Использование флюсов при плавке алюминия является важным методом очистки расплава алюминия. В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом разработано и используется множество видов флюсов. Помимо флюсов, основной целью которых является удаление газа и примесей, существуют также другие виды флюсов, такие как покрывающие флюсы, средства для очистки шлака и т. д. В зависимости от цели очистки средства для очистки расплава алюминия можно разделить на три типа: средства для удаления газа, флюсы для удаления примесей и очищающие флюсы.
Флюсы для плавки алюминия
Флюсы для плавки алюминия
Очистка с помощью газоочистителя заключается в впрыске газа в расплав алюминия или добавлении веществ, способных генерировать очищенный газ. Водород диффундирует в пузырь за счет разницы парциальных давлений между расплавом алюминия и пузырем. Одновременно пузырь улавливает включения в процессе всплытия, что позволяет достичь цели удаления водорода. Основные Флюсы При плавке алюминия важную роль играет удаление водорода. В то же время, вследствие взаимодействия примесей в расплаве с водородом, процесс удаления водорода сопровождается удалением примесей.
Принцип очистки с помощью газоочистителя основан на теории всплывания пузырьков. В зависимости от активности газоочистителя его можно разделить на три категории: инертный газ, активный газ и окисляющий газ.
(1) Под «аффективными газами» понимаются газы, которые не вступают в реакцию с расплавом алюминия и растворённым водородом, а также не растворяются в алюминии; к ним относятся, в основном, AR, N₂, He и др. Они нетоксичны, не имеют вкуса, не загрязняют окружающую среду и не требуют установки для очистки отработанных газов. Они выполняют функцию физической адсорбции и удаления водорода из расплава алюминия. Недавние исследования показали, что физическое дегидрирование и химическая фиксация водорода могут осуществляться одновременно за счет использования комбинации инертных газов и редкоземельных элементов. При этом движение пузырьков аргона в расплавленном алюминии может ускорить диффузию редкоземельных элементов в расплавленном алюминии, увеличить вероятность контакта редкоземельных элементов с водородом и быстро снизить содержание растворенного водорода в сплаве.
(2) Под активным газом в основном понимается Cl₂, а также ZnCl₂ и другие хлориды или хлористые газы, образующиеся в процессе очистки. Активный газ оказывает на расплав алюминия как физическое, так и химическое воздействие, способствующее удалению водорода. Однако он вреден для здоровья человека, загрязняет окружающую среду, способствует коррозии оборудования и нагревательных элементов, а также приводит к укрупнению кристаллической структуры слитка сплава. Поэтому, несмотря на то что Cl₂ и CCl₄ используются в качестве флюсов и обеспечивают превосходный эффект очистки, во избежание угрозы для населения в большинстве случаев используют инертный газ.
(3) Под окисляющим газом понимается газ, образующийся в результате разложения флюса или реакции с расплавом алюминия под действием высокой температуры. Например, флюс, основной состав которого представляет собой NaNO₃ + C, вступает в реакцию с образованием N₂CO₂. В процессе очистки образуются газы NO, NO₂, CO и HF, которые могут вызывать бурное окисление расплава алюминия. Фактически даже «нетоксичный» флюс является токсичным, поэтому «нетоксичные» флюсы требуют дальнейших исследований и разработок.
