تُعدّ طرف وفوهة صب الألومنيوم “الجزء الحنجري” في خط الصب المستمر ومصنع الدرفلة الذي يتم توجيه ذوبان الألومنيوم إليه، وتُعدّ وظيفتها بالغة الأهمية. وبمجرد حدوث مشاكل انسداد في طرف وفوهة صب الألومنيوم، لا يمكن سوى إيقاف تشغيل آلة الصب والدرفلة لاستبدالهما، مما يؤدي إلى انقطاع الإنتاج، وإهدار القوى العاملة والموارد المادية، وانخفاض كفاءة الإنتاج.
مع تطور وتقدم العلوم والتكنولوجيا، تم إحراز تقدم ملحوظ في معالجة الألومنيوم المنصهر. في عملية الإنتاج، تُجرى سلسلة من عمليات التنقية والترشيح على سائل الألومنيوم الكهربائي لإزالة الشوائب الموجودة فيه، مما يتيح الحصول على سائل ألومنيوم أنظف. وذلك إلى حد ما لضمان مرور المعدن المنصهر بسلاسة عبر الفوهة. ومع ذلك، فإن انسداد رأس الصب والفوهة لا تزال هذه هي المشكلة الرئيسية التي تواجه عملية إنتاج سبائك الألومنيوم.
من خلال الجمع بين الممارسات الإنتاجية الميدانية والتحليل النظري، تمت دراسة أسباب وآلية تكوّن انسداد فوهة الصب في عملية إنتاج سبائك الألومنيوم، مما يوفر إرشادات لتحسين عمليات إنتاج سبائك الألومنيوم وتعزيز إنتاجها.
في تجويف فوهة وفوهة صب الألومنيوم، لا تقتصر الظاهرة على تكوّن خبث التفاعل فحسب، بل تشمل أيضًا ترسب الشوائب الدقيقة في المادة المنصهرة. عندما تصل سرعة الصب إلى 7 م/دقيقة، يصبح مجال التدفق داخل تجويف الفوهة أكثر تعقيدًا مع زيادة سرعة الصب، وتُجبر جزيئات الشوائب الموجودة في المادة المنصهرة على إحداث حركة فيزيائية واصطدامات. يتكون الجزء الداخلي لمواد الفوهة من ألياف متشابكة بها العديد من الثقوب. يؤدي التفاعل إلى عدم انتظام سطح فوهة الصب ووجود ثقوب خاصة بها، بحيث يتمتع سطح فوهة الصب بمساحة سطح محددة أكبر وطاقة امتصاص أعلى، ولديه قدرة قوية على اعتراض الشوائب الصلبة غير المعدنية في المادة المنصهرة. وفي الوقت نفسه، فإن جزيئات TiB الدقيقة الموجودة في عامل التنقية المضاف في عملية الصب، سيتم اعتراضها بواسطة الشوائب الموجودة على فوهة الصب. وهذا لن يؤثر فقط على تنقية حبيبات لوح الألومنيوم المصبوب النهائي، بل سيؤدي أيضًا إلى تفاقم انسداد فوهة الصب.
تؤدي الزيادة في خشونة المساحة السطحية النوعية للتجويف — الناتجة عن التفاعل داخل تجويف الفوهة وتكوّن الخبث — إلى تعزيز تصلب سبيكة الألومنيوم السائلة على السطح الداخلي لتجويف الفوهة، مما يؤدي بدوره إلى تضييق تجويف الفوهة. وفي الوقت نفسه، وبسبب ظاهرة تصلب سبائك الألومنيوم، تزداد قوة الترابط بين الشوائب، وكذلك بين الشوائب ومواد الفوهة. يصعب على التدفق عالي السرعة لسائل سبائك الألومنيوم أن يؤثر بشكل فعال على عملية تكوين الخبث في تجويف فوهة الصب، مما يجعل انسداد فوهة الصب عرضة للحدوث في عملية الصب والدرفلة.
