6061 alüminyum çubuğun elektrolitik hücreden emdiği alüminyum sıvısı çeşitli safsızlıklar içerdiğinden, dökümden önce arıtılması gerekir. Endüstride, arıtma amacıyla başlıca arıtma, akı ve gaz gibi döküm arıtma yöntemleri kullanılır; ayrıca yönlü katılaşma ve filtreleme yöntemleri de arıtma amacıyla kullanılır.
Alüminyum Çubuk Döküm Arıtma Teknolojisi
Akı arıtma, şunun kullanılmasıdır: akılar Alüminyum eriyik içine eklenerek çok sayıda ince damlacık oluşur; böylece alüminyum eriyik içindeki oksitler bu damlacıklar tarafından ıslatılır, adsorbe edilir ve çözünür; yüzeyde yeni damlacıklar oluşur ve soğuma sonrasında cüruf uzaklaştırılır. Arıtma için kullanılan akı, düşük erime noktalarına, düşük yoğunluğa, düşük yüzey gerilimine, yüksek aktiviteye ve oksitlenmiş cüruf için güçlü adsorpsiyon kapasitesine sahip tuzlardan oluşur. Kullanım sırasında, önce demir kafese küçük bir parça akı koyun ve ardından karıştırma fırınının tabanına yerleştirerek ileri geri karıştırın. Akı işlemi tamamlandıktan sonra demir kafesi çıkarın ve 5~10 dakika bekletin. Döküm yapmak için yüzeydeki cürufu temizleyin. Akı, yüzeyi kaplamak için gerektiğinde yüzeyden de alınabilir.
Alüminyum Çubuk Dökümünde Arıtma Yöntemi
Gazla arıtma, 6061 alüminyum çubukların arıtılmasında kullanılan başlıca yöntemlerden biridir. Bu işlemde klor, azot veya klor ile azotun karışımı kullanılır.
(1) Klor gazının arıtılması. Eskiden, aktif klor gazı bir temizleme maddesi olarak kullanılırdı (klorlama yöntemi). Klorlama yönteminde, klor gazı sıvı alüminyumun içine geçirildiğinde, anormal derecede küçük miktarda AlCl₃ oluşur ve bu kabarcıklar sıvı alüminyum içinde yeterince karışır. Alüminyum sıvısında çözünmüş hidrojen ve bazı mekanik kalıntılar, AlCl3 kabarcıkları üzerinde adsorbe edilir ve AlCl3 kabarcıkları alüminyum sıvısının yüzeyine yükselirken dışarı atılır. Klor gazı, 6061 alüminyum çubuklardan daha negatif olan bazı elementleri de klorlayabilir. Örneğin, kalsiyum, sodyum, magnezyum vb. elementler, klor gazı etkisiyle ilgili klorürlerin oluşumu yoluyla ayrıştırılabilir. Bu nedenle klorlama yöntemi, birincil alüminyum arıtımı için oldukça etkili bir yöntemdir. Klor gazı miktarı, bir ton alüminyum başına 500-700 g’dır. Ancak oksijen zehirli ve nispeten pahalı olduğundan, hava kirliliğini önlemek ve alüminyum külçe üretim maliyetini düşürmek amacıyla, modern alüminyum endüstrisinde klorlama yöntemi kademeli olarak terk edilmiş ve inert bir gaz olan azot arıtma yöntemine geçilmiştir.
(2) Azot arıtma yöntemi. Duman çıkarmayan sürekli arıtma yöntemi olarak da bilinen bu yöntemde, filtre malzemesi olarak alümina topları (418 mm) kullanılır. N₂ doğrudan erimiş alüminyuma geçer. Erimiş alüminyum, arıtma fırınına sürekli olarak beslenir, alümina bilye filtre tabakasından geçer ve azotla yıkanır; böylece erimiş alüminyumdaki metalik olmayan kalıntılar ve çözünmüş hidrojen giderilir. Ardından sürekli olarak boşaltılır, böylece ince azot kabarcıkları işlenmiş erimiş alüminyum içinde eşit bir şekilde dağılır ve arıtma işlevini yerine getirir. Azot, atmosfere herhangi bir kirlilik yaratmaz ve büyük bir arıtma kapasitesine sahiptir. Dakikada 200 ila 600 kg alüminyum sıvısını işleyebilir. Arıtma işleminin neden olduğu alüminyum kaybı nispeten azdır, bu nedenle günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, klor gazından farklı olarak, alüminyum sıvısından kalsiyum, sodyum ve magnezyumu uzaklaştıramaz.
(3) Karışık gaz arıtma yöntemi. Alüminyum sıvısını arıtmak için klor ve azot karışımı kullanılır. 6061 alüminyum çubuk, bir yandan hidrojen ve oksitleri giderirken, diğer yandan alüminyumdaki belirli metal safsızlıklarını (magnezyum gibi) temizleme işlevi görür. Yaygın bileşim 90% azot + 10 % klordur. Ayrıca 10% klor + 10% karbondioksit + 80% azot karışımı da kullanılmaktadır. Bu karışım daha etkili olup, karbondioksit klor ve azotun iyi bir şekilde yayılmasını sağlar ve işlem süresini kısaltır.