В процессе рафинирования расплавленного алюминия атомы водорода, растворенные в расплаве, мигрируют к периферии пузыря рафинирования (Ar, N и т. д.), адсорбируются вокруг пузыря, связываются с молекулами водорода и проникают внутрь пузыря, после чего в конечном итоге всплывают вместе с ним. Кинетический процесс, подобный процессу сжижения алюминия при разливке. Это процесс, при котором водород диффундирует в жидкой фазе и адсорбируется пузырьками.
Процесс рафинирования расплавленного алюминия
В процессе плавки алюминиевого сплава очищающий агент добавляется в расплав, и в результате ряда физических и химических процессов достигается эффект удаления оксидных включений. Способность рафинирующего агента удалять примеси определяется адсорбцией и растворением рафинирующего агента на оксидных включениях в расплаве, а также химическим воздействием рафинирующего агента в расплаве. Чем меньше межфазное натяжение между рафинирующим агентом и оксидными включениями, тем лучше эффект адсорбции и тем сильнее удаление оксидных включений.
Способы повышения скорости очистки:
(1) Максимально увеличить количество пузырьков и увеличить эффективную площадь контакта между расплавленным алюминием и пузырьками.
(2) Максимально уменьшить диаметр пузырьков и увеличить скорость их движения в расплавленном алюминии, не вызывая при этом разбрызгивания на поверхности расплава, то есть увеличить интенсивность перемешивания, повысить скорость обновления границы раздела «газ-жидкость» и увеличить коэффициент массопереноса.
(3) Необходимо обеспечить как можно более равномерное распределение пузырьков в расплавленном алюминии, что позволяет эффективно сократить расстояние диффузии водорода, растворенного в расплавленном алюминии, до пузырьков, что эквивалентно усилению процесса диффузии или повышению скорости массопереноса.
(4) Максимально увеличить расстояние плавания пузырьков в расплавленном алюминии, чтобы увеличить время пребывания пузырьков в расплавленном алюминии, то есть увеличить время, в течение которого пузырьки уносят водород.
(5) Использовать инертный газ высокой чистоты, реактивный газ, нерастворимый в расплавленном алюминии, или вакуумную очистку, чтобы концентрация водорода на границе раздела «пузырь-жидкость» в расплавленном алюминии стремилась к нулю.
