الشوائب في سبائك الألومنيوم | طريقة التحكم في الشوائب الموجودة في المعدن المنصهر

تتكون الشوائب السائلة في سائل سبائك الألومنيوم بشكل أساسي من أملاح الكلوريد المتولدة في الموقع. ويمكن أن تكون أملاح الكلوريد في الحالة الصلبة أو في الحالة المنصهرة. وبمجرد تكوّنها، يصعب جدًّا إزالتها من الألومنيوم المنصهر. ويمكن أن يتحد الكلور مع الألومنيوم لتكوين مركب AlCl₃ عند درجة حرارة تبلغ حوالي 178 درجة مئوية. وإذا لم يكن هناك مغنيسيوم في الألومنيوم المنصهر، فإنه يتبخر بسرعة ويخرج من الألومنيوم المنصهر. أما إذا احتوى الألومنيوم المنصهر على أكثر من 0.2٪ بالوزن من المغنيسيوم، فإن مركب AlCl₃ يتفاعل مع المغنيسيوم لتكوين MgCl₂. وإذا دخل MgCl₂ إلى قطعة الصب، فإنه يُعد شائبة ضارة للغاية. وبالمثل، فإن الصوديوم والكالسيوم والليثيوم والسترونتيوم الموجودة في سائل الألومنيوم ستتفاعل أيضًا مع مركب AlCl₃ لتكوين ملح الكلوريد المقابل. تكون المواد النقية لهذه الأملاح الكلورية صلبة عمومًا عند درجة حرارة الانصهار، وتشكل خليطًا سائلًا بعد تكوين نظام متساوي الانصهار مع كلوريد المغنيسيوم. وتعد إزالة خليط أملاح الكلوريد المنصهرة هذه من الألومنيوم المنصهر تحديًا صعبًا للغاية؛ لأنه حتى باستخدام مرشح معدني، لا يمكن فصل السائلين غير القابلين للامتزاج. ونظرًا للكثافة المنخفضة وحجم الجسيمات الصغير لهذا الملح الكلوريد المنصهر، فإنه لن يترسب في الألومنيوم المنصهر. وعند استخدام مادة الصهر القائمة على كلوريد الصوديوم في عملية التكسير، فإنها تتسبب في تفاعل مركب بين مادة الصهر وتشكيل شظايا تحتوي على خبث في الطور السائل. من الصعب جدًّا كشط هذه المواد. فهي تتحد بسهولة مع الأكاسيد والخبث. وتشبه كثافة الركام المتكون كثافة الألومنيوم المنصهر إلى حد كبير.

الشوائب في سبائك الألومنيوم

تترتب على الشوائب الموجودة في سبائك الألومنيوم ومنتجات الصب بالقالب الناتجة عنها العديد من الآثار الضارة:

تؤدي شوائب الخبث إلى إعاقة تدفق المعدن. بل وقد تؤدي إلى عدم اكتمال التعبئة، خاصة في الأجزاء الرقيقة.

تؤثر شوائب الخبث سلبًا على الخصائص الميكانيكية، حيث تقلل من مقاومة الخضوع ومقاومة الشد، والتمدد، ومقاومة الصدم.

تكون العديد من شوائب الخبث صلبة وتؤثر سلبًا على أداء المعالجة الآلية. كما تؤثر شوائب الخبث الموجودة على السطح على عمليات التشطيب مثل الطلاء الكهربائي، والطلاء بالدهان، والطلاء بالأنودة، وما إلى ذلك.

تُعد شوائب الخبث الموقع المفضل لتكوّن نوى المسام الهيدروجينية. حيث تتحد مع ذرات الهيدروجين على السطح الداخلي لتشكل جزيئات هيدروجين. وتصبح خبثًا صلبًا داخل المعدن المنصهر.

عملية تكرير سبائك الألومنيوم

طريقة التحكم في الشوائب الموجودة في المادة المنصهرة

1) لا تستخدم مواد تكسير الخبث،, عوامل التكرير, ، وعوامل إزالة الغازات وعوامل التغطية التي تحتوي على كمية كبيرة من كلوريد الصوديوم لمنع التلوث الثانوي للألمنيوم المنصهر. تُظهر كل من الأبحاث النظرية والتطبيقات العملية أن التركيب المثالي لمساعدات صهر الألومنيوم يجب أن يحتوي فقط على كمية صغيرة من كلوريد الصوديوم، الذي يمكن أن يعزز طفو الشوائب وتراكمها، وأن مجرفة الخبث عبارة عن مسحوق جاف يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من الألومنيوم.

2) يجب الحفاظ على درجة حرارة ارتفاع درجة حرارة الألومنيوم المنصهر عند أدنى مستوى ممكن. ويجب تجنب درجة حرارة التفاعل الخاصة بالكلوريد المنصهر. حيث تصل درجة حرارة التفاعل الخاصة بالكلوريد المنصهر إلى ما بين 718 درجة مئوية و732 درجة مئوية، مما يساعد على الحد من آثاره السلبية.

3) التحكم في التركيب الكيميائي لمحتويات الفرن. إذا تم استخدام عدد كبير من سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها ونفايات إعادة التدوير في محتويات الفرن، واستُخدمت مواد كيميائية تحتوي على الكلور لتنقية سائل الألومنيوم، فمن الضروري التأكد من أن تركيز بقايا الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم والليثيوم يقع ضمن الحد الأدنى الاقتصادي. وفي الوقت نفسه، ينبغي زيادة نسبة عوامل التكسير والتكرير بشكل مناسب.

4) يُعد تركيب شبكة ترشيح عند الجسر الذي يعبر الفرن، أو إدخال فوهة دوارة في وحدة المعالجة الخاصة لنفخ المسحوق بهدف التكرير، أو استخدام سدادة تهوية في الجزء السفلي لنفخ المسحوق بهدف التكرير، من العمليات المتطورة الفعالة لتنقية ماء الألومنيوم.

Leave a Reply