يُستخدم جهاز إزالة النيتروجين من الألومنيوم للتحكم في محتوى الهيدروجين والمعادن القلوية والشوائب في ذوبان الألومنيوم قبل الصب.
خلال العقدين الماضيين، شهدت آلات إزالة الغازات بالألمنيوم والنيتروجين تطوراً شاملاً نسبياً.
قابلية الهيدروجين للذوبان والمعلمات المؤثرة: يتفاعل الألومنيوم المنصهر دائمًا مع الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تكوين توازن بين الهيدروجين الغازي الموجود في الهواء والهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر.
لكن الضغط الجزئي (أي نسبة وجود) الهيدروجين في الغلاف الجوي لا يكاد يكون ذا أهمية.
لذلك، فإن الهيدروجين ينشأ من بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي، ويتفاعل بخار الماء بسهولة مع الألومنيوم السائل لينتج عنه منتجان تفاعليان يثيران مشاكل، وهما أكسيد الألومنيوم (شوائب) والهيدروجين (غاز).
يواجه الألومنيوم مشكلة تتعلق بالهيدروجين، ليس لأنه قابل للذوبان بشكل خاص في الألومنيوم السائل، بل لأنه غير قابل للذوبان بشكل خاص في الألومنيوم الصلب، ولذلك فإن الألومنيوم يترسب من المحلول أثناء عملية التصلب.
تعتمد قابلية الذوبان بشكل أساسي على درجة حرارة الألومنيوم. يرجى شراء جهاز إزالة الغازات من الألومنيوم عبر الموقع [email protected].
يجب أن يقوم جهاز إزالة غازات النيتروجين من الألومنيوم بإزالة الهيدروجين من المادة المنصهرة قبل تطهيرها بغاز النيتروجين الخامل.
فهم إزالة الهيدروجين تعد هذه الآلية أساسية لتحديد العوامل التي تؤثر على أفضل طريقة للإزالة والتأثير عليها.
يُذوّب الهيدروجين الذري في الألومنيوم السائل ويُوزَّع بالتساوي.
عندما تُدخل الفقاعات الخاملة الجافة إلى المادة المنصهرة، يكون الضغط الجزئي للهيدروجين الداخلي قريبًا من الصفر.
في فقاعة النيتروجين، يتحقق توازن محلي بسرعة بين تركيز الهيدروجين والضغط الجزئي للهيدروجين في الطبقة الحدودية المنصهرة.
معدل انتشار الهيدروجين من جسم الإنسان إلى الطبقة الحدودية محدود، كما أن عملية إعادة ترابط الهيدروجين من ذرات إلى جزيئات تتم بسرعة كبيرة.
يزداد تركيز الهيدروجين في الفقاعات كلما صعدت إلى سطح المادة المنصهرة.
لا يرتبط معدل انتقال الهيدروجين بمعدل الانتشار فحسب، بل يرتبط أيضًا بالمساحة الإجمالية لواجهة الفقاعة.
يتميز تدفق معين من الغاز الخامل بمساحة سطح تلامس أكبر، ويمكنه استيعاب فقاعات أصغر حجمًا.
بالإضافة إلى ذلك، كلما صغرت الفقاعات، زاد الوقت الذي تبقى فيه كل فقاعة داخل المادة المنصهرة. ويرجع ذلك إلى انخفاض السرعة النهائية، مما يؤدي إلى إطالة مدة وصول الهيدروجين.
تتيح منطقة التفاعل الأعمق مزيدًا من الوقت للوصول إلى حالة التوازن، لأن الفقاعات تبقى في المادة المنصهرة لفترة أطول قبل أن تصل إلى السطح.
لذلك، يجب أن يُنتج جهاز إزالة النيتروجين من الألومنيوم أصغر الفقاعات في قاع وعاء المعالجة.
ويتم تحقيق ذلك عند سرعات عالية للدوار. كما يتم خلط المادة المنصهرة للحصول على توزيع متجانس للهيدروجين.
تعد المعالجة باستخدام مسدسات الرش الخطوة الأولى في عملية إزالة الغازات الصناعية، لكن مسدسات الرش تنتج عادةً فقاعات خشنة يتراوح قطرها بين 10 و50 ملم، مع تباين كبير في أحجام الفقاعات وتجانس محدود للمادة المنصهرة.
تُنتج الطوب القابلة للتنفس، سواء كانت متصلة بمخرج مسدس الرش أو بقاع الفرن، فقاعات صغيرة يبلغ قطرها عادةً ما بين 10 و20 ملم؛ ولكن حتى مع وجودها، لا يكون التجانس وتوزيع الفقاعات في أفضل حالاتهما.
وأخيرًا، فإن تطوير نظام نفث دوار مزود بدوار يحل مشكلة عدم كفاية توزيع الغاز ويوفر فقاعات يبلغ قطرها ما بين 3 و10 ملم.