القائمة إغلاق

عملية تكرير الألومنيوم

عملية تكرير الألومنيوم

تتضمن عملية تكرير الألومنيوم جانبين: إزالة الهيدروجين داخل الفرن، وإزالة الغازات أثناء الإنتاج خارج الفرن. بالنسبة لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم (Al-Mg) AA5182 ذات الحجم الكبير، تتم إزالة الهيدروجين داخل الفرن بشكل أساسي باستخدام المذيبات، بينما تعتمد إزالة الهيدروجين خارج الفرن بشكل أساسي على نظام إزالة الغازات أثناء التشغيل. من خلال دوران الدوار الجرافيتي، يدخل الغاز الخامل إلى سائل الألومنيوم عبر الدوار الجرافيتي، ويؤدي دوران الألومنيوم المنصهر إلى تقليب الفقاعات وتفتيتها لتحسين كفاءة إزالة الهيدروجين.

تتضمن طريقة تكرير الألومنيوم في الفرن إضافة تدفق التكرير إلى سطح الألومنيوم المنصهر في فرن الاحتفاظ، وتزويد الألومنيوم المنصهر بالغاز الخامل. يتألف التركيب الكيميائي لعامل التكرير بشكل أساسي من: كلوريد الصوديوم (NaCl)، فلوريد الصوديوم (NaF)، كلوريد البوتاسيوم (KCl)، فلوريد البوتاسيوم (KF)، فلوريد الألومنيوم (AlF₃)، وغيرها. عند إجراء عملية التكرير داخل الفرن في فرن الاحتفاظ، يمكن أيضًا استخدام مسدس رش الغاز لإدخال الغاز الخامل إلى الألومنيوم المنصهر لأغراض التكرير، ولكن يجب فتح باب فرن الاحتفاظ أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى فقدان الحرارة إلى خارج الفرن. يصعب على المشغلين العمل في ظروف درجات الحرارة المرتفعة، كما يصعب إجراء عملية التكرير لفترة طويلة.

عملية تكرير الألومنيوم

يعتمد تكرير الألومنيوم عبر الخط خارج الفرن بشكل أساسي على طريقة الحقن الدوار بالغاز الخامل. والغاز الخامل المستخدم هو بشكل أساسي الأرجون (Ar). وعلى الرغم من أن النيتروجين (N₂) يمكن أن يكون له أيضًا تأثير معين في عملية التكرير، إلا أن تفاعله مع سائل الألومنيوم عالي الحرارة يؤدي إلى تكوين النتريدات، مما يؤدي إلى تدمير طبقة أكسيد الألومنيوم الموجودة على سطح السائل، وبالتالي يقلل من فعالية إزالة الهيدروجين. ويصبح التفاعل الكيميائي أكثر وضوحًا بشكل خاص عندما تصل درجة حرارة الألومنيوم المنصهر إلى 780C أو أكثر. ولذلك، بالنسبة لسبائك A-Mg، فإن الغاز الخامل المستخدم لإزالة الهيدروجين هو الأرجون بشكل أساسي.

باستخدام نظام إزالة الغازات عبر الإنترنت, ، يتم تدوير الدوار الجرافيتي ورشه بغاز خامل لإدخال غاز الأرجون إلى داخله، ثم يُغمر الدوار الجرافيتي في سائل الألومنيوم، حيث يدور الدوار الجرافيتي مع القيام بتقليب وسحق فقاعات الأرجون المرشوشة. أثناء عملية طفو الفقاعات، يتم امتصاص الهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر داخل الفقاعات بسبب فرق الضغط الجزئي للهيدروجين داخل الفقاعات وخارجها، ويتم إزالته مع طفو الفقاعات إلى سطح الألومنيوم المنصهر. بالنسبة للفلزات القلوية الموجودة في سائل الألومنيوم، ومن أجل إزالة هذه الفلزات في الوقت نفسه، يتم خلط نسبة معينة من كلوريد الألومنيوم (Cl₂) وغاز الأرجون (Ar) معًا وتمريرهما إلى سائل الألومنيوم. عند صب سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم (Al-Mg) AA5182 على نطاق واسع، يصل معدل تدفق سائل الألومنيوم إلى 40 طن/ساعة. لذلك، تستخدم هذه الورقة جهازًا لإزالة الهيدروجين مزودًا بثلاثة دوارات لتحسين كفاءة إزالة الهيدروجين ومعدل تدفق الألومنيوم المنصهر.

عملية تكرير الألومنيوم

من أجل تحسين فعالية عملية تنقية الألومنيوم وإزالة الغازات منه، فإن عملية المعالجة أثناء التشغيل وحدة إزالة الغازات وقد تم تحسينه في جانبين: الأول هو تمديد مسار تدفق الغاز ومدة تدفقه داخل الدوار الجرافيتي لتحسين تأثير التسخين المسبق للغاز الخامل Ar داخل الدوار الجرافيتي. والثاني هو أنه خلال عملية تصميم خزان التكرير، تم تصميم الجدار الداخلي للخزان بزاوية ميل أكبر. ومع ارتفاع مستوى سائل الألومنيوم في خزان التكرير، تزداد مساحة المقطع العرضي لخزان التكرير تبعًا لذلك، بحيث يمكنه التفاعل مع فقاعات الغاز الخامل. وتتوافق درجة التمدد بينهما لمنع اندماج الفقاعات معًا وتحسين تأثير إزالة الهيدروجين.

في عملية تكرير الألومنيوم على نطاق واسع باستخدام سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم AA5182، سواء كانت عملية إزالة الهيدروجين داخل الفرن أو خارجه، يتم استخدام الغاز الخامل N₂ أو Ar. وفي الوقت نفسه، من أجل إزالة الصوديوم (Na) من سائل الألومنيوم، يلزم استخدام كمية صغيرة من الكلور (Cl₂) لتحقيق تأثير التكرير. لأن عملية تكرير C2 تتضمن كلاً من التكرير الفيزيائي والتكرير الكيميائي، يمكن لـ Cl₂ تجفيف الشوائب الموجودة في سائل الألومنيوم، وبذلك يتم فصل الشوائب عن سائل الألومنيوم بسهولة، مما يساعد على إزالة الشوائب لاحقًا. ويُعد تأثير التكرير هو الأفضل. ومع ذلك، نظرًا لأن Cl₂ شديد السمية، وضار بصحة الإنسان، ويؤدي إلى تدهور البيئة الإيكولوجية، وله تأثير تآكلي قوي على معدات التكرير والأدوات وورش العمل والمعدات الأخرى، لذلك لم يعد من الضروري الآن استخدام كلوريد الهلينيوم النقي لتكرير سائل الألومنيوم، بل يتم استخدام نسبة معينة من غازات التكرير المخلوطة بالكلوريد، مثل الأرجون أو غيره، لتحسين فعالية إزالة الهيدروجين.