Arıtma Maddesi Kullanılarak Alüminyumun Arıtılması Süreci

Elektrolitik alüminyum eriyik, yüksek oranda gaz ve kirlilik içerir. Yukarıda belirtilen bileşim özellikleri göz önüne alındığında, eriyik arıtma işlemi güçlendirilmelidir. Alüminyum arıtma işleminde genellikle arıtma maddesi kullanılır ve azotla üfleme yapılır; kalitesi arıtma maddesi ve azot temini sağlanmalıdır. Üretim sürecinde yüksek kaliteli arıtma maddesi ve yüksek saflıkta azot kullanılır ve 730-750 °C sıcaklıkta iki aşamalı arıtma işlemi gerçekleştirilir. İlk arıtma işleminde kullanılan arıtma maddesi miktarı 2,5 kg/t-A olup, arıtma süresi 25-30 dakikadır; arıtma işleminden sonra cüruf uzaklaştırılır, magnezyum eklenir ve ateşlenir. İkinci arıtma maddesi dozu 1,5 kg/t olup, arıtma süresi 15-20 dakikadır. İkinci Alüminyum Arıtma Süreci tamamlandıktan, cüruf çıkarıldıktan, numune alma ve analiz yapıldıktan ve bileşim uygunluk kriterlerini karşıladıktan sonra, bir kat kaplama maddesi serpilir ve fırında 30 dakika bekletilir.

Alüminyum Arıtma Süreci

Kaplama maddesinin erime noktası erimiş alüminyumunkinden daha düşük olduğundan, yoğunluğu eriyikinkinden daha düşüktür ve ayrıca iyi ıslatma özelliklerine sahiptir. Fırındaki eriyik ile havayı birbirinden ayırmak için eriyik yüzeyinde sürekli bir sıvı koruyucu film oluşur. Genel olarak, oksijen veya su buharı kaplama tabakasından geçerek sıvı alüminyumla reaksiyona giremez veya çok nadiren girebilir; elektrolit içinde çözünmüş hidrojen atomları ise küçük yarıçapları sayesinde kaplama tabakasını delip geçerek dışarı çıkabilir.

Gaz adsorpsiyonlu arıtma yönteminin benimsenmesiyle, arıtma etkisi yalnızca arıtma maddesinin azot saflığıyla değil, aynı zamanda arıtma işlemiyle de yakından ilgilidir. Zira üflemeli arıtma, kısmi basınç difüzyonu yoluyla gaz giderme ve flotasyon yoluyla cüruf gidermeye dayanmaktadır. Yalnızca arıtılmış gaz ve tozla yakın temas halinde olan alan arıtma etkisine sahip olabilir. Operatörler çalışma prosedürlerine uymalı ve arıtma cihazının, eritme fırınının dört köşesi boyunca fırının tabanını takip ederek eşit bir şekilde hareket etmesini sağlamalıdır; böylece tüm erimiş alüminyum, ölü köşeler bırakılmadan arıtma maddesi ve azotla tam temas halinde olur.

Gaz arıtmanın etkisi, daha çok gazın dağılma derecesine ve kabarcıkların boyutuna bağlıdır. Kabarcık boyutu ne kadar küçükse, gaz giderme etkisi o kadar iyi olur. Çünkü kabarcık ne kadar küçükse, aynı hacimdeki gazdan o kadar fazla kabarcık oluşur; yüzey alanı o kadar büyük olur; yükselme hızı o kadar yavaşlar; eriyikle temas süresi de o kadar uzar. Sıradan bir T şeklindeki arıtıcı kullanıldığında kabarcık çapı yaklaşık 10 mm olur ve etki çok iyidir; arıtıcı olarak 15 mm çapında bir çelik boru kullanılırsa kabarcık çapı 300 mm'nin üzerine çıkabilir ve daha fazla azot kullanılmasına rağmen gaz giderme etkisi yine de yetersiz kalır.

Alüminyum Arıtma Süreci

Akı adsorpsiyonlu arıtma yönteminde, arıtma maddesi alüminyum eriyikle doğrudan temas halindedir; adsorpsiyon ve difüzyon yoluyla cüruf gideriminde iyi bir etki sağlanır. Akışkanın gaz giderme etkisi temel olarak iki yöndedir: birincisi, akışkanın kimyasal olarak ayrışarak eriyikle reaksiyona girmesi ve difüzyon ile hidrojen giderimi için gaz halindeki bir ürün oluşturmasıdır; diğeri ise, eriyik yüzeyindeki oksit tabakasının, akışkan içindeki Na3AlF6 tarafından erimiş alüminyumda çözünmesi ve atomik hidrojenin gaz haline difüze olmasıdır.

Uygulamada, gaz arıtma yönteminin hidrojen giderme ve cüruf giderme etkisinin, saf akı arıtma yönteminden daha iyi olduğu kanıtlanmıştır. Ölçüm verileri, fırında arıtma yoluyla erimiş alüminyumdaki hidrojen içeriğinin 325 ml/kg± seviyesine düşürülebileceğini ve oksit kalıntılarının önemli ölçüde azaldığını göstermektedir; ancak bu durum, ürün dökümünün ihtiyaçlarını hâlâ karşılayamamaktadır ve çevrimiçi gaz giderme sistemi ve CFF filtreleme Alüminyum sıvısının daha da arıtılması için bu yöntem kullanılmalıdır. Alüminyum sıvısı statik bekletme fırınında arıtıldıktan sonra, alüminyum sıvısının yüzeyine kaplama maddesi serpilmeli ve bir sonraki işleme geçilmeden önce alüminyum sıvısının 10-15 dakika bekletilmesi gerekmektedir. Bekletmenin amacı şudur: Birincisi, arıtma taşıyıcısının, alüminyum sıvısındaki gazı ve küçük metalik olmayan kalıntıları sıvı yüzeyinden dışarı çıkarmasını kolaylaştırmaktır; ikincisi ise büyük metalik olmayan kalıntıların fırının dibine çökmesini kolaylaştırmaktır.