Lapisan oksida dan partikel pengotor yang tersuspensi dalam cairan aluminium sulit dihilangkan sepenuhnya di dalam tungku dengan permukaan terbuka yang luas. Penggunaan fluks melalui mesin penyemprot bubuk memang memberikan hasil yang lebih baik, namun tetap sulit untuk mencapai tujuan pemurnian cairan aluminium secara menyeluruh. Oleh karena itu, selain menggunakan fluks untuk menghilangkan sebagian kotoran yang terkontaminasi di dalam tungku berkapasitas besar, bengkel pengecoran modern juga menggunakan peralatan pemurnian on-line di luar tungku untuk melakukan proses pemurnian menyeluruh terhadap aluminium cair yang mengalir keluar dari tungku penahan guna menghilangkan sisa gas dan terak dalam aluminium cair secara tuntas.
Peralatan Pemurnian Online untuk Cairan Aluminium
Prinsip kerja peralatan pemurnian di luar tungku adalah memungkinkan cairan aluminium dan gas emosional bersentuhan sepenuhnya di dalam tungku pemurnian kecil yang dilengkapi pemanas, sehingga hidrogen yang terdapat dalam cairan aluminium berdifusi ke dalam gelembung inert yang memiliki tekanan parsial hidrogen nol dan kemudian keluar. keluar dari cairan. Terak padat yang tersuspensi dalam aluminium cair juga akan teradsorpsi pada permukaan gelembung dan dibuang bersamaan. Setelah proses pemurnian online, kandungan hidrogen dalam aluminium cair dapat dikurangi hingga setengah dari nilai semula; inklusi non-logam dengan diameter kurang dari 50um dapat dihilangkan oleh 50%. Hal ini penting untuk produksi paduan aluminium-magnesium dan ekstraksi langsung aluminium cair dari sel elektrolitik untuk memproduksi aluminium.
Gas inert dapat disebarkan menjadi gelembung-gelembung kecil ke dalam cairan aluminium melalui nosel berputar, nosel atomisasi, atau pelat keramik berpori. Alat pemurni di luar tungku memiliki nama paten dari penemunya. Untuk mencegah kontaminasi sekunder pada aluminium cair di dalam tungku pemurnian, beberapa perangkat juga menutupi permukaan aluminium cair tersebut dengan gas inert. Gas inert yang digunakan dapat berupa nitrogen atau argon. Nitrogen harus berupa nitrogen kemurnian tinggi dengan kemurnian lebih dari 99,995%, dan titik embunnya lebih rendah dari -70°C. Kemurnian argon harus lebih dari 99,98%, sedangkan kandungan air dan oksigennya harus kurang dari 0,01%. Biaya argon lebih tinggi daripada nitrogen, namun keunggulannya adalah argon tidak akan bereaksi dengan aluminium cair untuk membentuk senyawa pada suhu tinggi. Setelah aluminium cair dimurnikan secara online, kandungan hidrogen harus di bawah 0,12 mL/100 g (Al). Untuk produk dengan persyaratan kualitas yang ketat, kandungan hidrogen harus di bawah 0,10 mL/100 g (Al).
Waktu yang dibutuhkan cairan aluminium untuk melewati perangkat pemurnian sangat singkat. Setelah proses pemurnian, terak dan inklusi berukuran lebih kecil sulit dipisahkan dari cairan aluminium dalam waktu sesingkat itu. Untuk memastikan kebersihan cairan aluminium, semua perangkat pemurnian eksternal dilengkapi dengan perangkat penyaringan untuk menghilangkan kotoran yang tersuspensi. Bentuk kotoran dalam cairan aluminium berupa lapisan tipis atau partikel, dengan ketebalan lapisan 0,1–0,5 µm, dan panjang atau lebar 10–5.000 µm; diameter partikelnya berkisar antara 0,1–50 µm; kotoran tersebut meliputi oksida seperti Al₂O₃, SiO₂, MgO, serta AlF₃, Al₄C₃, AlN, dan senyawa non-oksida lainnya.
Filter aluminium cair umumnya menggunakan filter keramik berbusa. Ketika cairan aluminium mengalir melalui saluran-saluran yang berliku-liku dan saling terhubung di dalam keramik busa, partikel-partikel kotoran di dalamnya mengendap pada dinding saluran akibat pengaruh hidrodinamika, inersia, intersepsi, tabrakan, adsorpsi, dan sebagainya. Hal ini memungkinkan cairan aluminium yang bersih masuk ke pelat aliran pengecoran dan penggulungan. Efisiensi filtrasi pelat keramik berbusa berhubungan langsung dengan diameter pori-pori mikro, namun diameter partikel kotoran yang terhalang jauh lebih kecil daripada diameter rata-rata pori-pori mikro tersebut. Pelat keramik berbusa biasanya diganti sekali dalam satu siklus tungku untuk memastikan kemampuan aliran cairan aluminium dan mencegah partikel kotoran serta terak yang mengendap di pori-pori masuk kembali ke dalam cairan aluminium.
