Дегазация металла азотом с помощью ротационной дегазационной установки

Дегазация инертным газом широко применяется в процессе литья металлов. Инертные газы, такие как азот и аргон, обычно используют азот, не вступают в химические реакции с расплавом и не растворяются в алюминии, в отличие от растворенного водорода. При вдувании инертного газа в расплав образуется множество мелких пузырьков. Проходя через расплав, пузырьки вступают в контакт с водородом и оксидными включениями, содержащимися в расплаве. Водород и включения адсорбируются на поверхности пузырьков и вместе с ними поднимаются к поверхности расплава. Наша ротационная установка дегазации осуществляет дегазирование металла азотом. Существует пять факторов, влияющих на эффективность дегазирования азотом.

Дегазация металла азотом

Содержание

Дегазация металла азотом: факторы, влияющие на процесс

Свойства азота. Плотность и вязкость азота, смачиваемость включений и теплоемкость влияют на эффективность рафинирования. Чем выше плотность газа и чем выше его вязкость, тем ниже скорость всплытия в расплаве и тем дольше время пребывания, что способствует улучшению эффективности рафинирования. Однако чем меньше плотность газа, тем больше его объём на единицу массы и тем больше площадь контакта с расплавом, что также способствует улучшению эффекта рафинирования. По результатам экспериментов было отмечено: решающую роль в процессе дегазации играет не масса рафинированного газа, а его объем и степень дисперсии в расплаве. Чем лучше смачиваемость газа по отношению к включениям, тем сильнее его способность к всплыванию. Теплоемкость влияет на эффект рафинирования, воздействуя на температуру расплава.

Чистота азота. Под чистотой инертного газа в основном понимается степень содержания в нём кислорода и влаги. Чем выше содержание кислорода и воды в инертном газе, тем хуже эффект очистки. Поскольку кислород и водяной пар попадают в расплав вместе с очищенным газом, они вступают в химическую реакцию с расплавом, образуя оксидную пленку на поверхности пузырька и повышая парциальное давление водорода в пузырьке. Это не только значительно затягивает процесс диффузионного удаления водорода, но и приводит к увеличению содержания окисляющих примесей в расплаве. Когда содержание водяного пара и кислорода в инертном газе превышает определённое значение, они не только не способствуют очистке, но даже вызывают процесс поглощения водорода расплавом, что приводит к более серьёзному загрязнению.

Размер пузырьков. Чем меньше размер пузырьков, тем лучше эффект дегазации. Ведь чем меньше пузырьки, тем больше их образуется из одного и того же объема газа, и тем больше их общая площадь поверхности. А чем медленнее скорость их всплытия в расплаве алюминия, тем дольше время их контакта с расплавом.

Равномерность контакта пузырьков с расплавом. Чем полнее и равномернее контакт, тем лучше эффект рафинирования. Поскольку рафинирование с вдувом воздуха основано на диффузионном дегазировании за счет разницы парциальных давлений и флотационном удалении шлака, рафинирующий эффект может оказываться только на той области, которая находится в контакте с рафинирующим газом. Для увеличения вероятности контакта лучше всего использовать комбинированную технологию очистки расплава с помощью онлайн-очистки и фильтрации. При очистке в печи очиститель должен плавно перемещаться по дну печи, чтобы избежать образования «мертвых зон».

Другие параметры процесса рафинирования. Такие параметры процесса рафинирования, как время продувки, давление продувки, температура продувки и время отстоя расплава после рафинирования, оказывают заметное влияние на эффективность рафинирования расплава.