يُعد الهيدروجين غازًا ضارًا في الألومنيوم المنصهر. ويهدف الكشف عن محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر قبل دخوله الفرن إلى ضمان جودة المسبوكات. ولا سيما في عملية الصب الدقيق بالقالب، يصبح استخدام معدات إزالة الغازات من الألومنيوم السائل لإزالة الهيدروجين والخبث أمرًا ضروريًا.
أثناء عملية الصهر، يتفاعل معدن الألومنيوم مع بخار الماء لتوليد الهيدروجين، الذي يذوب في سائل الألومنيوم. وعندما يتصلب الألومنيوم المنصهر، يتم إزالة الهيدروجين منه. وإذا كان محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر مرتفعًا جدًّا، فإن الثقوب تتشكل بسهولة في قطعة الصب، مما يؤدي إلى انخفاض الخصائص الميكانيكية للقطعة المصبوبة. وفي الحالات الشديدة، يتم التخلص من قطعة الصب.
مبدأ إزالة الغازات من الألومنيوم السائل
يتم تقليب الألومنيوم المنصهر بواسطة الجرافيت الدوار والروتور اللذين يخضعان للتحكم، بينما يتم ضغط الغاز الخامل المُقيَّس داخل الألومنيوم المنصهر وتوزيعه على شكل فقاعات صغيرة، والتي تنتشر بشكل متساوٍ في المعدن المنصهر، ويكون ضغط الهواء داخل الفقاعات صفراً.
نظرًا لارتفاع الضغط الجزئي للهيدروجين في الألومنيوم المنصهر، فإن الهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر ينتشر باستمرار داخل الفقاعات، وفي الوقت نفسه، يتم امتصاص بعض الشوائب غير المعدنية الموجودة في الألومنيوم المنصهر على سطح الفقاعات.
مبدأ إزالة الغازات بالتدوير ويتمثل ذلك في زيادة المساحة السطحية للغاز الخامل المعرض للمعدن. فكلما زادت المساحة السطحية، زادت سرعة إزالة الغازات. وبالنسبة لحجم غاز معين، كلما صغر حجم الفقاعة، زادت المساحة السطحية وزادت سرعة إزالة الغازات. على سبيل المثال، تبلغ المساحة السطحية لفقاعة مربعة الشكل مقاس 1 بوصة 6 بوصات مربعة.
إذا قسمت هذه الفقاعة إلى فقاعات مربعة حجم كل منها 1/16 بوصة، فستزداد المساحة السطحية الإجمالية إلى 96 بوصة مربعة. وبالتالي، بالنسبة لنفس حجم الغاز، تزداد المساحة السطحية بمقدار 16 ضعف كمية الهيدروجين المنقولة إلى الفقاعة. ولن تؤثر الفقاعات على ذوبان سطح المعدن، لذا يتم امتصاص كمية ضئيلة من الهيدروجين من الغلاف الجوي.
في جهاز إزالة الغازات من الألومنيوم السائل، يتم فصل هذه الشوائب قبل الاحتراق، ثم تتم إزالة الغازات منها عن طريق التخلص من الخبث. كما يُعرف هذا الجهاز بمبدأ إزالة الغازات وكفاءته العالية، ولا يؤثر على عملية الإنتاج. وفي غضون وقت قصير، يمكن لهذا الجهاز تحسين نقاء الألومنيوم المنصهر، وتقليل معدل الخردة، وزيادة كفاءة الإنتاج، وتحسين الخصائص الميكانيكية للمسبوكات، وزيادة القدرة التنافسية للمنتجات.
