Ротационная установка дегазации для снижения содержания водорода

Ротационная дегазация

Ротационная дегазация — один из наиболее эффективных методов дегазации с использованием инертного газа (азота). Снижение содержания водорода в расплавленном алюминии перед литьем является одной из важнейших составляющих контроля качества на литейном производстве. Процесс удаления водорода называется дегазацией.

Хорошо известно, что расплавленный алюминий и алюминиевые сплавы поглощают значительные объёмы газа, а его количество в конкретном расплаве зависит от характеристик используемого металла, состава сплава и условий плавки. Влияние газа в металле проявляется в виде пузырей, так называемых пинхолов и лентообразных дефектов или пузырьков на поверхности поковок. Если готовое изделие используется в качестве емкости для жидкости или газа, эти полости, особенно пинхолы, могут привести к утечке газа или жидкости.

В расплавленном состоянии алюминий и его сплавы способны поглощать газ, однако при охлаждении и затвердевании жидкого металла в форме поглощение газа снижается, и свободный газ выделяется. Выделенный газ немедленно накапливается и образует пузырьки, часть которых оказывается запертой в затвердевших блоках, что приводит к образованию пустот или разрывов в структуре металла, которые являются причиной низкого качества отливок.

Онлайн-журнал «AdTech Rotary» установка дегазации использует дегазацию в среде инертного газа. Дегазация алюминия основана на следующих принципах:

Растворенный водород будет перемещаться из области с высокой концентрацией в область с низкой. Водород распределяется в расплавленном металле по мере его выделения в любом замкнутом пространстве. Он будет поддерживать постоянную концентрацию во всем объеме расплава. Скорость миграции водорода в расплавленном алюминии почти такая же, как и в воздухе. Поэтому нет необходимости обеспечивать контакт металла с инертными газами в каждом унции. Эффективность дегазации алюминия зависит от двух факторов: скорости переноса на границе раздела металл/газ и общей площади поверхности, по которой может происходить перенос.

Принцип ротационной дегазации заключается в увеличении площади поверхности вводимого газа, контактирующей с металлом. Чем больше площадь поверхности, тем выше скорость переноса из металла в инертный газ. При заданном объёме газа чем меньше размер пузырьков, тем больше площадь поверхности.

Например, пузырь диаметром 1 дюйм имеет площадь поверхности 6 квадратных дюймов. Если этот же пузырь разделить на пузырьки диаметром 1/16 дюйма, площадь поверхности увеличится до 96 квадратных дюймов.

Другими словами, если использовать тот же объём газа и уменьшить диаметр пузырька до 1/16 от исходного, общая площадь поверхности увеличится в 16 раз. Более мелкие пузырьки оказывают меньшее воздействие на поверхность расплава и снижают дополнительное поглощение водорода во влажной среде.