Меню Закрыть

Дегазация расплавленного металла

Дегазация расплавленного металла

Дегазация расплава металла является важным этапом процесса литья металла. Обычно для дегазации используется азот. Под инертным газом понимается газ, который не вступает в реакцию с расплавом алюминия и растворенным водородом, а также не растворяется в алюминии.

Шлак можно удалить путем вдувания инертного газа в расплав, поскольку после вдувания инертного газа в расплав алюминия образуется множество мелких пузырьков. Когда пузырьки проходят через расплав, они сталкиваются с оксидными включениями в расплаве, и эти включения адсорбируются на поверхности пузырьков и всплывают вместе с ними на поверхность расплава. Оксид, поднятый на поверхность расплава, не может самопроизвольно отделиться от газовой фазы и вновь раствориться в жидком алюминии. Его можно удалить, собрав на поверхности жидкого алюминия.

Поскольку общая поверхностная свободная энергия системы уменьшается после того, как пузырь инертного газа адсорбирует оксидные включения в расплаве, адсорбция может происходить самопроизвольно. Чем меньше поверхностное натяжение между инертным газом и включением, тем больше поверхностное натяжение между расплавом и инертным газом, а также между расплавом и включением, тем выше способность данного инертного газа к удалению шлака.

Дегазация расплавленного металла

При использовании инертного газа для рафинирования расплавленного металла поверхность расплава следует равномерно опрыскивать очищающий флюс. Это объясняется тем, что после того, как пузырь инертного газа выносит включения с поверхности расплава, при наличии на ней слоя флюса включения попадают во флюс и превращаются в расплавленный шлак, который легко удалить. В противном случае включения с более высокой плотностью снова опустятся в жидкий алюминий, а включения с более низкой плотностью образуют наплавку на поверхности жидкого алюминия, которую трудно отделить от жидкого алюминия. Поскольку адсорбция происходит на границе раздела между пузырьком и расплавом, контакт может осуществляться только с ограниченным объемом расплава, поэтому эффективность удаления шлака ограничена.

Чем больше образуется пузырьков, чем меньше их радиус, чем равномернее их распределение и чем дольше длится процесс выдувания, тем лучше эффект удаления шлака.

Этот процесс основан на принципе дегазации за счет разницы парциальных давлений. Поскольку в пузырьке газа, вдуваемого в расплав, водорода нет, его парциальное давление равно нулю, а парциальное давление водорода в расплаве рядом с пузырьком значительно превышает ноль. Таким образом, внутри и снаружи пузырька возникает перепад парциального давления водорода, что приводит к непрерывной диффузии водорода, растворенного в металле, в пузырек, а водород, попавший в пузырек, улетучивается в атмосферу по мере подъема пузырька. Кроме того, микропузырьки водорода, взвешенные в расплаве, и газ в включениях также могут быть выведены с поверхности расплава путем флотации в процессе всплывания пузырьков, что позволяет достичь цели дегазации расплавленного металла.