Существует ряд факторов, влияющих на эффективность рафинирования расплавленного алюминия с помощью флюса, в том числе состав флюса, степень его сухости, полнота обработки флюсом, а также параметры процесса рафинирования.
Очистка расплавленного алюминия с помощью флюса
Факторы, влияющие на рафинирование расплавленного алюминия с использованием флюса
1) Характер соли, входящей в состав флюса. Как правило, хлоридный флюс хорошо смачивает оксиды и обладает хорошей плавимостью, а добавление фторида в хлоридный флюс позволяет повысить его рафинирующую способность. Причина, по которой фторид повышает рафинирующую способность, заключается в следующем:
- Это повышает межфазное натяжение между флюсом и расплавом и усиливает адсорбцию флюса на оксиде.
- Фторид обладает более высокой реакционной способностью по отношению к расплаву алюминия, содержащемуся в жидком оксиде алюминия. На границе раздела фаз образуются продукты поверхностно-активной реакции, такие как газообразный фторид алюминия и жидкий натрий, что способствует удалению оксидов. При обработке только хлоридом образуется лишь небольшое количество газообразного хлорида алюминия, поэтому эффект рафинирования не так хорош, как при использовании фторида.
2) Сухость флюса. Хлоридный флюс обладает высокой гигроскопичностью. Перед использованием флюс необходимо тщательно просушить или переплавить, чтобы удалить адсорбированную воду и кристаллическую воду и тем самым улучшить эффект рафинирования.
3) Полнота обработки расплава флюсом по всей толщине расплава. То есть капли флюса равномерно проникают в расплав, полностью вступают с ним в контакт, равномерно распределяются и не оставляют «мёртвых зон» в процессе рафинирования.
4) Параметры процесса рафинирования. А именно: выбор подходящей температуры рафинирования, дозировки рафинирующего агента и правильного способа его добавления. При повышении температуры рафинирования поверхностное натяжение флюса снижается, а смачиваемость окисленных включений улучшается, благодаря чему усиливается эффект адсорбции и удаления шлака; одновременно с этим улучшается способность флюса растворять включения и усиливается химическое взаимодействие между флюсом и расплавом. Снижение объемной вязкости облегчает перемещение включений вверх и вниз, что способствует улучшению эффекта рафинирования. Кроме того, при добавлении флюса в расплав не только поглощается значительное количество тепла растворения, но и разложение некоторых фторидов (таких как криолит) и образование фторида алюминия являются эндотермическими процессами, поэтому температура рафинирования также должна быть более высокой. Конечно, слишком высокая температура увеличит склонность расплава к окислению и поглощению газа, поэтому её следует выбирать с учетом конкретных условий. Обычно температура очистка флюсом составляет 730–750 °C.
