مواد الصهر المستخدمة لتنقية الألومنيوم المنصهر في الفرن

يُستخدم مادة التذويب في صناعة السباكة على نطاق واسع في إنتاج الألومنيوم الأولي والألومنيوم الثانوي لتحسين جودة المادة المنصهرة ومعدل استرداد معدن الألومنيوم.

مواد الصهر

في عملية صهر الألومنيوم وسبائك الألومنيوم، تُعد شوائب الهيدروجين والأكسيد المواد الرئيسية التي تلوث ذوبان الألومنيوم. فالألومنيوم يتفاعل بسهولة شديدة مع الأكسجين لتكوين الألومينا. وفي الوقت نفسه، فإنه يمتص الغاز (H) بسهولة كبيرة، حيث يمثل محتواه ما بين 70-90% من إجمالي الغاز الموجود في ذوبان الألومنيوم. وترجع الثقوب والعيوب الرئيسية والشوائب الخبثية في سبائك الألومنيوم المصبوبة إلى الجسيمات الصلبة المتبقية، مثل الغازات والأكاسيد الموجودة في السبيكة. لذلك، من أجل الحصول على مادة منصهرة عالية الجودة، لا يقتصر الأمر على ضرورة اختيار عملية الصهر الصحيحة والمعقولة فحسب، بل إن معالجة التكرير والتنقية للمادة المنصهرة تعد أيضًا ذات أهمية بالغة.

هناك العديد من الطرق لتكرير وتنقية ذوبان الألومنيوم وسبائك الألومنيوم، ومن أبرزها طريقة التعويم،, تكرير التدفق طريقة الترشيح بالذوبان، وطريقة الترشيح بالفراغ، والطريقة المركبة.

وظيفة مادة الصهر في المسبك

تغيير قابلية الألومنيوم المنصهر للبلل بالأكسيد (الألومينا)، بحيث يصبح من السهل فصل الألومنيوم المنصهر عن الأكاسيد. ونتيجة لذلك، تدخل معظم الأكاسيد إلى مادة التذويب، مما يؤدي إلى انخفاض نسبة الأكاسيد في المادة المنصهرة.
يمكن لمواد التلحيم المستخدمة في صناعة السبك أن تغير حالة طبقة الأكسيد الموجودة على سطح المادة المنصهرة. ويرجع ذلك إلى قدرتها على تفتيت طبقة الأكسيد الصلبة والكثيفة الموجودة على سطح المادة المنصهرة إلى جزيئات دقيقة، مما يساعد على خروج الهيدروجين الموجود في المادة المنصهرة من الفجوات بين جزيئات طبقة الأكسيد ودخوله إلى الغلاف الجوي.
يمكن أن يؤدي وجود طبقة التدفق إلى عزل التلامس بين بخار الماء في الغلاف الجوي ومعدن الألومنيوم المنصهر، مما يجعل من الصعب على الهيدروجين أن يدخل إلى المعدن المنصهر، ويمنع في الوقت نفسه تأكسد المعدن المنصهر واحتراقه.
يمكن لمواد التذويب المستخدمة في صناعة السبك أن تمتص الأكاسيد الموجودة في الألومنيوم المنصهر، مما يتيح تنقية المادة المنصهرة. باختصار، يتم تحقيق دور مواد التذويب في تنقية الألومنيوم لإزالة الشوائب بشكل أساسي من خلال الامتصاص، والذوبان، والتفاعل الكيميائي مع طبقات الأكاسيد والشوائب غير المعدنية الموجودة في المادة المنصهرة.

هناك أنواع عديدة من مواد التذويب المستخدمة في صهر سبائك الألومنيوم، والتي يمكن تقسيمها إلى فئتين: عامل التغطية (مادة التذويب التي تمنع أكسدة المادة المنصهرة واحتراقها وامتصاص الغازات) وعامل التنقية (مادة التذويب المستخدمة لإزالة الغازات والشوائب). وتختلف مواد التغطية وعوامل التنقية باختلاف سبائك الألومنيوم المستخدمة.

تُحدث طريقة التكرير باستخدام المُذيب تأثيرًا جيدًا في إزالة الشوائب غير المعدنية، لكن درجة نقاء إزالة الشوائب غير المعدنية من المادة المنصهرة لا ترتبط فقط بالخصائص الفيزيائية والكيميائية للمُذيب، بل تعتمد أيضًا إلى حد كبير على ظروف عملية التكرير، مثل كمية المادة المساعدة، ومدة التلامس بين المادة المساعدة والمادة المنصهرة، ومساحة التلامس، وظروف التقليب، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك.