Fırın Rafinaj Teknolojisi ile Üretilmiş Alüminyum Alaşımlı Döküm

Fırın arıtma teknolojisinde genellikle klorür tuzu, florlu tuz ve karbonat tozu çözücüler ile kaplama maddeleriyle korunan hava üflemeli arıtma yöntemi kullanılır. Bu yöntemin prensibi, alüminyum eriyik içinde çözünmeyen inert gaz veya aktif gazı alüminyum eriyik içine geçirmek ya da klorür tuzu ekleyerek alüminyum eriyik içinde çok sayıda kabarcık oluşturmaktır. Kabarcıklar içindeki hidrojenin kısmi basıncı sıfır olduğu için, hidrojen alüminyumda çözünür. Ergitme içindeki hidrojen, belirli bir kinetik sürece göre kabarcıklara yayılmaya devam eder ve kabarcıklar hidrojenle birlikte yüzeye çıkar. Aynı zamanda, klorür tuzu ve florür tuzunun karışımından oluşan çözücünün yoğunluğu ve erime noktası alüminyum eriyeceğininkinden daha düşüktür; bu çözücü, AlO₃’ü çözme ve cürufu emme konusunda güçlü bir yeteneğe sahiptir; kabarcıkların yüzeyine adsorbe olan kalıntılar da yüzeye çıktıkça cüruf ortadan kaldırılır.

Fırın Rafinaj Teknolojisi

Yurtiçinde ve yurtdışında yaygın olarak kullanılan fırın arıtma teknolojisi, esas olarak akı püskürtmeli arıtmadır. Nihai ürünün kalite gereksinimlerini karşılamak, üretimin güvenlik ve çevre koruma düzeyini iyileştirmek ve manuel işlem yoğunluğunu azaltmak amacıyla, fırın üstünden üflemeli arıtma, fırın yanından üflemeli arıtma veya katı arıtma maddesi rafinaj.

Fırın üstü arıtma prensibi, temelde fırın dışı gaz giderme prensibiyle aynıdır. Fırının kapasitesine göre, fırın üstünden fırın içindeki sıvı alüminyuma uzanacak şekilde bir veya daha fazla rotor seçilir ve nitrojen veya karışık gaz, rotor aracılığıyla erimiş alüminyuma verilir. İçeride, gaz giderme ve cüruf giderme amacına ulaşmak için çok sayıda küçük kabarcık oluşur. Tüm kontroller tam otomatiktir ve her bir rotorun gaz akışı ayarlanabilir. Fırının üst kısmına yerleştirilen ray sistemi sayesinde, tek bir arıtma cihazı birden fazla fırın için kullanılabilir ve ortalama arıtma süresi 30 dakikadır.

Fırın üstünden üflemeli arıtmanın avantajları şunlardır: hidrojen giderim verimliliği 40%’den fazladır; eriyikteki alkali metal içeriği 50% oranında azalır; geleneksel arıtma yöntemine kıyasla metal kaybı 10% daha azdır; arıtma işlemi sırasında fırın kapısı kapalıdır. Isı kaybı 20%'den azdır; tüm süreç tamamen otomatik kontrol altındadır. Dezavantajı ise şaftın çok uzun olması ve kolayca kırılabilmesidir; fırının üst kısmı, tüm fırının ısı birikim bölgesidir ve fırın üst deliğinin sızdırmazlığının çok yüksek olması gerekir, aksi takdirde ısı kaybı fırında büyük bir sıcaklık farkına neden olur.

Fırın tarafındaki arıtma cihazının temel amacı, in vivo arıtma maddesini veya arıtma gazını fırının tutma odasına ileterek hidrojen ve alkali metalleri ile bunların safsızlıklarını gidermek ve ikinci olarak da fırın içindeki erimiş alüminyumu karıştırmaktır. Ekipman, bir dizi enjeksiyon modülünden (bir grafit rotor ve şaft için bir tahrik sistemi) ve bir konumlandırma sisteminden oluşur. Tamamen otomatik olan bu sistemde, rotorun ön ısıtılması ve enjeksiyonu dahil olmak üzere tüm süreç, sadece bir düğmeye basılmasıyla gerçekleştirilir. Rotor hızından enjeksiyona orantılı taşıyıcı gaz akışına kadar her parametre ayarlanabilir. Bir veya iki fırını idare edebilir.

Fırın kenarından üfleme veya katı toz arıtma yönteminin avantajı, alkali içeriğini azaltmaktır; hidrojen giderim verimliliği 70%’ye ulaşabilir; metalik olmayan safsızlıkları azaltmak için safsızlık giderim verimliliği 90%’ye ulaşabilir; düşük alkali içeriği gerektiren alaşımlar için alüminyum cüruf oranı ~ oranında azalır; bu yöntem, metalin genel homojenliğini artırır ve alüminyum eriyiğinin işleme süresini kısaltır. Dezavantajı ise, rotorun alüminyum eriyiğinin içine eğimli bir şekilde yerleştirilmesi ve rotorun yüksek hızda çalışma durumunu sürdürmesi nedeniyle hizmet ömrünün nispeten kısa olmasıdır.