تكنولوجيا التكرير بالفرن المستخدمة في صب سبائك الألومنيوم

تستخدم تقنية التكرير بالفرن عمومًا أملاح الكلوريد، ومذيبات مسحوق الكربونات المفلورة، والتكرير بنفخ الهواء المحمي بواسطة عوامل تغطية. ويتمثل المبدأ في تمرير غاز خامل أو غاز نشط غير قابل للذوبان في ذوبان الألومنيوم إلى داخل ذوبان الألومنيوم، أو إضافة أملاح الكلوريد، مما يؤدي إلى تكوين عدد كبير من الفقاعات في ذوبان الألومنيوم. ونظرًا لأن الضغط الجزئي للهيدروجين في الفقاعات يساوي صفرًا، فإنه قابل للذوبان في الألومنيوم. وسيستمر الهيدروجين الموجود في المادة المنصهرة في الانتشار داخل الفقاعات وفقًا لعملية حركية معينة، وستطفو الفقاعات على السطح حاملةً معها الهيدروجين. وفي الوقت نفسه، تكون كثافة ودرجة انصهار المذيب المختلط المكون من ملح الكلوريد وملح الفلوريد أقل من تلك الخاصة بمعدن الألومنيوم المنصهر، كما يتمتع بقدرة قوية على إذابة AlO3 وامتصاص الخبث الذي يتم التخلص منه، حيث تطفو أيضًا الشوائب الممتصة على سطح الفقاعات.

تكنولوجيا التكرير بالفرن

تتمثل تقنية التكرير بالفرن المستخدمة بشكل شائع في الداخل والخارج بشكل أساسي في التكرير بنفث المادة المساعدة. ومن أجل تلبية متطلبات جودة المنتج النهائي، وتحسين مستوى السلامة وحماية البيئة في عملية الإنتاج، وتقليل كثافة العمليات اليدوية، تم تطوير تقنية التكرير بالنفخ من أعلى الفرن، أو التكرير بالنفخ الجانبي للفرن، أو التكرير بالمواد الصلبة عامل تكرير التكرير.

مبدأ التكرير في الجزء العلوي من الفرن هو في الأساس نفس مبدأ إزالة الغازات خارج الفرن. وفقًا لسعة الفرن، يتم اختيار دوار واحد أو أكثر ليمتد من الجزء العلوي للفرن إلى سائل الألومنيوم الموجود بداخله، ويتم تمرير النيتروجين أو الغاز المختلط إلى الألومنيوم المنصهر عبر الدوار. وفي الداخل، يتولد عدد كبير من الفقاعات الصغيرة لتحقيق الغرض من إزالة الغازات وإزالة الخبث. جميع عمليات التحكم أوتوماتيكية بالكامل، ويمكن ضبط تدفق الغاز لكل دوار. ومن خلال المسار المثبت في الجزء العلوي من الفرن، يمكن استخدام جهاز تكرير واحد لعدة أفران، ويبلغ متوسط وقت التكرير 30 دقيقة.

تتمثل مزايا عملية التكرير بالنفخ من أعلى الفرن في أن كفاءة إزالة الهيدروجين تزيد عن 40%؛ يتم تقليل محتوى المعادن القلوية في المادة المنصهرة بنسبة 50%؛ مقارنةً بالتكرير التقليدي، يكون فقدان المعدن أقل بمقدار 10%؛ أثناء عملية التكرير، يكون باب الفرن مغلقًا. ويكون فقدان الحرارة أقل من 20%؛ وتتم العملية بأكملها بتحكم آلي كامل. أما العيب فهو أن طول العمود طويل جدًّا وسهل الكسر؛ ويُعد الجزء العلوي من الفرن منطقة تراكم الحرارة في الفرن بأكمله، ويجب أن يكون إحكام إغلاق الفتحة العلوية للفرن عاليًا جدًّا، وإلا فإن فقدان الحرارة سيؤدي إلى اختلاف كبير في درجة الحرارة داخل الفرن.

الغرض الرئيسي من جهاز التكرير المجاور للفرن هو تمرير عامل التكرير أو غاز التكرير داخل الفرن إلى فرن الانتظار لإزالة الهيدروجين والمعادن القلوية وشوائبها، وثانياً لتقليب الألومنيوم المنصهر داخل الفرن. تتكون المعدات من مجموعة من وحدات الحقن (دوار من الجرافيت ونظام تشغيل للعمود) ومجموعة من أنظمة تحديد المواقع. العملية بأكملها مؤتمتة بالكامل، بما في ذلك التسخين المسبق وحقن الدوار، ولا تتطلب سوى الضغط على زر واحد. يمكن ضبط كل معلمة، بدءًا من سرعة الدوار وصولاً إلى تدفق غاز الحامل المتناسب مع الحقن. يمكنها التعامل مع فرن واحد أو فرنين.

تتمثل ميزة النفخ الجانبي للفرن أو تكرير المسحوق الصلب في تقليل محتوى القلويات، ويمكن أن تصل كفاءة إزالة الهيدروجين إلى 70%؛ ولتقليل الشوائب غير المعدنية، يمكن أن تصل كفاءة إزالة الشوائب إلى 90%؛ بالنسبة للسبائك التي تتطلب محتوى منخفضًا من القلويات، فإن معدل خفض خبث الألومنيوم يتراوح بين 25% و35%؛ كما أنه يحسن التجانس العام للمعدن ويقلل من وقت معالجة الألومنيوم المنصهر. عيب هذه الطريقة هو أن الدوار يميل داخل ذوبان الألومنيوم، ويحافظ الدوار على حالة تشغيل عالية السرعة، لذا فإن عمره التشغيلي قصير نسبيًا.