К факторам, влияющим на растворение водорода в расплавленном алюминии, в основном относятся парциальное давление водорода, температура, легирующие элементы и другие факторы. Только освоив основные факторы, влияющие на расплавленный алюминий, можно обеспечить более эффективную дегазацию с помощью дегазационной системы.
Факторы, влияющие на растворение водорода
Парциальное давление водорода
При определённой температуре растворимость водорода увеличивается с ростом парциального давления. Согласно исследованиям, в печном газе, содержащем водяной пар, даже при очень небольшом его содержании этого достаточно для повышения содержания водорода в алюминии. Водяной пар легко вступает в реакцию с алюминием. Результатом этого является не только окисление алюминиевого шлака, но, что более важно, увеличение содержания водорода в расплавленном алюминии. Например, содержание газа в расплаве сплава 2A11 зависит от влажности воздуха. При одинаковых условиях плавки содержание водорода значительно изменялось. Средняя влажность в январе составляла 30%, а содержание газа — 0,11 см³/100 г; средняя влажность в июне — 40%, а содержание газа — 0,14 см³/100 г. Из этого видно, что газ в металлическом расплаве в значительной степени происходит из водяного пара в печном газе и влаги на шихте.
Температура
Чем выше температура расплавленного алюминия, тем быстрее происходит тепловое движение молекул металла и газа, а также увеличивается скорость диффузии газа внутри металла. Поэтому, как правило, растворимость газов в металлах увеличивается с ростом температуры. Растворимость водорода в алюминии также увеличивается с ростом температуры. Поэтому в процессе плавки, при условии обеспечения необходимого эффекта рафинирования и температуры литья, следует принимать меры для предотвращения перегрева расплава и длительного поддержания высокой температуры.
Легирующий элемент
В реальном расплаве многокомпонентного алюминиевого сплава растворимость газа ограничивается не только температурой и парциальным давлением газа, но и зависит от сродства металла к газу. Легирующие элементы, обладающие большим сродством к газу, как правило, повышают растворимость газа в сплаве. Легирующие элементы с меньшим сродством к газу действуют противоположным образом. Некоторые испытания показали, что Cu, Sn, Mn, Zn могут снижать растворимость водорода в алюминиевых сплавах, тогда как Ti, Ce, Th, Zr — наоборот.
Другие факторы
Поскольку на поверхности расплава металла образуется плотная оксидная пленка, она препятствует диффузии газа в металл и замедляет скорость растворения. Поэтому любые операции, разрушающие оксидную пленку на поверхности расплава в процессе плавки и прокатки, являются нежелательными. Кроме того, длительное нахождение расплава при высоких температурах увеличивает вероятность вдыхания паров. Поэтому необходимо стремиться максимально сократить время плавки.
Система дегазации расплава алюминия
Разместить AdTech система дегазации расплавленного алюминия между печью-удерживателем и литьевой машиной. Азот вдувается в расплавленный алюминиевый сплав, где газ измельчается вращающимся графитовым ротором в дегазационной камере. В результате образуется большое количество дисперсных пузырьков, благодаря чему жидкий алюминиевый сплав полностью контактирует с азотом в камере обработки. Благодаря перепаду давления и принципу поверхностной адсорбции пузырьки поглощают водород и окисленный шлак. Затем пузырьки поднимаются на поверхность расплава, образуя пену. После этого расплавленный алюминиевый сплав поступает из выпускного отверстия дегазационной установки в литьевую машину. Жидкий алюминиевый сплав непрерывно поступает в дегазационную установку, и азот непрерывно вдувается внутрь. Благодаря такому процессу очистки установка для дегазации позволяет достичь цели очистки алюминиевого сплава.
