأكسيد التي تتشكل بعد أكسدة ماء الألومنيوم لا تحتوي سوى على عدد كبير من المسام ذات الأقطار الكبيرة التي تتلامس بشكل كثيف مع ماء الألومنيوم. مساحة السطح كبيرة، ويميل الامتصاص إلى الطفو صعودًا. لذلك، فإن فرق الكثافة النوعية بين طبقة الأكسيد هذه ومحلول الألومنيوم صغير. وعند خلطها مع المادة المنصهرة، تكون سرعة الطفو والغرق بطيئة جدًّا، ويصعب إزالتها من محلول الألومنيوم، مما يؤدي إلى تكوين مسام وشوائب في قطعة الصب. لذلك، فإن مفتاح نقل ماء الألومنيوم هو تقليل الخلط إلى أدنى حد وتقليل التلامس بين ماء الألومنيوم والهواء.

الطريقة الأكثر شيوعًا للتخلص من الثقوب الدقيقة في مصبوبات سبائك الألومنيوم هي طريقة تنقية الألومنيوم المنصهر باستخدام مادة التذويب. أكثر أنواع الفلوكس استخدامًا هو إزالة الغازات باستخدام أملاح الكلوريد والكلوريدات أثناء عملية الصهر. عند استخدام أملاح الكلوريد وعوامل إزالة الغازات الكلوريدية لإزالة الغازات، استخدم جرة زجاجية لضغط عامل إزالة الغازات في قاع البوتة لمسافة 100m وتحريكها بسرعة ثابتة. ولمنع تناثر سائل الألومنيوم بكميات كبيرة، يمكن إضافة عامل إزالة الغازات على دفعات، وبعد اكتمال عملية إزالة الغازات وتكوين الخبث، يُترك المزيج ليرتاح لفترة محددة. وبالنسبة لمواد التذويب المعدنية الأخرى، تكون عملية التكرير هي نفسها.