گاززدایی آلومینیوم مذاب

Molten aluminum degassing

گاززدایی آلومینیوم مذاب ، یک عملیات ریخته گری است که به منظور حذف هیدروژن حل شده در ذوب انجام می شود.

هیدروژن در آلومینیوم

هیدروژن تنها گاز قابل حل در مذاب آلومینیوم است، با توجه به اینکه آلومینیوم فلزی فعال است به سرعت در محیط مرطوب واکنش نشان می دهد و هیدروژن را جذب می کند. آلومینیوم در حالت مذاب در دمای 660 درجه سانتی گراد قابلیت جذب و حل کردن گاز هیدروژن را دارد. مقدار گاز هیدروژن در پروسه انجماد فلز مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.میزان هیدروژن در آلومینیوم جامد بسته به مقدار اولیه هیدروژن در مایع آلومینیوم ، ترکیب آلیاژ و شرایط انجماد متغیر است.

منابع هیدروژن در آلومینیوم مذاب:

• رطوبت جو
• همزن فلزی مرطوب
• رطوبت ابزار کوره (بوته، ظرف انتقال)
• دستگاه های ریخته گری مرطوب
• رطوبت سایر مواد مصرفی؛
• سوخت کوره محتوی هیدروژن

روش های تخمین زدن مقدارهیدروژن:

انجماد آهسته : در این روش یک بخش کوچک از آلومینیوم مایع (حدود 2 در 3/33 سانتی متر) در یک قالب مقاوم ریخته می شود. این آلیاژ به آرامی ته نشین می شود و هیدروژن آزاد شده در قسمت بالایی ریخته گری به شکل حباب های منجمد شده جمع می شود. میزان هیدروژن محلول بر اساس تعداد حبابهای تشکیل شده تخمین زده میشود.

روش خلاء: در این روند انجماد یک نمونه کوچک از آلیاژ آلومینیوم ،در یک بوته تحت فشارکم مورد مشاهده قرار می گیرد. هنگامی که اولین حباب شکل گرفت، هر دو پارامتر فشار و دما اندازه گیری می شوند. این پارامترها برای تعیین مقدار هیدروژن با استفاده از نمودارهای عددی است.

روشهای گاززدایی آلومینیوم مذاب

گاززدایی به روش فلوکسز

در این روش ترکیبات گازکلر به صورت جامد (قرص) یا مایع وارد مذاب می شود و در اثر تماس با مذاب، تجزیه می‌شود و گازهای مورد نیاز برای هیدروژن زدایی مذاب را فراهم می‌نمایند. به عنوان مثال می‌توان از ترکیبات کلر مانند هگزاکلرواتان، تتراکلروکربن و نمک‌های کلر استفاده کرد. این ترکیبات، در مذاب آلومینیم تجزیه می‌شوند، کلر آن‌ها با آلومینیم ترکیب می‌شود و گاز کلرید آلومینیم را تولید می‌کند که از آن می‌توان برای گاز زدایی مذاب آلومینیم استفاده نمود. به این ترتیب که گاز هیدروژن به سطح مذاب می آید. حبابها از ذوب فرار می کنند و سپس گاز توسط سیستم اگزوز حذف می شود. روند ادامه می یابد تا حباب متوقف شود.

گاززدایی به روش چرخشی
در این روش یک گاز بی اثر یا گاز غیر فعال شیمیایی مثل آرگون یا نیتروژن ، در یک شفت گردان ریخته می شود. انرژی شفت گردان موجب ایجاد مقدار زیادی حباب می شود، که سطح زیادی را دربر می گیرد وباعث انتشار سریع و موثر هیدروژن در حباب های گاز می شود که منجر به افزایش فعالیت هیدروژن در فازهای مایع و گاز می شود.در مقایسه با فلوکسز گاززدایی چرخشی منجر به حذف کامل هیدروژن میشود.علاوه بر این گاززدایی دوار از نمک های مضر کلر و فلوئور استفاده نمی کند.
گاززدایی به روش تزریق شار
گاززدایی ممکن است ترکیب دوشیوه چرخشی و فلوکسز باشد.در این حالت گاز بی اثر به عنوان حامل برای شار گرانول عمل می کند. این روش تزریق شار نامیده می شود.
مزایای تزریق شارژ:
• کارایی به دلیل مخلوط شدن بهتر با مذاب
• زمان کوتاه
• عملکرد قابل کنترل
• شیوه ی سازگاری بیشتر با محیط زیست