Устройство для дегазации металла, предназначенное для очистки расплавленного алюминия

Наличие газа (обычно водорода) и других частиц в отливках, изготовленных методом гравитационного или песчаного литья, может приводить к образованию пузырьков, что может существенно ухудшить внешний вид и эксплуатационные характеристики (общую прочность и плотность) готового изделия. В связи с этим эффективное дегазирование металла имеет решающее значение для качества процесса литья.

Традиционно графит является наиболее широко используемым материалом для дегазации ротора благодаря износостойкости и стойкости к окислению карбида кремния, а также высокой плотности изостатической цельной конструкции. Кроме того, головка ротора оптимизирована для уменьшения размера пузырьков и достижения наилучшего эффекта диффузии газа за счет инновационной шестилопастной конструкции.

Полевые испытания оборудования для литья металлов показывают, что по сравнению с графитом уровень окисления роторов для дегазации из карбида кремния при рабочей температуре значительно ниже. Следует отметить, что при деформации геометрии головки дегазирующие характеристики графитового ротора снижаются, а плотность расплава в роторе из карбида кремния со временем фактически оказывается значительно выше, чем в графитовом роторе.

В процессе дегазации расплавленного металла иногда возникает необходимость в обработке расплава газом. Например, в расплавленный алюминий и расплавленные алюминиевые сплавы принято вводить такие газы, как азот и аргон, для удаления нежелательных компонентов, таких как водород и неметаллические включения. Газообразный хлор вводят в расплавленный алюминий и расплавленные алюминиевые сплавы для удаления щелочных металлов, таких как магний. Газ, добавленный в расплавленный металл, вступает в химическую реакцию с нежелательными компонентами, преобразуя их в форму, которая отделяется от расплавленного металла или может быть отделена от него (например, в виде осадка или пены). Для повышения эффективности газ следует как можно тщательнее распределить (или перемешать) по всему расплаву. Чем тщательнее перемешивание, тем больше молекул газа вступает в контакт с нежелательными компонентами, содержащимися в расплаве. Эффективность в первую очередь зависит от размера и количества пузырьков, а также от степени их полного перемешивания с расплавом во всем объеме емкости, содержащей расплав.

Дегазация металла

Некоторые устройства, которые одновременно перемешивают расплавленный металл и вводят в него газ, называются ротационными дегазаторами. Ротационный дегазатор в основном используется для очистки и дегазации алюминиевого расплава от водорода. Чем мельче и чаще удаляются пузырьки, тем лучше происходит дегазация расплава. Ротационное дегазационное устройство может использоваться не только в процессе дегазации, но и для удаления оксидов, остающихся на поверхности.

В качестве продувочного газа подходят все стандартные технологические газы. Ротационная дегазация обычно осуществляется с использованием инертного газа, подходящего для данного расплава, например, азота или аргона, которые применяются для алюминиевого расплава. В некоторых случаях инертный газ для продувки также смешивают с низкими концентрациями (<2,5%) гексафторида серы или хлора. В алюминиевой расплаве благодаря тонкому распределению газа для продувки ротора содержание водорода значительно снижается гораздо быстрее, чем при использовании других методов продувки. Благодаря этому принципу — применимому практически ко всем статическим поверхностям ванны — распределение пузырьков по всей рабочей камере очень широкое, что позволяет сократить время обработки за счет эффективной дегазации и очистки расплава.