تغطية التدفق

لا يظل الألمنيوم المنصهر ساكناً في الفرن. ففي اللحظة التي يصل فيها إلى الحالة السائلة، يبدأ في التفاعل — مع الرطوبة الموجودة في جو الفرن، ومع غازات الاحتراق، ومع الأكسجين. وفي كل دقيقة يتعرض فيها سطح المادة المنصهرة دون حماية، تفقد كمية من الألمنيوم بسبب الأكسدة وتكتسب كمية من الهيدروجين التي ستسبب لك مشاكل في محطة الصب.

تغطية التدفق يحل هذه المشكلة من جذورها. فعند تطبيقه مباشرةً على سطح الألومنيوم المنصهر، يذوب بسرعة ويشكل حاجزًا وقائيًّا كثيفًا وسائلًا بين المعدن وأجواء الفرن. مما يؤدي إلى تباطؤ عملية الأكسدة بشكل كبير. كما ينخفض امتصاص الهيدروجين. وتقل خسارة المعدن — تلك التي تظهر في شكل خبث كثيف وتقارير مبالغ فيها عن خسائر الصهر — انخفاضًا ملحوظًا.

تقوم شركة AdTech بتصنيع تركيبات مادة التذويب التي تغطي كلاً من سبائك الألومنيوم القياسية والسبائك المعدلة بنسبة عالية من المغنيسيوم/السترونتيوم، حيث تخضع جميع المكونات لمعالجة حرارية مناسبة لإزالة الماء الممتص والماء البلوري قبل التعبئة. لأن وجود الرطوبة في مادة التذويب يبطل الغرض الأساسي من استخدامها في المقام الأول.

 إذا كان مشروعك يتطلب استخدام مادة «Covering Flux»، فيمكنك الاتصال بنا للحصول على عرض أسعار مجاني. 

ما هو «تغطية التدفق» وما هي وظيفته؟

تغطية التدفق هي مادة مسحوقية بيضاء تتكون من أملاح الكلوريد والفلوريد ومركبات غير عضوية أخرى، وقد صُممت خصيصًا لحماية أسطح سبائك الألومنيوم المنصهرة أثناء عملية الصهر والحفظ داخل الفرن. وعند نثره على سطح المادة المنصهرة، يذوب مادة التغطية عند درجة حرارة محكومة ويتدفق ليشكل طبقة سائلة متصلة منخفضة اللزوجة، والتي بدورها تشكل غشاءً واقياً كثيفاً في وقت قصير.

يؤدي هذا الفيلم الواقي ثلاث وظائف أساسية:

1. يمنع الأكسدة — يُنشئ حاجزًا ماديًّا بين الألومنيوم المنصهر والغازات المؤكسدة في جو الفرن، مما يقلل بشكل كبير من تكوّن خبث أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃) والشوائب المؤكسدة.
2. يمنع امتصاص الهيدروجين — يعمل على عزل سطح المادة المنصهرة عن الرطوبة الجوية، التي تُعد المصدر الرئيسي للهيدروجين المذاب في عمليات الفرن.
3. يقلل من فقدان المعادن — من خلال منع تكوّن الأكسيد، يقلل تغطية السائل المنصهر بشكل كبير من كمية الألومنيوم التي تتحول إلى خبث غير قابل للاسترداد. في العملية النموذجية، يمكن أن تؤدي أسطح الذوبان غير المحمية إلى خسارة معدنية تتراوح بين 1 و3% في الساعة من وقت الاحتفاظ. ويؤدي الاستخدام السليم لمواد التغطية إلى تقليل هذه الخسارة إلى ما بين 0.2 و0.5%.

وينتج عن ذلك معدن أنقى، وفقدان أقل أثناء الصهر، وتقليل تكوين الخبث، وجودة صب أفضل — وهو أمر مهم بشكل خاص للتطبيقات عالية القيمة في مجالات الطيران والنقل وصب الألومنيوم الدقيق.

تغطية التدفق

مواصفات المنتج

تقوم شركة AdTech بتصنيع نوعين قياسيين من مادة التغطية لتلبية احتياجات مجموعات السبائك المختلفة والمتطلبات المعدنية المحددة:

550CF — مادة تغطية قياسية لسبائك الألومنيوم

550CF هو مادة تغطية تحتوي على الصوديوم (من النوع Na) مصممة لتغطية سبائك الألومنيوم العامة وسبائك الألومنيوم التي لا تحتوي على نسبة عالية من المغنيسيوم داخل الفرن. وهي توفر حماية ممتازة للسطح، وتقلل من خسائر الاحتراق الناتجة عن الأكسدة، وتمنع امتصاص الهيدروجين أثناء عمليات الصهر والحفظ.

الأكثر ملاءمة لـ: الألومنيوم النقي (1xxx)، وسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم (3xxx)، وسبائك الألومنيوم والسيليكون (4xxx)، وسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم والسيليكون القياسية (6xxx حيث يكون محتوى المغنيسيوم <2%)، وسبائك الألومنيوم والزنك (7xxx) التي يُسمح فيها بوجود الصوديوم.

580CF — مادة تغطية خالية من الصوديوم للسبائك عالية المغنيسيوم والمعدلة بالسترونتيوم

580CF هو مادة صهر تغطية خالية من الصوديوم (من النوع الخالي من الصوديوم) تم تركيبها خصيصًا لسبائك الألومنيوم عالية المغنيسيوم وسبائك الألومنيوم المعدلة بالسترونتيوم. في أنظمة السبائك هذه، يُعد الصوديوم ملوثًا ضارًا — فحتى الكميات الضئيلة من الصوديوم (Na) تتسبب في تشقق الحواف في السبائك عالية المغنيسيوم أثناء الدرفلة، كما تقلل من فعالية تعديل السترونتيوم في سبائك الصب. توفر تركيبة 580CF نفس الحماية السطحية الكثيفة التي توفرها تركيبة 550CF مع تجنب تلوث الصوديوم تمامًا.

الأكثر ملاءمة لـ: سبائك المغنيسيوم (سلسلة 5xxx — 5083، 5182، 5754، 5052)، وسبائك الصب A356 وA357 المعدلة بالسترونتيوم، وأي سبيكة يُحدد فيها محتوى الصوديوم بأقل من 5 جزء في المليون.

الجدول 1: مواصفات تغطية التدفق في تقنية الإعلانات (AdTech)

تركيبات طورها فريق الهندسة المعدنية في شركة AdTech. توصيات الجرعات تستند إلى الشكل الهندسي القياسي للفرن وظروف الاحتفاظ بالحرارة. قد تختلف الجرعة الفعلية باختلاف حجم الفرن ومدة الاحتفاظ بالحرارة والرطوبة الجوية.

اطلب عرض أسعار

لماذا يُعد تغطية مادة الصهر أمرًا ضروريًا أثناء صهر الألومنيوم؟

أي شخص سبق له تشغيل فرن ألومنيوم دون تغطية مادة التذويب يعرف الإجابة على هذا السؤال بشكل غريزي — حتى لو لم يقم بتحديدها كمياً.

يُعد الألومنيوم من أكثر المعادن الشائعة تفاعليةً عندما يكون في حالة انصهار. وتكون تفاعل الأكسدة (4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃) مواتيةً من الناحية الديناميكية الحرارية عند أي درجة حرارة أعلى من نقطة الانصهار، كما أن وجود الرطوبة يُسرّع هذه العملية ويؤدي في الوقت نفسه إلى إدخال الهيدروجين إلى المادة المنصهرة. إن طبقة الأكسيد التي تتشكل على سطح المادة المنصهرة غير المحمية لا توفر حماية خالصة مثل طبقة الأكسيد الخامل الموجودة على الألومنيوم الصلب — ففي درجات حرارة الفرن، تستمر هذه الطبقة في النمو والتشقق وإعادة التشكل، كما أنها تحبس المعدن داخل طبقة الخبث.

إليك ما يحدث في حالة عدم توفير الحماية الكافية لسطح الذوبان:

• يزداد الفقد الناتج عن الاحتراق التأكسدي — كل كيلوغرام من الألومنيوم يتحول إلى Al₂O₃ هو كيلوغرام قمت بصهره، ودفعت تكاليف الطاقة اللازمة له، ولا يمكنك بيعه. وفي أفران الحفظ الكبيرة، قد تفقد الأسطح غير المحمية ما بين 2 و5% من الحمولة المعدنية بسبب الأكسدة في كل دورة حفظ.
• تسارع وتيرة انتشار شاحنات الهيدروجين — تتفاعل الرطوبة الجوية مع سطح الألومنيوم (2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 3H₂)، حيث يذوب الهيدروجين مباشرةً في المادة المنصهرة. وهذا يزيد من العبء على العمليات اللاحقة  وحدة إزالة الغازات  وقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع مستويات الهيدروجين إلى ما يتجاوز الحد الذي يمكن تصحيحه بشكل كافٍ عن طريق عملية إزالة الغازات المدمجة في خط الإنتاج.
• ارتفاع محتوى الإدماج — تتشكل طبقات وشظايا أكسيد على الأسطح غير المحمية، وتُدمج في المادة المنصهرة أثناء عمليات التحميل والتقليب والنقل. وتستمر هذه الشوائب غير المعدنية في المرور عبر خط معالجة المادة المنصهرة لتنتهي في قطع الصب الخاصة بكم.
• حجم المخلفات في تزايد — كلما زادت عملية الأكسدة، زادت كمية الخبث، مما يعني الحاجة إلى مزيد من عملية إزالة الخبث، وزيادة كمية المعدن العالق في الخبث، وارتفاع تكاليف معالجة الخبث.

يُوقف تغطية مادة التدفق هذه الدورة من مصدرها. فالطبقة الواقية التي تشكلها أكثر فعالية بكثير من طبقة الأكسيد الطبيعية وحدها — فهي متصلة، وسائلة، وقادرة على إصلاح نفسها عند تعرضها للاضطراب، ومستقرة كيميائيًا عند درجات حرارة تشغيل الفرن.

كيف يعمل مادة التغطية بالألمنيوم؟

الآلية بسيطة، لكن كيمياء التركيب لها أهمية أكبر مما يدركه معظم الناس.

عندما يُنثر مسحوق المُذيب على سطح الألومنيوم المنصهر، فإنه يمتص الحرارة من المادة المنصهرة ويذوب بدوره — مكونًا طبقة سائلة تتدفق عبر كامل مساحة السطح. والخصائص الرئيسية التي تجعل هذه العملية فعالة هي:

نقطة انصهار منخفضة — صُممت تركيبات مادة التغطية بحيث تذوب عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة الحفاظ على الألومنيوم (عادةً ما تتراوح بين 650 و700 درجة مئوية)، مما يضمن التكوّن السريع للطبقة الواقية عند تطبيقها على المعدن عند درجة حرارة تتراوح بين 720 و740 درجة مئوية.

لزوجة منخفضة وانسيابية جيدة — بمجرد أن يذوب، ينتشر المذيب بسرعة وبشكل متساوٍ. فالمذيب الجيد الذي يوفر تغطية جيدة لا يتكتل — بل يتدفق عبر السطح ويملأ الفجوات، بما في ذلك المناطق التي تأثرت بعمليات التحميل أو التقليب.

الاستقرار الكيميائي — يجب أن تظل طبقة المادة المساعدة مستقرة عند درجات حرارة تشغيل الفرن لفترات انتظار طويلة دون أن تتحلل أو تتفاعل مع الألومنيوم أو تنبعث منها أبخرة تسبب مشاكل في مكان العمل.

سلوك عدم التبلل مع الألومنيوم — يستقر غشاء مادة التذويب فوق المادة المنصهرة دون أن يختلط بها. وعندما يتم إزالته في النهاية أثناء عملية التصفية، ينفصل بشكل نظيف عن سطح المعدن، حاملاً معه الخبث بدلاً من احتجاز المعدن النقي.

تركيبة خالية من الرطوبة — هذا أمر بالغ الأهمية وغالبًا ما يتم تجاهله. فإذا كان مادة التغطية نفسها تحتوي على رطوبة (نتيجة المعالجة الحرارية غير السليمة أثناء التصنيع أو ظروف التخزين السيئة)، فإن إضافتها إلى المادة المنصهرة تؤدي إلى إدخال الهيدروجين نفسه الذي تحاول استبعاده. تخضع جميع مكونات مادة التغطية من AdTech لمعالجة حرارية مناسبة لإزالة كل من الماء الممتص والماء البلوري، كما يتم غربلتها لضمان توحيد حجم الجسيمات من أجل سلوك ذوبان متسق.

ما هي كمية مادة التغطية التي يجب استخدامها لكل طن؟

تبدو الجرعة بسيطة — من 0.5 إلى 1.5 كيلوغرام لكل طن من الألومنيوم — لكن تحديدها بدقة أمر مهم. فإذا كانت الجرعة أقل من اللازم، ستترك فجوات في الطبقة الواقية. أما إذا كانت أكثر من اللازم، فستهدر المال على مادة الصهر الزائدة دون تحقيق فائدة إضافية، علاوة على أنك ستنتج المزيد من الخبث الملوث بمادة الصهر الذي يتعين معالجته.

تعتمد الجرعة المناسبة على عدة عوامل عملية:

• نسبة مساحة سطح الفرن إلى حجمه — يُتيح فرن الاحتفاظ الواسع والضحل مساحة سطح أكبر لكل طن من المعدن مقارنةً بالبوت العميق. وتستلزم المساحة الأكبر من السطح كمية أكبر من مادة التذويب لضمان التغطية الكاملة.
• مدة الانتظار — تتطلب فترات الانتظار الأطول (وهي شائعة في المسابك التي تنتظر دورة إعادة تعبئة المغرفة أو تتعامل مع تأخيرات في الجدول الزمني) طبقات أكثر سمكًا من مادة التذويب أو إعادة تطبيقها بشكل دوري، حيث تتناقص سماكة الطبقة الأصلية بسبب التبخر والتأثيرات الخارجية.
• بيئة الفرن — تخلق الأفران التي تعمل بالغاز، والتي يتلامس اللهب فيها مباشرة مع سطح المادة المنصهرة، ظروف أكسدة أكثر عدوانية مقارنة بالأفران الكهربائية المقاومة. وزيادة درجة العدوانية هذه تعني أنك ستستفيد من استخدام جرعات تقع في الطرف الأعلى من النطاق.
• تفاعلية السبائك — تتأكسد السبائك عالية المحتوى من المغنيسيوم (سلسلة 5xxx) بشكل أسرع من الألومنيوم النقي أو سبائك سلسلة 6xxx، لأن المغنيسيوم يتأكسد بشكل أساسي على السطح. وعادةً ما تتطلب هذه السبائك 1.0–1.5 كجم/طن بدلاً من الحد الأدنى البالغ 0.5 كجم/طن.

توصيتنا العملية: ابدأ بكمية 1.0 كجم/طن في الاستخدام الأول. راقب التغطية — يجب أن ترى طبقة سائلة كاملة ومتساوية تغطي سطح المادة المنصهرة بالكامل دون أي أجزاء مكشوفة من الألومنيوم. قم بزيادة أو تقليل الكمية بناءً على جودة التغطية. في حالة الشك، أعد تطبيق طبقة رقيقة (0.2–0.3 كجم/طن) إذا لاحظت ظهور المعدن العاري أثناء فترة الانتظار الطويلة.

اطلب عرض أسعار

كيفية استخدام مادة التغطية في عمليات صهر الألومنيوم

تندرج عملية تغطية مادة التذويب ضمن تسلسل محدد ضمن العملية الشاملة لصهر الألومنيوم ومعالجته. ويُعد اتباع التسلسل الصحيح أمرًا مهمًا — فكل خطوة تستند إلى الخطوة التي تسبقها.

الخطوة 1: التكرير

عندما تصل درجة حرارة سبائك الألومنيوم إلى ما يقارب 660–720 درجة مئوية، أضف  عامل تكرير . اضغط بأداة إزالة الغازات على قاع السائل المنصهر حتى تتوقف الفقاعات عن الظهور. تُستخدم خطوة التكرير في المقام الأول لإزالة الهيدروجين المذاب من سائل الألومنيوم داخل الفرن.

الخطوة 2: إزالة الخبث

بعد اكتمال عملية التكرير، يُضاف عامل تكوين الخبث. يُقلب المزيج جيدًا باستخدام الأدوات اللازمة لإخراج الشوائب غير المعدنية والشوائب الأخرى إلى السطح، ثم يُزال الخبث الناتج. تزيل هذه الخطوة الشوائب الصلبة التي تم تفكيكها أو فصلها خلال عملية التكرير.

الخطوة 3: التغطية

بعد إزالة الخبث من السطح، قم بنثره تغطية التدفق (مثل AdTech 550CF أو 580CF) بالتساوي على كامل سطح المادة المنصهرة. يذوب المُذيب ويشكل طبقة واقية كثيفة تمنع الهيدروجين من العودة إلى سائل الألومنيوم من الغلاف الجوي، كما توفر عزلًا حراريًّا للحد من فقدان الحرارة.

الخطوة 4: تنظيف الفرن

بعد انتهاء عملية الصهر واستخراج كل الألومنيوم، استخدم  مادة صهر لإزالة الخبث  لإزالة التراكمات المتبقية من جدران الفرن وأرضيته، والحفاظ على سلامة المواد المقاومة للحرارة، ومنع تلوث عمليات التسخين اللاحقة.

طريقة الاستخدام: يمكن تطبيق مادة التغطية عن طريق نثرها يدويًّا على سطح المادة المنصهرة باستخدام ملعقة أو مغرفة ذات مقبض طويل، مع الحرص على توزيعها بشكل متساوٍ. أما بالنسبة للأفران الأكبر حجمًا، فيمكن أيضًا نثرها باستخدام آلة نثر تعمل بالغاز للحصول على تغطية أكثر اتساقًا. ولا ينبغي غمر مادة التغطية في المادة المنصهرة — فهي مخصصة لمعالجة السطح فقط.

ماذا يحدث إذا استخدمت نوعًا خاطئًا من مادة التغطية؟

هذا سؤال لا يُطرح بالقدر الكافي، وقد تكون عواقب الإجابة الخاطئة عليه باهظة التكلفة.

الخطأ الأكثر شيوعًا هو استخدام مواد صهر تحتوي على الصوديوم (مثل 550CF) على السبائك عالية المغنيسيوم أو سبائك الصب المعدلة بالسترونتيوم. وإليك سبب كون ذلك مشكلة:

الصوديوم في السبائك عالية المغنيسيوم (سلسلة 5xxx): يتسبب الصوديوم في حدوث «ضيق التنفس الحراري» — أي التشقق بين الحبيبات أثناء الدرفلة الساخنة أو البثق. فحتى وجود 5–10 جزء في المليون من الصوديوم في سبائك مثل 5182 أو 5083 يمكن أن يجعل المعدن غير صالح للاستخدام في التطبيق المقصود. إذا كان مادة التغطية (فلوكس) تحتوي على مركبات الصوديوم، فستنتقل كميات ضئيلة منها إلى المادة المنصهرة خلال فترة الاحتفاظ بالحرارة. تحدد إرشادات جمعية الألومنيوم بشأن حدود المعادن القلوية في سبائك 5xxx الحد الأقصى لمحتوى الصوديوم (Na) بما يقل بكثير عن 10 جزء في المليون لمعظم التطبيقات.

الصوديوم في سبائك الصب المعدلة بالسترونتيوم: يؤدي تعديل السترونتيوم إلى تحسين بنية السيليكون الإيوتكتية في سبائك A356/A357، وهو أمر بالغ الأهمية بالنسبة للليونة وأداء مقاومة الإجهاد. ويتداخل الصوديوم مع تعديل السترونتيوم — حيث يتنافس على نفس مواقع التعديل ويؤدي إلى تكوين بنية إيوتكتية غير مستقرة وغير متسقة. ونتيجة لذلك، تكون المسبوكات ذات خصائص ميكانيكية لا يمكن التنبؤ بها.

وهذا بالضبط هو السبب الذي يجعل AdTech تقدم تركيبة 580CF الخالية من الصوديوم كمنتج مستقل بذاته. فهو ليس عرضًا إضافيًّا عالي القيمة — بل هو ضرورة معدنية لهذه المجموعات من السبائك.

الجدول 2: دليل اختيار تدفق التغطية حسب فئة السبائك

إرشادات الاختيار استنادًا إلى المبادئ الراسخة في علم معادن الألومنيوم وحساسية كل سبيكة تجاه الفلزات القلوية. 

تغليف وتخزين مادة التلحيم

التخزين السليم لا يقل أهمية عن الاستخدام السليم. فالمواد المساعدة التي تمتص الرطوبة أثناء التخزين تفقد فعاليتها — حيث إنك بذلك تُدخل الماء مباشرةً إلى سطح المادة المنصهرة.

الجدول 3: مواصفات تغليف مادة «فلوكس» المستخدمة في تكنولوجيا الإعلانات (AdTech)

تخضع جميع منتجات «فلوكس» (Flux) الخاصة بتكنولوجيا الإعلانات (AdTech) للمعالجة الحرارية أثناء التصنيع لإزالة الماء الممتص والماء البلوري. وتفترض مدة الصلاحية أن تكون العبوة سليمة ومخزنة وفقًا للشروط الموصى بها.

نصائح للتخزين مستمدة من الخبرة الميدانية:

• يجب تخزين منصات الفلوكس بعيدًا عن الأرض على رفوف أو منصات خشبية — فالأرضيات الخرسانية في مصانع الصب تمتص الرطوبة وتطلقها، خاصة في المناخات الرطبة.
• بمجرد فتح الكيس، استخدم محتوياته في غضون 48 ساعة أو أعد إغلاق الكيس بإحكام. فالأكياس التي تم استخدام جزء منها وتركت مفتوحة بجوار الفرن ستمتص الرطوبة بسرعة.
• في المناطق الاستوائية أو ذات الرطوبة العالية (جنوب شرق آسيا، السواحل الشرق أوسطية، أمريكا الوسطى)، يُنصح باللجوء إلى التخزين في بيئة يتم التحكم في ظروفها المناخية أو استخدام أكياس أصغر حجمًا لضمان استهلاك كل كيس بسرعة بمجرد فتحه.
• تحقق من حالة مادة التلحيم قبل الاستخدام — إذا كان المسحوق قد تكتل أو تصلب أو تغير لونه، فهذا يعني أنه امتص الرطوبة ويجب التخلص منه أو إعادة تجفيفه قبل الاستخدام.

حالة عملية في مجال تكنولوجيا التصنيع: الحد من خسائر الذوبان في مصهر ثانوي هندي

في أوائل عام 2023، بدأنا العمل مع مصهر للألمنيوم الثانوي يقع في جامناغار، بولاية غوجارات — وهي إحدى أكثر مناطق إعادة تدوير الألمنيوم نشاطًا في الهند. قامت المنشأة بمعالجة خردة الألومنيوم المختلطة (بقايا البثق، ومسبوكات السيارات، وUBC) لتحويلها إلى قضبان معاد صهرها وسبائك مسبوكات، وبشكل أساسي من النوعين A356 وLM25 لصناعة صب السيارات والدراجات النارية المحلية.

الوضع الذي كانوا عليه قبل الاتصال بشركة AdTech:

كان المصنع يشغل ثلاثة أفران انعكاسية تعمل بالغاز، تبلغ طاقتها الإجمالية حوالي 15 طنًا لكل دورة صهر. وكانت طريقة معالجة الذوبان المتبعة بدائية — حيث كانوا يستخدمون مادة تغطية من مصدر محلي ذات تركيبة غير مؤكدة، ويتم تطبيقها بشكل غير منتظم، دون توفر خيار خالٍ من الصوديوم. وكانت عملية التكرير تتم باستخدام نظام أقراص الكلور القاعدية. ولم تكن هناك أي معدات لإزالة الغازات أو الترشيح مدمجة في خط الإنتاج. وكان المعدن يُنقل بواسطة مغرفة مباشرةً من الفرن إلى محطة الصب.

كانت هذه المشاكل تكلفهم أموالاً حقيقية:

• بلغ متوسط الخسارة المبلغ عنها الناتجة عن الذوبان 5.8% لكل دفعة — وهو ما يزيد بشكل ملحوظ عن المعيار المرجعي 2–3% الخاص بمصهر ثانوي يُدار بشكل جيد
• أظهر تحليل الخبث وجود نسبة عالية من الألومنيوم المعدني (55–65%)، مما يعني أنهم كانوا يتخلصون من معدن جيد محبوس في خبث سيئ التشكيل
• كانت قطع الصب من نوع A356 التي أنتجوها لصالح إحدى الشركات الكبرى المصنعة للدراجات النارية تفشل في اختبارات تعديل السترونتيوم — حيث كانت بنية السيليكون اليوتيكية غير متسقة وخشنة في حوالي 20% من الدفعات
• كشفت التحقيقات في الأسباب الجذرية أن مادة التلحيم المستخدمة حالياً تحتوي على مركبات الصوديوم، والتي كانت تتداخل مع عملية تعديل السترونتيوم التي يقومون بها

ما قدمته شركة AdTech:

• مواد التغطية الخالية من الصوديوم 580CF — طلب أولي بكمية 5 أطنان لأغراض تجريبية، على أن يتم التوريد شهريًّا بعد ذلك
• مواد تكرير (أقراص AdTech وعوامل تكرير مسحوقية) لإزالة الهيدروجين داخل الفرن
• 1× ذو دوار واحد  وحدة إزالة الغازات عبر الإنترنت  (15 طن متري/ساعة) مزود بدوار من مادة Si₃N₄ لخط الصب الرئيسي الخاص بهم
• 1×  صندوق مرشح CFF   مع  مرشحات رغوية خزفية بدقة 30 نقطة في البوصة 
• الدعم الفني الذي يشمل 6 أيام من تحسين العمليات في الموقع

ما اكتشفه فريقنا وقام بإصلاحه:

أول ما لاحظه مهندسنا الميداني كان طريقة استخدام مادة التغطية. فقد كان المشغلون يضعون مادة التغطية في أكوام كبيرة في أحد أركان سطح الفرن بدلاً من توزيعها بالتساوي. وكانت هناك مساحات واسعة من سطح المادة المنصهرة غير مغطاة على الإطلاق، في حين كانت هناك مناطق أخرى بها تراكم زائد للمواد المساعدة مما أدى إلى تولد أبخرة. قمنا بإعادة هيكلة إجراءات التطبيق لديهم — بحيث يتم التوزيع بالتساوي بمعدل 1.0 كجم/طن فور الانتهاء من عملية إزالة الرغوة، مع إعادة تطبيق 0.3 كجم/طن كل 45 دقيقة خلال فترات الانتظار الطويلة.

أدى التحول من مادة الصهر المحلية المحتوية على الصوديوم إلى استخدام AdTech 580CF إلى حل مشكلة تعديل السترونتيوم بشكل شبه فوري. خلال الأسبوع الأول من التجربة، تحسنت اتساق تعديل السترونتيوم من حوالي 80% إلى أكثر من 97% من الدفعات التي تستوفي المواصفات. وقد أكد فريق الجودة التابع لشركة تصنيع الدراجات النارية هذا التحسن خلال الشهر الأول.

كان «فقدان الذوبان» هو المؤشر الأكثر دلالة. فمن خلال الاستخدام السليم لمادة 580CF، إلى جانب تحسين ممارسات إزالة الرغوة (إزالة الرغوة بطريقة أقل قوة، والسماح للخبث بالجفاف على السطح قبل إزالته، واستخدام مغرفة مثقبة لتصريف المعدن مرة أخرى إلى الفرن)، انخفض فقدان الذوبان لديهم من من 5.8% إلى 3.1% لكل دورة تسخين — انخفاض بمقدار 47%.

بالنسبة لعمليات الصهر التي تبلغ 15 طنًا، وبأسعار الخردة المتوسطة التي تبلغ حوالي $2,200 للطن الواحد (سعر السوق الهندي لخردة سبائك الصب المصنفة في عام 2023)، فإن هذا التحسن في خسائر الصهر البالغ 2.7% يمثل تقريبًا $890 تم توفيرها في كل دورة تسخين. مع تشغيل ثلاثة أفران بمعدل دفعتين في اليوم، تجاوزت الوفورات الشهرية الناتجة عن تقليل فقدان الصهر وحده $160,000. وبلغت تكلفة منتج AdTech 580CF الذي يغطي مادة الفلوكس خلال الفترة نفسها حوالي $4,500.

وقد ساهمت وحدة إزالة الغازات ونظام الترشيح في تحسين جودة قطع الصب بشكل أكبر، مما أدى إلى تقليل نسبة المنتجات المرفوضة بسبب المسامية من جانب عميل قطاع الدراجات ذات العجلتين، وفتح الباب أمام توريد قطع صب للسيارات ذات متطلبات أكثر صرامة، والتي كانت الشركة محرومة من دخول سوقها في السابق بسبب قيود الجودة.

بعد مرور ثمانية عشر شهراً على بدء العلاقة التجارية، أصبح هذا العميل الآن يطلب منتجات AdTech التي تشمل مادة التلحيم (580CF)، ومادة التلحيم المستخدمة في التكرير، والمرشحات الرغوية الخزفية، والمواد الاستهلاكية لوحدة إزالة الغازات، وذلك وفق جدول شهري منتظم. وقد أخبرنا مدير المشتريات لديهم خلال زيارة قمنا بها مؤخراً: “مادة التلحيم وحدها غطت تكاليف كل شيء آخر”.”

شركة «أدتيك للمواد المعدنية» المحدودة هي مشروع مشترك صيني-أجنبي يزود شركات سبائك الألومنيوم العالمية بمواد الترشيح ومجموعات كاملة من معدات التنقية.

كيف يندرج نظام تغطية مادة الصهر ضمن نظام معالجة الصهر الكامل؟

يُعد غطاء مادة الصهر خط الدفاع الأول في ضمان جودة المادة المنصهرة — فهو يعمل داخل الفرن، قبل أن يصل المعدن إلى خط المعالجة. لكنه ليس سوى عنصر واحد ضمن نهج شامل.

التسلسل الكامل لمعالجة الصهر في AdTech:

1.  تغطية التدفق  — يُستخدم في الفرن لحماية سطح المادة المنصهرة أثناء عملية الصهر والحفظ
2.  تدفق التكرير  — يُستخدم داخل الفرن لإزالة الهيدروجين مبدئيًّا واختزال الفلزات القلوية
3.  وحدة إزالة الغازات المدمجة  — إزالة الغازات بالدوران في نظام القنوات من أجل التحكم الدقيق في الهيدروجين
4.  مرشح رغوي خزفي  — الإزالة النهائية للمواد المضافة قبل محطة الصب
5.  عزل من الألياف الخزفية  — إدارة الحرارة على طول خط الغسل والمعالجة

تتناول كل خطوة آلية تلوث محددة. حيث يمنع تغطية مادة التذويب تفاقم المشكلة أثناء مرحلة الانتظار. أما مادة التذويب المُحسَّنة فتعمل على مهاجمة الملوثات داخل الفرن بشكل فعال. وتقوم عملية إزالة الغازات بإزالة الهيدروجين المذاب الذي تمكن من اجتياز الحاجزين الأولين. أما عملية الترشيح فتعمل على احتجاز الشوائب الصلبة التي نجت من كامل العملية الأولية.

إذا لم تقم بتغطية مادة التدفق، فإن معداتك اللاحقة ستعمل بجهد أكبر، وسترتفع تكاليف تشغيلها، وقد لا تعوض ذلك تمامًا عن الأكسدة وامتصاص الهيدروجين اللذين حدثا أثناء فترة الانتظار دون حماية.

 اتصل بنا للحصول على حل متكامل لمعالجة معدن الألومنيوم المصهور. 

الأسئلة الشائعة

1. ما هي وظيفة مادة تغطية التدفق؟

يُستخدم مادة التغطية لحماية سطح الألومنيوم المنصهر من الأكسدة وامتصاص الهيدروجين أثناء عملية الصهر والحفظ.

2. كيف يعمل التغطية بالتدفق؟

بعد ذوبانه، يشكل مادة التلحيم طبقة واقية كثيفة على سطح الألومنيوم المنصهر، مما يساعد على منع دخول الهواء والرطوبة والأكسدة.

3. لماذا يُعد تغطية مادة الصهر أمرًا مهمًا في عملية صهر الألومنيوم؟

وهو يساعد على الحد من فقدان المعادن، وتقليل تكوّن الخبث، وتحسين نقاء المادة المنصهرة، وحماية جودة الصب.

4. ما هي كمية مادة التغطية المستخدمة؟

تتراوح الجرعة الموصى بها عادةً بين 0.5 و1.5 كجم لكل طن من الألومنيوم المنصهر، اعتمادًا على ظروف الفرن ونوع السبائك.

5. ما الفرق بين 550CF و580CF؟

550CF هو مادة صهر تغطية قياسية من النوع الصوديوم (Na) مخصصة لسبائك الألومنيوم العادية. أما 580CF فهو نوع خالٍ من الصوديوم مصمم لسبائك الألومنيوم عالية المغنيسيوم والمعدلة بالسترونتيوم.

6. هل يمكن أن يقلل تغطية مادة الصهر من خسائر الاحتراق الناتجة عن الأكسدة؟

نعم. تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية لغطاء الصهر في تقليل خسائر الاحتراق الناتجة عن الأكسدة على سطح المعدن المنصهر أثناء مرحلة الاحتفاظ بالحرارة في الفرن.

7. هل تغطية مادة التلحيم مناسبة لسبائك الألومنيوم عالية المحتوى من المغنيسيوم؟

نعم، ولكن يجب عليك استخدام مادة تغطية خالية من الصوديوم، مثل AdTech 580CF، في حالة السبائك التي تحتوي على نسبة عالية من المغنيسيوم.

8. كيف ينبغي تطبيق مادة التغطية؟

يمكن رشه مباشرة وبشكل متساوٍ على سطح الألومنيوم المنصهر بعد إزالة الخبث، مما يتيح له تكوين طبقة واقية بسرعة.

9. كيف ينبغي تخزين مادة التغطية؟

يجب تخزينه في مكان جاف وجيد التهوية. وتبلغ مدة الصلاحية المعتادة من 6 إلى 12 شهراً شريطة أن تظل العبوة مغلقة بإحكام.

10. هل يمكن استخدام مادة التغطية مع مواد أخرى تُستخدم في صهر الألومنيوم؟

نعم. ويُستخدم عادةً جنبًا إلى جنب مع مادة التسييل المستخدمة في التكرير، وعوامل تكوين الخبث، ووحدات إزالة الغازات، والمرشحات الرغوية الخزفية، كجزء من عملية معالجة الصهر الكاملة.