В настоящее время для очистки расплавленного алюминия все чаще применяется метод онлайн-дегазации. Оборудование для онлайн-дегазации производства компании AdTech устанавливается между печью и литьевой машиной с целью удаления водорода и других примесей, содержащихся в расплавленном алюминии и его сплавах и влияющих на его качество и механические свойства. Эффективность дегазации стабильно составляет в среднем 60%.
Онлайн-дегазация расплавленного алюминия
Для обеспечения стабильной и эффективной работы системы онлайн-дегазации расплавленного алюминия необходимо обратить внимание на следующие моменты:
Этот установка дегазации должна обладать хорошей герметичностью, быть менее подверженной влиянию климатических условий, производить меньше шлака и не создавать вторичного загрязнения. При плохой герметичности дегазационной камеры водяной пар из воздуха легко проникает в печь, что приводит к поглощению водорода. В ранних установках дегазации в качестве защитного газа в основном использовался азот высокой чистоты для снижения поглощения водорода, однако и он в определенной степени подвержен влиянию погодных условий. Поэтому для повышения эффективности дегазации и снижения влияния климатических факторов оборудование для дегазации должно обладать хорошей герметичностью.
Пузырьки в дегазационной камере должны быть мелкодисперсными и однородными, при этом не должно наблюдаться значительных колебаний уровня жидкости. При неизменных общем расходе и давлении технологического газа в дегазаторе чем больше количество пузырьков, тем больше площадь контакта между технологическим газом и расплавом. Следовательно, чем мельче пузырьки (что эквивалентно большему их количеству) и чем лучше их дисперсия, тем больше площадь контакта, что в свою очередь способствует диффузии водорода в технологический газ и достижению цели удаления водорода. Ротор должен обладать достаточной мощностью перемешивания, чтобы пузырьки имели достаточную скорость движения для диспергирования всего расплава, однако слишком высокая скорость вращения ротора приведет к перекатыванию поверхности расплава и может вызвать повторное попадание шлака в расплав.
Конструкция ротора дегазационной установки должна обеспечивать достаточную мощность перемешивания. Вал ротора и рабочее колесо ротора должны иметь оптимальную конструкцию; для увеличения силы перемешивания ротора необходимо соответствующим образом увеличить диаметр рабочего колеса и подобрать для него подходящую скорость.
Технологический газ должен обладать высокой степенью чистоты, при этом недопустимо образование шлака и поглощение водорода из расплава. Как правило, контроль чистоты технологического газа состоит из двух основных частей: одна — контроль источника газа, а другая — контроль герметичности всех трубопроводов и приборов, через которые проходит газ. Как правило, чистота источника технологического газа должна достигать 99,999%, содержание воды — быть менее 4 × 10⁻⁶, а содержание кислорода — менее 5 × 10⁻⁶. Чрезмерное содержание воды и кислорода в технологическом газе приведёт к образованию шлака и поглощению водорода.
Для обеспечения достаточного времени пребывания расплава в дегазационном устройстве необходим определенный объем расплавленной ванны. Ротор дегазационного устройства должен погружаться в расплав на определенную глубину. Глубина погружения ротора напрямую зависит от того, может ли весь расплав быть полностью охвачен технологическим газом, что оказывает более заметное влияние на эффективность дегазации. Как правило, глубина погружения ротора и рабочего колеса должна превышать 500 мм, а расстояние между рабочим колесом и дном расплавленной ванны должно составлять 50–100 мм.
Установка дегазации должна обладать хорошими теплоизоляционными характеристиками и обеспечивать низкую температуру корпуса печи. Как правило, установленная мощность печи в установке дегазации составляет около 550–650 кг.
При расчетной часовой производительности 2 т время пребывания алюминиевого расплава в печи составляет около 15 минут. Если теплоизоляционные характеристики системы дегазации недостаточны, необходимо увеличить мощность нагрева дегазационного оборудования или повысить температуру печи выдержки, чтобы обеспечить требуемую температуру передней камеры. Повышение температуры значительно увеличит растворимость водорода и повысит водородопоглощающую способность расплава. Следовательно, эти две меры приведут к увеличению содержания водорода в расплаве. Поэтому дегазационная установка должна обладать хорошими теплоизоляционными характеристиками, а температура корпуса печи, как правило, не должна превышать 75 °C.
Футеровка печи и алюминий должны быть сухими и легко очищаться. Для футеровки дегазационной установки, как правило, требуются огнеупорные материалы, которые не пропитаны алюминием, обладают стабильными эксплуатационными характеристиками, не выделяют газ в расплав, устойчивы к высокотемпературному спеканию и не подвержены накоплению шлака.
Вышеуказанные меры обеспечивают стабильную работу дегазирующего оборудования. В нормальных условиях эффективность дегазации должна составлять более 50%. Следует уделять внимание ежедневным измерениям и проверкам, а также осматривать оборудование и устранять неисправности в случае обнаружения каких-либо отклонений от нормы.
