Menü Kapat

Erimiş Metalin Gazdan Arındırılması

Erimiş Metalin Gazdan Arındırılması

Erimiş metalin gazdan arındırılması, metal döküm sürecinde önemli bir adımdır. Genellikle azotla gazdan arındırma yöntemi kullanılır. İnert gaz, erimiş alüminyum ve çözünmüş hidrojenle reaksiyona girmeyen ve alüminyumda çözünmeyen gazı ifade eder.

Cüruf, eriyik içine inert gaz üflenerek uzaklaştırılabilir; bunun nedeni, erimiş alüminyumun içine inert gaz üflendikten sonra çok sayıda ince kabarcık oluşmasıdır. Kabarcıklar eriyik içinden geçerken, eriyik içindeki oksit kalıntılarıyla karşılaşır ve bu kalıntılar kabarcıkların yüzeyine adsorbe olur, kabarcıklarla birlikte eriyik yüzeyine yükselir. Sıvı yüzeye çıkan oksit, gaz fazından kendiliğinden ayrılıp sıvı alüminyumda yeniden çözünemez. Sıvı alüminyumun yüzeyinde birikerek uzaklaştırılabilir.

İnert gaz kabarcığı, eriyik içindeki oksit kalıntılarını adsorbe ettikten sonra sistemin toplam yüzey serbest enerjisi azaldığından, adsorpsiyon kendiliğinden gerçekleşebilir. İnert gaz ile kalıntı arasındaki yüzey gerilimi ne kadar düşükse, eriyik ile inert gaz arasındaki ve eriyik ile kalıntı arasındaki yüzey gerilimi ne kadar yüksekse, bu inert gazın cüruf giderme kabiliyeti o kadar güçlü olur.

Erimiş Metalin Gazdan Arındırılması

Erimiş metal arıtımında inert gaz kullanılırken, sıvı seviyesine eşit bir şekilde serpilmelidir rafinaj akısı. Bunun nedeni şudur: İnert gaz kabarcığı, kalıntıları sıvı yüzeyinden yukarı çıkardıktan sonra, sıvı yüzeyinde bir akı tabakası varsa, kalıntılar bu akıya girerek erimiş cüruf haline gelir ve bu cüruf kolayca ayıklanabilir. Aksi takdirde, yoğunluğu daha yüksek olan kalıntılar tekrar sıvı alüminyumun içine düşerken, yoğunluğu daha düşük olan kalıntılar ise sıvı alüminyum yüzeyinde bir tabaka oluşturur ve bu tabakayı sıvı alüminyumdan ayırmak zordur. Adsorpsiyon, kabarcık ile eriyik arasındaki arayüzde gerçekleştiğinden, sadece sınırlı miktarda eriyikle temas edilebilir; dolayısıyla cüruf giderme etkisi sınırlıdır.

Ne kadar çok kabarcık üretilirse, kabarcık yarıçapı ne kadar küçük olursa, dağılım ne kadar homojen olursa ve üfleme süresi ne kadar uzun olursa, cüruf giderme etkisi o kadar iyi olur.

Bu sistem, kısmi basınç farkına dayalı gaz giderme prensibine dayanmaktadır. Erimiş metale üflenen gaz kabarcığı içinde hidrojen bulunmadığından, bu kabarcığın hidrojen kısmi basıncı sıfırdır; oysa kabarcığın yakınındaki erimiş metal içindeki hidrojen kısmi basıncı sıfırdan çok daha yüksektir. Bu nedenle, kabarcığın içi ve dışı arasında bir hidrojen kısmi basınç farkı oluşur; bu da metale çözünmüş hidrojenin sürekli olarak kabarcığın içine yayılmasını sağlar ve kabarcığın içine giren hidrojen, kabarcığın yükselmesiyle birlikte atmosfere kaçar. Ayrıca, eriyik içinde asılı kalan mikro hidrojen kabarcıkları ve kalıntıdaki gaz da, kabarcık yüzdürme işlemi sırasında yüzdürme yoluyla sıvı yüzeyinden dışarı çıkarılabilir; böylece erimiş metalin gazdan arındırılması amacına ulaşılır.