Очистка и дегазация расплавленного алюминия

Дегазация при рафинировании расплавленного алюминия играет важную роль в алюминиевой литейной промышленности. Существует множество факторов, влияющих на качество алюминия и его сплавов. Среди них наиболее важными являются содержание водорода, включения и концентрация щелочных металлов в расплаве алюминия. Проводится множество исследований, посвященных способам снижения содержания водорода и включений в расплаве алюминия, а также разрабатываются новые технологии и методы рафинирования расплавленного алюминия. оборудование для дегазации появились на рынке.

Очистка и дегазация расплавленного алюминия

Процесс дегазации в онлайн-режиме можно условно разделить на методы продувки газом, методы вакуумной очистки и методы ультразвуковой очистки. В данной статье основное внимание уделяется методу продувки газом.

Принцип действия метода газового продувки

Метод вдувания газа, также известный как метод поплавков. Суть его заключается в образовании множества мелких пузырьков после вдувания инертного газа в расплав алюминия. Начальное давление водорода в пузырьке равно нулю, и на границе раздела между пузырьком и расплавом алюминия возникает перепад давления водорода, в результате чего растворенный в расплаве алюминия водород непрерывно всасывается в пузырьки. Процесс прекращается, когда давление водорода в пузырьках выравнивается с давлением окружающей среды. После того как пузырьки всплывают на поверхность расплава, водород из них выходит и попадает в атмосферу.

Кроме того, пузырьки вступают во взаимодействие с оксидными включениями в расплаве. Пузырьки адсорбируют включения на своей поверхности. В процессе подъема пузырьков из расплава удаляются газообразный водород и окислительные включения, что позволяет добиться эффекта дегазации и рафинирования.

Метод впуска инертного газа

При использовании метода газовой продувки способ подачи инертного газа в расплав алюминия оказывает большое влияние на эффективность дегазации и рафинирования. В настоящее время на литейных цехах расплава алюминия широко применяются три метода: дегазационная труба, дышащий кирпич и ротационная дегазация.

Самый простой способ дегазации с помощью продувки газа заключается в погружении рафинирующей трубки в расплав алюминия с последующим пропусканием инертного газа. Этот метод дегазации с использованием одной трубки с одним отверстием обеспечивает низкую эффективность дегазации. На некоторых заводах по литью из расплава на дне печи также устанавливают дышащие кирпичи. Инертный газ проходит через воздухопроницаемые кирпичи, образуя многоканальные пузырьки. По сравнению с методом продувки через одно отверстие метод продувки через пористые кирпичи обеспечивает несколько лучший эффект дегазации и рафинирования. Однако в процессе эксплуатации воздухопроницаемые кирпичи имеют следующие недостатки: склонность к забиванию, утечка расплавленного алюминия, сложность технического обслуживания и ремонта, сильное перемешивание на поверхности расплава и увеличение количества шлака.

По мере углубления научных исследований появился метод роторной дегазации. Основной принцип заключается в том, что инертный газ впрыскивается в расплав алюминия через вращающийся ротор с образованием большого количества диспергированных пузырьков, что позволяет осуществлять процесс дегазации и рафинирования. Для повышения эффективности дегазации количество пузырьков инертного газа должно быть как можно больше. Диаметр пузырьков инертного газа должен быть небольшим, время их пребывания — длительным, а поверхность расплавленного алюминия — максимально стабильной.

Дегазатор для жидкого алюминия

Согласно неполным статистическим данным, 99% из представленных в настоящее время на рынке онлайн-дегазаторов являются ротационными дегазаторами коробчатого типа. Эффективность дегазации и очистки у коробчатых дегазаторов высока, а система подогрева позволяет снизить потери тепла при литье. Коробчатый тип ротационный дегазатор увеличивает время пребывания пузырьков, тем самым улучшая эффект дегазации и очистки.

Расплавленный алюминий поступает в корпус дегазационной камеры и находится в огнеупорной футеровке. Корпус камеры оснащен нагревателем, благодаря чему расплавленный алюминий сохраняет расплавленное состояние. При выпуске инертного газа через вращающийся ротор образуется большое количество пузырьков, которые диффундируют и поднимаются в расплаве алюминия, удаляя водород. В процессе подъёма мелких пузырьков под действием поверхностного натяжения пузырьки захватывают включения с поверхности жидкости. Одновременно благодаря перемешиванию, осуществляемому ротором, состав сплава в расплавленном алюминии становится более однородным.