Метод очистки газа, применяемый в печи для плавки алюминия

Требования к чистоте расплава незначительно варьируются в зависимости от типа сплава и области применения. Как правило, содержание водорода должно быть менее 0,15 см³/100 г Al, а массовая доля натрия обычно должна поддерживаться на уровне ниже 5/10⁶. Для получения расплава чистого алюминиевого сплава необходимо добавить очищающий агент в расплав алюминиевого сплава посредством физического воздействия или химической реакции с целью удаления оксидных включений и газов. Методами газовой очистки, широко применяемыми при печной обработке, являются использование инертного газа, газообразного хлора или их смеси; эти очищающие газы вводятся в расплав через систему газовой продувки.

Переработка газа

Система, которая вдувает очищенный газ в расплав в печи и обеспечивает эффект очистки, называется системой очистки вдувом. В связи с различной активностью очищенного газа принцип очистки также различается.

Очистка инертным газом

Под инертным газом понимается газ, который не вступает в химическую реакцию с расплавленным алюминием и растворённым водородом, а также не растворяется в алюминии. В качестве инертных газов обычно используются азот и аргон; принцип дегазации заключается в удалении [H] и включений из алюминиевого расплава физическими методами. Температуру расплавленного алюминия при использовании азота следует поддерживать на уровне 710–720 °C, чтобы избежать реакции азота с расплавленным алюминием с образованием нитрида алюминия. Эффективность дегазации аргоном выше, чем азотом, однако стоимость аргона высока. Как правило, аргон в чистом виде для дегазации не используется.

Активная переработка газа

В случае алюминия основным реактивным газом является хлор. Сам по себе хлор не растворяется в расплавленном алюминии, однако хлор, алюминий и водород, растворенный в расплавленном алюминии, могут вступать в быструю реакцию. Это может способствовать очистке. Поэтому очищающий эффект хлора намного выше, чем у азота, а эффект удаления натрия также значителен. Однако хлор загрязняет окружающую среду, вреден для организма человека, легко вызывает коррозию оборудования и нагревательных элементов, а также приводит к укрупнению кристаллической структуры слитка.

Очистка смешанных газов

Очистка с использованием одного только азота менее эффективна, а хлор наносит вред окружающей среде и оборудованию, поэтому для повышения эффективности очистки и снижения её вредного воздействия часто применяется очистка смесью азота и хлора.

Leave a Reply