Под печной рафинировкой понимается процесс рафинирования. Предварительная обработка расплавленного алюминия включает печную рафинировку и очистку в процессе производства. Результаты показывают, что температура расплавленного алюминия высока, а количество зародышей новой фазы в единицу времени и в единицу объема невелико. Температура расплавленного электролитического алюминия может превышать 930 ℃. Его состав также весьма сложен: он содержит множество металлических примесей, таких как Fe, Si, Cu, Mg, и неметаллических примесей, таких как фториды и углеродистый шлак, а газообразные примеси представлены в основном водородом. Однако эти характеристики расплава электролитического алюминия не соответствуют требованиям, предъявляемым к производству плоских слитков из алюминиевых сплавов. Для решения этой проблемы необходимо проводить предварительную обработку расплава электролитического алюминия перед литьем.
Очистка в печи
Под печным рафинированием понимается процесс переработки в котором газ используется для распыления порошка в статической печи. Рафинирующий агент, основными компонентами которого являются CCl₄ и C₂Cl₆, загружается в резервуар для газового распыления в дозировке 1,0 кг/т. Когда рафинирующий агент превращается в пузырьки, он может поступать в расплав электролитического алюминия. Подробный процесс выглядит следующим образом: после предварительного нагрева рафинирующий агент переходит из твёрдого состояния в жидкое и, окружённый пузырьковой поверхностью резервуара для распыления газового порошка, принимает форму жидкой плёнки флюса. Плавильная печь и резервуар для распыления порошка прочно соединены, после чего сопло резервуара для распыления порошка погружается в расплавленный электролитический алюминий, и одновременно открываются клапаны резервуара для распыления порошка, при этом давление и расход тщательно регулируются, а резервуар для распыления порошка перемещается вперед и назад в печи, что обеспечивает равномерное распыление порошка при рафинировании. Время рафинирования обычно регулируется в пределах от 30 до 40 минут, а температура рафинирования — от 730 ℃ до 750 ℃. Таким образом, ускоряется скорость движения пузырьков расплавленного алюминия, окруженных пленкой флюса, и предотвращается их прямой контакт с внешней водой. Ещё одной функцией флюсовой плёнки является повышение поверхностной активности пузырьков, что усиливает эффект адсорбции и удаления шлака.
Процесс удаления примесей в режиме онлайн в основном состоит из двух этапов:
(1) Онлайн-очистка от водорода по методу Alpur: при применении онлайн-метода Alpur онлайновая установка дегазации перед использованием проходит обжиг с применением природного газа, чтобы температура внутренней поверхности не опускалась ниже 700 ℃. В традиционном методе используется азот высокой чистоты. Однако из-за наличия определенного количества магния в алюминиевом сплаве во время термообработки магний и азот в алюминиевом сплаве подвергаются воздействию высоких температур, в результате чего происходит химическая реакция с образованием нитрида магния, что приводит к появлению примесей и ухудшает качество готовой продукции. Поэтому для удаления водорода используется метод онлайн-очистки алюминия (alpur), а азот заменяется аргоном. В этом процессе давление аргона должно составлять 550 кПа ~ 760 кПа, а его чистота — не ниже 99,99%. Благодаря сильному перемешивающему эффекту вращающегося сопла площадь контакта между аргоном и расплавленным электролитическим алюминием эффективно увеличивается, а кинетические условия процесса очистки методом всплывающих пузырьков улучшаются. В то же время, благодаря низкой скорости подъема мелких пузырьков в расплаве алюминия, пузырьки в расплавленной ванне поднимаются по спирали под действием совокупной силы центробежной силы и силы плавучести, что продлевает время контакта газа с жидкостью и позволяет достичь цели удаления водорода из расплава.
(2) Удаление примесей в режиме онлайн: Коробка CFF Позволяет отфильтровать примеси из расплава алюминия. Установка CFF используется для фильтрации и очистки расплава алюминия в сочетании с керамическим пенофильтром. Она способна отфильтровывать включения и мельчайшие частицы из расплава алюминия. Особенно подходит для литья алюминия высокой чистоты и алюминиевых сплавов, требующих высокой точности. Её преимуществами являются термостойкость, антиокислительные свойства, коррозионная стойкость, быстрый нагрев, длительный срок службы и кислотостойкость.