تكنولوجيا التنقية

مع التوسع المستمر في استخدام مواد سبائك الألومنيوم في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني، تزداد المتطلبات المفروضة على الجودة الداخلية لهذه المواد. خلال عملية الإنتاج، من الضروري التحكم بشكل صارم في التركيب الكيميائي لسبائك الألومنيوم والعيوب مثل الانكماش، والمسامية، وتضمين الخبث في السبائك، لأن الجودة الجوهرية للمنتجات المعالجة تتأثر بجودة السبائك، وتعتمد الجودة الداخلية للسبائك إلى حد كبير على جودة المادة المنصهرة. لذلك، فإن تقنية تنقية ذوبان سبائك الألومنيوم تكتسب أهمية بالغة. وبناءً على المعدات المتوفرة وظروف العملية الحالية، سنناقش طريقة التحكم في محتوى الهيدروجين في ذوبان الألومنيوم، وتخفيض هذا المحتوى، بهدف الحصول على سبائك عالية الجودة.

تقنية تنقية الألومنيوم

يتكون الغاز الموجود في الألومنيوم المنصهر بشكل أساسي من الهيدروجين (تتراوح نسبته الحجمية بين 60% و90% تقريبًا)، يليه النيتروجين، والأكسجين، وأول أكسيد الكربون، وما إلى ذلك. تشمل تقنيات تنقية الألومنيوم المنصهر، التي تهدف بشكل أساسي إلى إزالة الهيدروجين، طريقة التعويم بالفقاعات، وطريقة المعالجة بالفراغ، وطريقة المعالجة بالموجات فوق الصوتية، وطريقة إزالة الهيدروجين باستخدام العناصر الأرضية النادرة، وما إلى ذلك. وتستخدم طريقة التعويم بالفقاعات على نطاق واسع بسبب بساطتها وكفاءتها العالية. عملية إزالة الهيدروجين عن طريق التعويم بالفقاعات من الألومنيوم المنصهر: تنتقل ذرات الهيدروجين المذابة في سائل الألومنيوم إلى محيط فقاعات عامل التنقية (الأرجون أو النيتروجين، وما إلى ذلك)، ويتم امتصاصها حول الفقاعات، وتشكل جزيئات الهيدروجين داخل الفقاعات. وأخيرًا، يخرج الألومنيوم المنصهر مع صعود الفقاعات إلى الأعلى.

المعدات الرئيسية: فرن الصهر، جهاز التحريك الكهرومغناطيسي، جهاز إزالة الغازات أثناء التشغيل، جهاز الترشيح أثناء التشغيل،, نظام القنوات. يتم صهر وتكرير الألمنيوم الأولي الكهربائي والمواد الأخرى في فرن صهر للحصول على مادة ألمنيوم مصهورة مطابقة للمواصفات من حيث درجة الحرارة والتركيب، ثم تُترك راكدة لتخضع للمعالجة. وتخضع المادة المصهورة الراكدة لمزيد من التنقية ثم تُصب بعد إزالة الغازات والترشيح أثناء العملية عبر قنوات الصب.

تبلغ قابلية ذوبان الألومنيوم عند تسخينه إلى 300 درجة مئوية في الهواء 0.001 مل/(100 غ·ألومنيوم) فقط، كما أن الألومنيوم الصلب لا يمتص الهيدروجين عمليًّا. وعندما يدخل الألومنيوم المنصهر إلى نظام الصب، لا يتغير محتوى الهيدروجين عمليًّا. بالإضافة إلى المواد الخام، فإن مصدر الهيدروجين في المعدن المنصهر هو بشكل أساسي امتصاص الهيدروجين أثناء عملية الصهر والصب. والغرض من استخدام نظام المراقبة أثناء العملية معدات إزالة الغازات وهو زيادة تنقية الألومنيوم المنصهر خارج الفرن، وإزالة الغازات والخبث من الألومنيوم المنصهر بشكل أفضل.