Menü Kapat

Alüminyum Arıtma Süreci

Alüminyum Arıtma Süreci

Alüminyum arıtma işlemi iki aşamadan oluşur: fırın içindeki hidrojenin giderilmesi ve fırın dışında gerçekleştirilen çevrim içi gaz giderme. AA5182 büyük ölçekli Al-Mg alaşımlı külçeler için, fırın içindeki hidrojen giderimi esas olarak çözücülerle gerçekleştirilirken, fırın dışındaki çevrimiçi hidrojen giderimi ise esas olarak bir çevrimiçi gaz giderme sistemi kullanılarak yapılır. Grafit rotorun dönüşü sayesinde inert gaz, grafit rotordan alüminyum sıvısına girer ve erimiş alüminyumun dönüşü, kabarcıkları karıştırıp parçalayarak hidrojen giderim verimliliğini artırır.

Fırında alüminyum arıtma yöntemi, aşağıdakilerin eklenmesini içerir: rafinaj akısı bekletme fırınındaki erimiş alüminyumun yüzeyine ve erimiş alüminyumun içine inert gazın verilmesi. Arıtma maddesinin kimyasal bileşimi başlıca şunları içerir: NaCl, NaF, KCl, KF, AlF₃ vb. Bekletme fırınında fırın içi arıtma yapıldığında, arıtma amacıyla erimiş alüminyuma inert gaz vermek için bir gaz püskürtme tabancası da kullanılabilir; ancak işlem sırasında bekletme fırınının kapısının açılması gerekir ve bu da ısının fırının dışına kaçmasına neden olur. Operatörlerin yüksek sıcaklık koşullarında çalışması zordur ve arıtma işlemini uzun süre sürdürmek zordur.

Alüminyum Arıtma Süreci

Fırın dışı çevrimiçi alüminyum arıtma işlemi, esas olarak inert gaz döner enjeksiyon yöntemini kullanır. İnert gaz çoğunlukla Ar'dır. N2 de belirli bir arıtma etkisi gösterebilse de, N2 ve yüksek sıcaklıktaki sıvı alüminyum arasında nitrür oluşumuna yol açan kimyasal reaksiyonlar meydana gelebilir; bu da sıvının yüzeyindeki alüminyum oksit tabakasını tahrip ederek hidrojen gideriminin etkisini azaltır. Özellikle erimiş alüminyumun sıcaklığı 780C veya üzerine çıktığında, kimyasal reaksiyon daha belirgin hale gelir. Bu nedenle, A-Mg alaşımı için hidrojen gideriminde kullanılan inert gaz çoğunlukla Ar'dır.

Bir çevrimiçi gaz giderme sistemi, grafit rotor döndürülür ve üzerine inert gaz püskürtülerek Ar gazı grafit rotora geçirilir; ardından grafit rotor erimiş alüminyumun içine daldırılır ve grafit rotor, püskürtülen Ar kabarcıklarını karıştırıp parçalarken dönmeye devam eder. Kabarcıkların yüzdüğü süreçte, erimiş alüminyumdaki hidrojen, kabarcıkların içindeki ve dışındaki hidrojen kısmi basınç farkı nedeniyle kabarcıklar tarafından emilir ve kabarcıklar erimiş alüminyumun yüzeyine çıkarken uzaklaştırılır. Alüminyum sıvısında bulunan alkali metaller için, alkali metalleri aynı anda uzaklaştırmak amacıyla belirli bir oranda Cl2 ve Ar karıştırılarak alüminyum sıvısına verilir. AA5182 büyük ölçekli Al-Mg alaşımı döküldüğünde, alüminyum sıvısının akış hızı 40 t/saate ulaşır. Bu nedenle, bu makalede hidrojen giderim verimliliğini ve erimiş alüminyumun akış hızını artırmak için 3 rotorlu bir hidrojen giderim cihazı kullanılmaktadır.

Alüminyum Arıtma Süreci

Alüminyumun gaz giderme ve arıtma verimliliğini artırmak amacıyla, çevrimiçi gaz giderme ünitesi İki açıdan iyileştirilmiştir: Birincisi, grafit rotordaki inert gaz Ar’ın ön ısıtma etkisini artırmak amacıyla gazın grafit rotordaki geçiş yolunun ve kalma süresinin uzatılmasıdır. İkincisi ise, arıtma tankının tasarım sürecinde, tankın iç duvarının daha büyük bir eğim açısıyla tasarlanmasıdır. Arıtma tankındaki alüminyum sıvısının seviyesi yükseldikçe, arıtma tankının kesit alanı da buna bağlı olarak artar; böylece inert gaz kabarcıklarıyla etkileşime girebilir. Genişleme derecesi birbiriyle uyumlu hale getirilerek kabarcıkların birbirine yapışması önlenir ve hidrojen giderme etkisi artırılır.

AA5182 büyük ölçekli Al-Mg alaşımlı alüminyum arıtma sürecinde, ister fırın içinde ister fırın dışında hidrojenin giderilmesi söz konusu olsun, inert gaz olarak N₂ veya Ar kullanılır. Aynı zamanda, alüminyum sıvısındaki Na'yı gidermek için arıtma etkisi elde etmek amacıyla az miktarda Cl2 gereklidir. Çünkü C2 arıtma işlemi hem fiziksel hem de kimyasal arıtma içerdiğinden, Cl2 alüminyum sıvısındaki kalıntıları kurutabilir ve kalıntılar ile alüminyum sıvısı kolayca ayrılır; bu da kalıntıların daha sonra uzaklaştırılmasına yardımcı olur. Arıtma etkisi en iyi seviyededir. Ancak, Cl2 çok zehirli olduğu, insan sağlığına zararlı olduğu, ekolojik çevreyi bozduğu ve arıtma ekipmanları, aletler, atölyeler ve diğer ekipmanlar üzerinde güçlü bir aşındırıcı etkiye sahip olduğu için, bu nedenle günümüzde alüminyum sıvısını arıtmak için saf Cl₂ kullanılması neredeyse gerekli değildir; bunun yerine, hidrojen giderme etkisini artırmak amacıyla belirli bir oranda Cl₂ ile Ar gibi arıtılmış gazların veya bunların karışımlarının kullanılması tercih edilmektedir.