نقطة انصهار سبائك الألومنيوم في فرن الصهر

تبلغ درجة انصهار معدن المغنيسيوم (Mg) في سبائك الألومنيوم 649 درجة مئوية، بينما تبلغ درجة اشتعاله 500 درجة مئوية، وهي أقل بكثير من درجة انصهار الألومنيوم البالغة 660 درجة مئوية. لذلك، أثناء عملية صهر سبائك الألومنيوم، يتعرض معدن المغنيسيوم (Mg) للاحتراق بسهولة في جو فرن صهر الألومنيوم، مما يؤدي إلى احتراق المغنيسيوم. يجب إضافة معدن المغنيسيوم (Mg) في المرحلة النهائية من عملية تغذية الصهر. حيث تكون البركة المنصهرة عبارة عن معدن سائل بالكامل. يُغمر سبيكة المغنيسيوم في الألومنيوم المنصهر، فيذوب المغنيسيوم بسرعة لتقليل فقدان المغنيسيوم الناتج عن الاحتراق. وإلا، إذا أُضيف معدن المغنيسيوم في وقت مبكر جدًا، فستزداد كمية المعدن المحترق، مما يؤدي إلى عدم كفاية محتوى المغنيسيوم في المعدن السائل، وهو ما لا يلبي متطلبات قوة وأداء سبيكة الألومنيوم-المغنيسيوم. كما لا يمكن تسخين سبيكة المغنيسيوم وصهرها مباشرةً باللهب، وإلا فإن ذلك سيؤدي إلى احتراق المغنيسيوم. ويكون الضرر جسيمًا ويؤثر على التحكم في التركيب الكيميائي.

نقطة انصهار سبائك الألومنيوم

بالنسبة لـ إضافات العناصر المكونة للسبائك, ، بما في ذلك الحديد والمنغنيز والكروم وغيرها، ونظرًا لأن الإضافات تحتوي على أنواع عديدة من مواد التذويب، فإن معدل ذوبان عناصر السبائك في الألومنيوم المنصهر يزداد. ولذلك، يجب إضافة إضافات عناصر السبائك إلى الألومنيوم المنصهر وفقًا لنسبة عناصر السبائك بعد ذوبان الحمولة الموجودة في فرن الصهر. وإذا أُضيفت إضافات عناصر السبائك إلى فرن الصهر في بداية عملية الصهر، فمن ناحية، ستزداد خسارة حرق عناصر السبائك، ومن ناحية أخرى، سيُفقد جزء من عناصر السبائك أثناء عملية إزالة الخبث والعمليات الأخرى، مما يؤدي إلى تكوين سبيكة غير مطابقة للمواصفات للحمولة.

تشمل المواد الخام المضافة في عملية الصهر سبائك الألومنيوم، وقصاصات ألواح الألومنيوم، ونفايات الصب، ومضافات عناصر السبائك. ويتمثل مبدأ عملية التغذية في: إضافة المواد الخام منخفضة الكثافة أولاً، ثم إضافة المواد الخام عالية الكثافة. وبالنسبة لفرن الصهر الكبير سعة 85 طنًا، تعتمد عملية الصهر بشكل أساسي على التسخين النفاث، الذي يعتمد بدوره على إشعاع حرارة اللهب لتسخين المادة.

في عملية صهر المواد الخام عالية الكثافة، تتركز الحرارة المنبعثة من اللهب على سطح المواد الخام فقط، مما يزيد من صعوبة عملية صهر هذه المواد. ومع ذلك، تتمتع المواد الخام منخفضة الكثافة بسطح مكشوف أكبر، ويشع اللهب مزيدًا من الحرارة إلى سطح المواد الخام، ويكون معدل الانصهار أسرع. وفي الوقت نفسه، وبسبب السطح المكشوف الكبير، تكون خسارة الاحتراق أثناء الصهر كبيرة. بالنسبة للمواد الخام ذات الكثافة المنخفضة، إذا أُضيفت أولاً إلى فرن الصهر وغطيت بسبائك الألومنيوم الكثيفة أو نفايات الصب، فلن تتعرض المواد الخام منخفضة الكثافة لنطاق إشعاع اللهب، مما يقلل من خسارة الاحتراق أثناء الصهر، كما أن المعدن السائل المصهور بواسطة سبائك الألومنيوم وخردة الصب يغمور القصاصات، بحيث يتم صهر القصاصات والمواد ذات الكثافة المنخفضة بسرعة، ويتم تقليل استهلاك الطاقة في عملية الصهر.

بالنسبة لسبائك الألومنيوم الكثيفة وخردة الصب، إذا لم يكن تسلسل التغذية مناسبًا، فستُغمر هذه المواد في الألومنيوم المنصهر، وسيكون من الصعب نقل الحرارة المنبعثة من اللهب إلى هذه المواد عبر الألومنيوم المنصهر، مما سيؤدي إلى إطالة مدة الصهر وزيادة استهلاك الطاقة في عملية الصهر. علاوة على ذلك، لا يمكن صهر هذه المواد إلا بزيادة درجة حرارة الألومنيوم المنصهر، وتؤدي درجة الحرارة السطحية المرتفعة بشكل مفرط للألومنيوم المنصهر إلى احتراقه الزائد.

من أجل توفير استهلاك الطاقة في عملية الصهر، يمكن إضافة سائل الألومنيوم الكهربائي مباشرةً إلى فرن الصهر. ومع ذلك، يجب الانتظار حتى يتواجد قدر معين من سائل الألومنيوم المنصهر داخل فرن الصهر قبل إضافة سائل الألومنيوم الكهربائي. فإذا تمت إضافة سائل الألومنيوم الكهربائي في وقت مبكر جدًا، فقد تتواجد كمية معينة من الماء على سطح المادة الصلبة المضافة إلى فرن الصهر، أو قد يتراكم الماء في قاع فرن الصهر. وبعد إضافة سائل الألومنيوم الكهربائي، يصبح هناك خطر حدوث انفجار. وإذا تمت إضافة سائل الألومنيوم الكهربائي في وقت متأخر جدًّا، فإن درجة الحرارة المرتفعة للسائل نفسه — التي تصل عادةً إلى حوالي 830 درجة مئوية — ونقطة انصهار سبائك الألومنيوم العالية داخل فرن الصهر لا تساعد على تحسين حبيبات المعدن أثناء عملية الصب، مما يؤثر سلبًا على الخصائص الميكانيكية للمنتج.