Erimiş Alüminyum Arıtımında Kullanılan Gaz Giderme Ekipmanları

Gaz giderme ekipmanının nozul kanatları, hidrojen giderme verimliliğinde önemli bir rol oynar. Bu kanatlar, kabarcıklarla çarpışarak onları parçalayabilir ve böylece kabarcık boyutunu küçültebilir; aynı zamanda merkezkaç kuvvetini kullanarak kabarcıkları dağıtır ve eşit bir şekilde yayar, böylece kabarcıkların birleşme olasılığını azaltır ve hidrojen giderimi.

Gaz Giderme Ekipmanı

Gaz giderme ekipmanının dönen nozulu, dönüş sırasında kabarcıkların inceltilmesinde ve alüminyum eriyik içinde dağılmasında önemli bir rol oynar; ancak aynı zamanda eriyik yüzeyinin ters dönmesine de neden olur. Nozül hızının sürekli artmasıyla birlikte, erimiş alüminyumun merkezinde trompet şeklinde bir negatif basınç bölgesi oluşur; bu da erimiş alüminyumun hidrojen emilimini, oksidasyonunu ve cüruf kapanımını yoğunlaştırır. Nozülün kanatları, erimiş alüminyum üzerinde sadece yanal bir karıştırma etkisi yaratmakla kalmaz, aynı zamanda gaz ve sıvı karışımını da oluşturur. Yukarı doğru püskürtme etkisi, bu püskürtme etkisi erimiş alüminyumun çalkalanmasını yoğunlaştırır. Dönen nozül üzerindeki kanatların mekanik etkisi nedeniyle erimiş alüminyum türbülanslı bir durumdadır ve merkezkaç kuvveti, erimiş alüminyumun nozül içinde radyal olarak hareket etmesine neden olur; gaz ise erimiş alüminyumun akışıyla birlikte erimiş alüminyumun içine püskürtülür.

Nozülün hızı düşük olduğunda, nozül erimiş alüminyum üzerinde küçük bir karıştırma etkisi gösterir; erimiş alüminyumdaki türbülans düşüktür ve kanadın gaz üzerinde yarattığı mekanik ayrıştırma etkisi azdır; bu nedenle kabarcık boyutu daha büyüktür; hız yüksek olduğunda ise erimiş alüminyumun türbülans derecesi artar, bıçağın gaz üzerinde büyük bir mekanik bölme etkisi olur ve erimiş alüminyum üzerindeki merkezkaç kuvveti büyüktür. Kabarcık, erimiş alüminyumla birlikte uzağa yayılır, kabarcık oluşma olasılığı düşüktür ve kabarcık boyutu küçüktür. Bu nedenle, dönme hızının kabarcıkların inceltilmesi üzerindeki etkisi ve erimiş alüminyum üzerindeki girişim etkisi göz önünde bulundurulduğunda, gaz giderme ekipmanının nozul dönme hızı gerçek üretimde yaklaşık 250 r/mn civarında olmalıdır.

Gaz akışı, alüminyum eriyikinden hidrojenin uzaklaştırılması için önemli bir parametredir. Yaklaşık 60 ton kapasiteli bir eriyik havuzunda belirli bir hidrojen uzaklaştırma etkisi elde etmek için yeterli gaz enjeksiyon hızı sağlanmalıdır. Gaz akışı ne kadar fazla olursa, hidrojen giderim verimliliği de o kadar yüksek olur. Ancak hava akışı sınırsız olarak artırılamaz. Gaz akışı çok fazla olursa, reaksiyon odasında çok fazla kabarcık oluşur. Nispeten bakıldığında, işlenecek erimiş alüminyum miktarı gaz haline gelir ve sıvının temas süresi kısalır. Aynı zamanda, hava akışı çok fazla olduğunda, alüminyum sıvısının üst ve alt konveksiyonu yoğunlaşır; bu da alüminyum eriyik içinde kalan kabarcıkların ömrünü büyük ölçüde kısaltır ve dolayısıyla hidrojen giderme etkisini azaltır. Bu nedenle, gerçek üretimde, üst ve alt konveksiyonun etkisini azaltmak ve gaz kullanım oranını iyileştirmek amacıyla, aşırı gaz akışından mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Yalnızca gaz akış hızını artırarak hidrojen giderim verimliliğini yükseltmek zordur. Gaz akış hızı, alüminyum sıvı seviyesinin devrilmeyeceği şekilde kontrol edilmelidir.