إزالة الغازات في عملية الصب بالمسبك، وحدة إزالة الغازات الدوارة

إزالة الغازات في مجال صناعة السبك

في حالة دخول الهيدروجين إلى المعدن المنصهر أثناء صب الهيدروجين في القالب، قد تتشكل مسام. ويمكن استنشاق الهيدروجين من خلال الرطوبة أو بخار الماء الموجود في الجو. وتظهر هذه المسام على شكل ثقوب صغيرة في قطعة الصب، مما يؤثر سلبًا على الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للمنتج النهائي. ويُستخدم إزالة الغازات في صناعة السبك لحل هذه المشكلة، وهي جزء أساسي من عملية الصب.

يُعد الألومنيوم أحد أكثر المعادن استخدامًا في الصناعة نظرًا لنسبة الوزن إلى القوة الممتازة التي يتمتع بها. ومع ذلك، فهو أيضًا معدن شديد النشاط يعمل على إذابة الهيدروجين بشكل فعال عند ملامسته. وأثناء عملية الصب، يمكن أن يتسرب الهيدروجين بطرق متنوعة — سواء من خلال الرطوبة الجوية، أو الرطوبة الموجودة في مغرفة الصب أو القالب، أو حتى داخل الفرن.

الهيدروجين قابل للذوبان في الألومنيوم في حالته المنصهرة. ومع ذلك، عندما يبرد المعدن ويتصلب، يتسبب الغاز في تكوين مسام (ثقوب دقيقة) في قطعة الصب المعدنية. ويختلف حجم هذه الثقوب باختلاف تركيبة السبيكة وظروف التصلب.

تقنية إزالة الغازات في مصانع الصب

يمكن حل هذه المشكلة باستخدام تقنية إزالة الغازات قبل مرحلة الصب. ومن أكثر الطرق فعالية المستخدمة في هذا الصدد هي جهاز إزالة الغازات الدوار. يحتوي جهاز إزالة الغازات الدوار على دافع دوار، يمكنه إدخال فقاعات النيتروجين إلى المعدن المنصهر. ويعتمد وقت إزالة الغازات على عوامل مختلفة، منها اختيار سبيكة الألومنيوم ودرجة حرارة المعدن المنصهر.

يعتمد إزالة الغازات من الألومنيوم على المبدأ التالي: ينتقل الهيدروجين المذاب من منطقة ذات تركيز عالٍ (في المادة المنصهرة) إلى منطقة ذات تركيز منخفض (في الغاز الخامل). ويتوزع الهيدروجين في المعدن المنصهر، تمامًا كما يتم إطلاقه في أي مساحة مغلقة. ويحافظ على تركيز ثابت في جميع أنحاء المادة المنصهرة. وتكاد تكون سرعة انتقال الهيدروجين في المعدن السائل مماثلة لسرعته في الهواء. ولذلك، فليس من الضروري أن يتلامس كل أونصة من المعدن مع الغاز الخامل. وتعتمد كفاءة إزالة الغازات من الألومنيوم على عاملين، هما معدل الانتقال عبر السطح الفاصل بين المعدن والغاز، والمساحة السطحية الإجمالية التي يمكن أن ينتقل عبرها الهيدروجين.