После завершения корректировки состава расплава следующим этапом является процесс рафинирования расплавленного алюминия. Цель рафинирования алюминиевых сплавов заключается в получении расплава высокой чистоты с низким содержанием газов после проведения мероприятий по дегазации и удалению примесей. Существует несколько методов рафинирования:
Добавление хлоридов (ZnCl₂, MnCl₂, AlCl₃, C₂Cl₆, TiCl₄ и т. д.); метод аэрации (с использованием N₂, Cl₂ или смеси N₂ и Cl₂); метод вакуумной обработки; добавление нетоксичных веществ очищающий агент метод; ультразвуковая обработка.
Согласно этому принципу, процесс рафинирования выполняет две функции: для удаления водорода он в основном опирается на эффект диффузии, позволяющий вывести водород из расплавленного алюминия; что касается оксидных включений, то они в основном удаляются за счет адсорбции на поверхности носителя, такого как флюс или пузырьки.
Процесс очистки расплавленного алюминия
Как правило, для дегазации используется метод флота. Принцип работы установки поточной дегазации AdTech заключается в том, что в расплав алюминия вводится газ, не содержащий водорода, для образования пузырьков. Эти пузырьки выносят растворенный водород из расплава алюминия в процессе подъема и выделяют его в атмосферу. Для достижения лучшего эффекта очистки железная труба, в которую подается газ, должна быть погружена в расплав как можно глубже. Нижний конец железной трубы должен находиться на расстоянии от 100 до 150 мм от дна тигля, чтобы увеличить путь прохождения всплывающих пузырьков и в то же время не допустить их опускания на дно расплава, где они могли бы взмутить включения, находящиеся на дне расплава.
При подаче газа железную трубу следует медленно перемещать в поперечном направлении в расплаве алюминия, чтобы пузырьки могли проходить через расплавленную массу. Следует использовать как можно более низкое давление и скорость аэрации, поскольку образующиеся таким образом пузырьки имеют меньший размер, что увеличивает их общую площадь поверхности; кроме того, благодаря малому размеру пузырьков скорость их всплытия также снижается, что позволяет удалить больше включений и газов.
В то же время для обеспечения хорошего эффекта рафинирования необходимо правильно выбрать температуру рафинирования. Если температура слишком высокая, образующиеся пузырьки становятся крупнее и быстро всплывают на поверхность, что ухудшает эффект рафинирования. При слишком низкой температуре вязкость расплавленного алюминия увеличивается, что препятствует выходу газа из расплава и также снижает эффективность очистки.
Ультразвуковая обработка расплавленного алюминия также позволяет эффективно удалять газы. Принцип заключается в том, что при воздействии ультразвуковых волн на расплавленный алюминий в нём возникает явление образования “пузырьков”, которое нарушает целостность структуры расплава и приводит к образованию бесчисленного множества микроскопических вакуумных пузырьков, растворяющихся в расплаве. Водород быстро проникает в эти полости, становясь ядром пузырька, и продолжает расти из расплава алюминия в форме пузырька, обеспечивая тем самым эффект очистки.