Дегазация в печи в основном осуществляется в статической печи. В качестве рафинирующих сред для дегазации используются: флюс, четыреххлористый углерод, гексахлорэтан, хлор и другие смеси газов. Это эффективный метод для полунепрерывного производства. Однако при непрерывном производстве рафинирование во время перемещения загрузки или при половинной загрузке легко приводит к взмучиванию осевших примесей, что негативно сказывается на качестве расплава; кроме того, во время рафинирования в печи сложно контролировать размер пузырьков, а эффективность рафинирования не является идеальной. Рекомендуется использовать онлайн-дегазацию. Если требуется дегазация в печи, лучше всего проводить рафинирование в плавильной печи, чтобы статическая печь оставалась в покое. Одновременно рекомендуется внести соответствующие усовершенствования в систему подачи потока между плавильной печью и статической печью, чтобы уменьшить всасывание воздуха и образование шлака при снижении мощности печи.
В настоящее время наиболее распространенными методами онлайн-дегазации, применяемыми как в нашей стране, так и за рубежом, являются: метод SNIF, метод ALPUR, метод RDU, метод IMT и др. Независимо от того, какой установка дегазации независимо от того, какая среда для дегазации используется, механизм остается тем же, то есть дегазация расплава осуществляется за счет разницы парциальных давлений.
Механизм дегазации
Когда газ, используемый для очистки и дегазации, вдувается в расплав, образуется большое количество пузырьков или происходит реакция. На границе раздела между пузырьком и металлом вначале существует разница парциальных давлений между внутренней частью пузырька и водородом в металле. Благодаря этой разнице парциального давления водород из расплава проникает в пузырь. Когда пузырь поднимается к поверхности металла, водород выводится в атмосферу, что обеспечивает дегазацию. Соответствующие примеси также выводятся на поверхность расплава, что обеспечивает его очистку.
Факторы, влияющие на дегазацию и усадку алюминия
Дегазирующая среда. Основными компонентами дегазирующей среды являются N₂ и Ar₂, которые не вступают в химическую реакцию с алюминием. Активным газом является в основном Cl₂, который вступает в химическую реакцию с алюминием с образованием паров алюминия, а также непосредственно вступает в химическую реакцию с водородом; его очищающий эффект превосходит эффект, достигаемый при использовании исключительно инертного газа.
Скорость диффузии. Если концентрация водорода в пузырьке быстро достигает равновесного состояния в процессе дегазации, ключевую роль играет скорость диффузии водорода. При одинаковых условиях расплавы с меньшим содержанием примесей диффундируют быстрее и лучше дегазируются, чем расплавы с большим содержанием примесей.
Время дегазации. Если время дегазации короткое, водород в пузырьках и расплаве не достигнет равновесия, то есть не выйдет на поверхность, и эффект будет неидеальным. Увеличение времени дегазации способствует дальнейшей диффузии атомов водорода в пузырьки и повышает эффективность дегазации. По этой причине ванна расплава, подвергающаяся дегазации, должна иметь определенную глубину.
Площадь поверхности пузырьков. При одинаковых условиях чем меньше пузырь, тем больше его площадь поверхности, тем больше площадь его контакта с расплавом и тем лучше эффект дегазации. Поэтому ключевым фактором в процессе дегазации является то, как получить мельчайшие пузырьки и увеличить площадь поверхности пузырьков.
