تهدف علم المعادن إلى إزالة الشوائب (العناصر غير المقصودة) من المحلول المعدني عن طريق الصهر (التسخين إلى درجة أعلى من نقطة الانصهار) لتكوين الخبث وإزالته، في حين أن بعض المكونات الكيميائية تكون نقية نسبيًا من خلال إزالة الخبث، وإزالة الكربون، وإزالة الأكسجين، وما إلى ذلك. وهي عملية تشكيل تركيبة السبائك. وعادةً ما تتم عملية التكرير الأكثر دقة لمعالجة إزالة الغازات من الألومنيوم في مسبك المعادن.
معالجة إزالة الغازات من الألومنيوم
لطالما كانت معالجة إزالة الغازات من الألومنيوم موضوعًا للبحوث المتعلقة بصب ودرفلة سبائك الألومنيوم، وتعد نقاء النيتروجين المستخدم في عملية التكرير داخل جهاز التنقية عاملاً رئيسيًّا يؤثر بشكل مباشر على فعالية عملية التنقية.
تتمثل عملية إزالة الغازات من الألومنيوم في رش النيتروجين في الألومنيوم المنصهر لإزالة الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، تُعتبر عملية إزالة الغازات أيضًا طريقة فعالة جدًّا لتطفو الشوائب على السطح.
وقد تم اقتراح نموذجين نظريين رئيسيين لتفسير مبدأ إزالة الغازات. ويرى النموذج الكلي أن إزالة كل شائبة تتسم بطبيعة مماثلة. أما النموذج المجهري، أي وفقًا لهذه النظرية، فيرجع ذلك إلى ارتفاع ضغط بخار الهيدروجين، مما يؤدي إلى انتشار الهيدروجين المذاب في الغاز الموجود في سائل الألومنيوم المُحقن.
من الناحية النظرية، فإن جسيمًا يبلغ قطره 10 ميكرون يتلامس مع فقاعة، فيتم امتصاصه عليها، ثم يطفو صعودًا حتى يصل إلى سطح السائل.
تعمل معالجة إزالة الغازات من الألومنيوم على تفتيت الفقاعات الكبيرة من النيتروجين إلى فقاعات صغيرة جدًّا عن طريق تدوير دوار النيتروجين بسرعة عالية، وتوزيعها بشكل متجانس في المعدن المنصهر.
من خلال تقليل قطر الفقاعات، تزداد المساحة السطحية الإجمالية لهذه الفقاعات بشكل حاد، مما يؤدي إلى تلامس المزيد من الأسطح السطحية لفقاعات النيتروجين مع الهيدروجين والشوائب الموجودة في المعدن المنصهر، وبالتالي دفع هذه المواد الضارة إلى سطح السائل.
إزالة الغازات من الألومنيوم
وحدة إزالة الغازات من الألومنيوم وهو أن الدوار قادر على تفتيت فقاعات النيتروجين الواردة إلى فقاعات صغيرة وتوزيعها في جميع أنحاء المعدن المنصهر.
من خلال تقليل قطر الفقاعات، تزداد مساحة سطح النيتروجين زيادة كبيرة، بحيث يتلامس سطح أكبر من النيتروجين مع الهيدروجين والشوائب الموجودة في المعدن المنصهر، ويتم إزالة الهيدروجين أو الشوائب من سائل الألومنيوم أثناء صعود الفقاعات.
يمكن لنظام التحكم في التدفق الخاص بوحدة إزالة الغازات أثناء التشغيل، والمستخدمة في معالجة الألومنيوم بالنيتروجين، ضبط معدل تدفق الغاز وفقًا لحجم المعدن السائل قيد المعالجة، كما يمكن ضبط سرعة القضيب الدوار والدوار لإنتاج فقاعات ذات حجم مناسب لتسهيل انتشار الغاز الخامل.
