В процессе плавки алюминия и алюминиевых сплавов основными веществами, загрязняющими алюминиевый расплав, являются водород и окислительные включения. Алюминий легко образует с кислородом Al₂O₃ или суб-оксид алюминия. В то же время он также очень легко поглощает газ H; его содержание составляет 70%–90% от общего количества газа в алюминиевом расплаве, а основными дефектами литых алюминиевых сплавов являются поры и шлаковые включения, что обусловлено остаточным газом и окислением в сплаве, вызванными твердыми частицами. Поэтому для получения высококачественного расплава алюминиевый литейный завод не только выбирает правильный и рациональный процесс плавки, но и рафинирование и очистка алюминия Температура расплава имеет большое значение.
Существует множество методов рафинирования и очистки расплавов алюминия и алюминиевых сплавов, к которым в основном относятся метод флотации, метод рафинирования с использованием флюса, метод фильтрации расплава, вакуумный метод и комбинированный метод.
Флюс для рафинирования и очистки алюминия
Солевой флюс широко применяется при производстве первичного и вторичного алюминия для улучшения качества расплава и повышения коэффициента извлечения металлического алюминия.
У флюса есть четыре функции:
- Изменить смачиваемость расплава алюминия по отношению к оксиду (глинозему) таким образом, чтобы расплав алюминия легко отделялся от оксида. Благодаря этому большая часть оксида попадает в флюс, что снижает содержание оксида в расплаве.
- Флюс может изменять состояние оксидной пленки на поверхности расплава. Это связано с тем, что он способен разрушать прочную и плотную оксидную пленку на поверхности расплава, превращая её в мелкие частицы, что способствует проникновению водорода из расплава через зазоры между частицами и его последующему выходу.
- Наличие слоя флюса может изолировать контакт между водяным паром в атмосфере и расплавом алюминия, затрудняя проникновение водорода в расплав, и в то же время предотвратить окислительное горение расплава.
- Флюс способен поглощать оксиды, содержащиеся в расплаве алюминия, что позволяет очистить расплав. Одним словом, эффект очистки расплава с помощью флюса, направленный на удаление включений, достигается главным образом за счет адсорбции, растворения и химического взаимодействия с оксидной пленкой и неметаллическими включениями в расплаве.
Классификация флюсов
Существует множество видов флюсы используемые при плавке алюминиевых сплавов, которые можно разделить на две основные категории: покрывающие вещества (флюсы, предотвращающие окислительное горение расплава, и геттеры) и рафинирующие вещества (флюсы для дегазации и удаления включений). В зависимости от используемого алюминиевого сплава флюсы и рафинирующие агенты различаются. Однако любой флюс, применяемый в процессе плавки алюминиевых сплавов, должен соответствовать следующим условиям:
- Температура плавления должна быть ниже температуры плавления алюминиевого сплава.
- Удельный вес должен быть меньше, чем у алюминиевого сплава.
- Способен поглощать и растворять включения в расплаве, а также удалять газ из расплава.
- Он не должен вступать в химическую реакцию с металлом и футеровкой печи. Если он вступает во взаимодействие с металлом, то в результате этого взаимодействия должен образовываться только инертный газ, нерастворимый в металле, а флюс должен быть нерастворим в расплавленном металле.
- Гигроскопичность должна быть небольшой, а давление испарения — низким.
- Он не должен содержать или выделять вредные примеси и газы.
- Должна обладать надлежащей вязкостью и текучестью.
- Его легко изготовить, и он стоит недорого.
