“Термин ”дегазация“ обычно означает удаление газов из сплава, а ”очистка» — удаление включений из сплава. Цель дегазационно-очистительной обработки заключается в том, чтобы максимально удалить или уменьшить количество оксидных включений и газов для повышения степени очистки металла. Поэтому дегазирование и рафинирование часто называют процессами очистки.
В связи с разнообразием марок и областей применения алюминиевых сплавов необходимо обеспечить чистоту расплава. Как правило, содержание водорода должно быть менее 0,2 мл/100 гал, однако для авиационных материалов, к которым предъявляются особые требования, содержание водорода должно быть менее 0,1 мл/100 гал. Трудно установить количественные требования к неметаллическим включениям, поскольку их невозможно точно количественно определить.
Существует множество методов очистки алюминия и алюминиевых сплавов, которые можно разделить на две категории: печная очистка и внешняя очистка. В настоящее время в мире широко применяются рафинирующие агенты и очистка с помощью керамических фильтров. Некоторые крупные и средние предприятия по переработке алюминия также внедрили оборудование для онлайн-обработки, такое как оборудование для онлайн-дегазации AdTech, с целью дальнейшего улучшения качества расплава.
Очистка флюса
Очистка флюсом в основном достигается за счет адсорбции и растворения оксидных включений в флюсе. Обычно используемые рафинирующие составы созданы на основе хлоридов с добавлением фторидов, таких как CaF₂, Na₃AlF₆ и т. д., для поглощения и растворения Al₂O₃, что позволяет добиться максимального эффекта очистки. Они позволяют удалить оксидные включения и некоторые газы, но не полностью. В процессе рафинирования температуру расплавленного алюминия следует регулировать так, чтобы она была на 20–30 °C выше температуры литья. Флюс распределяют по поверхности расплавленного алюминиевого сплава. Поскольку плотность флюса, используемого для алюминиевых сплавов, меньше плотности жидкого алюминия, он всплывает на поверхность алюминия. После перемешивания в течение 5–10 минут следует дать смеси отстояться ещё 5–10 минут, затем удалить шлак со сплава и посыпать его покрывающим веществом. После рафинирования расплавленный алюминий готов к литью.
Установка дегазации
Система состоит из двух частей: установка дегазации и фильтрующий узел. Фильтрующий узел в основном очищает расплавленный алюминий от примесей с помощью керамического пенофильтра.
Оборудование для онлайн-дегазации: инертный газ проходит через ротор форсунки, образуя мелкодисперсные пузырьки. При этом, благодаря перемешиванию расплава ротором, пузырьки равномерно распределяются по всему расплаву, адсорбируя водород и включения, что обеспечивает очистку выходящих газов и удаление шлака.
Очистка с помощью керамического пенофильтра
Керамический пенопластовый фильтр представляет собой новый тип керамического фильтрующего материала. Как правило, изготавливаются фильтрующие пластины толщиной 50 мм и длиной и шириной 200–600 мм, при этом пористость достигает 0,8–0,9. Когда пенокерамическая пластина фильтрует расплавленный алюминий, частицы включений задерживаются фильтрующей пластиной из керамической пены.
Общий объем и степень чистоты жидкого алюминия не влияют на эффективность фильтрации, а влияют лишь на срок службы керамической пластины. В целом можно сказать: чем толще керамическая пластина и чем мельче отверстия, тем медленнее скорость потока жидкого алюминия через керамическую пластину и тем выше эффективность фильтрации.