Alkali Metalleri Çıkarmak İçin Kullanılan Alüminyum Alaşımları Akı Maddeleri

Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının üretim sürecinde, alkali metaller ile alkali toprak metalleri gidermek amacıyla akı maddeleri kullanılır. Alüminyum alaşımları, zararlı alkali metaller ve alkali toprak metalleri içerir. Bu zararlı metaller, MgCl₂ ve KCl akı maddeleri kullanılarak etkili bir şekilde giderilebilir.

Alüminyum Alaşımları için Akı Maddeleri

Metalurjistler, bazı alkali ve alkali toprak metallerinin, çok küçük miktarlarda bile olsa hafif ve ultra hafif alaşımların performansını olumsuz etkileyebileceğini çok iyi bilirler. Örneğin, 5 ila 10 ppm gibi düşük bir sodyum miktarı bile alüminyum alaşımlarının sıcak haddeleme kabiliyetini önemli ölçüde azaltır. Kalsiyum içeriği 150 ppm'yi aştığında ise, ötektik ve hipereutektik alüminyum-silikon alaşımlarının eritme performansı üzerinde önemli ölçüde olumsuz bir etki yaratır.

Şimdi, sözde ilk erime alüminyumu genellikle 5 ila 40 ppm sodyum ve 50 ila 40 ppm kalsiyum içerir; alüminyumdaki kalsiyum içeriği ise yüzlerce ppm’ye kadar çıkabilir.

Sodyum ve kalsiyumu ortadan kaldırmanın, klorlama veya florür bazlı akışkanların kullanımı gibi birçok yolu vardır. Bu yöntemlerin dezavantajı, aşındırıcı ve çevreyi kirleten ürünlerin (klor, florür) kullanılmasını gerektirmesi ve MgCl₂ veya MgF₂ formunda magnezyum kaybına yol açmasıdır. Ayrıca, klorlama tesislerinin bakımı ve işletilmesi birçok sorunu beraberinde getirir.

Magnezyum klorür (MgCl₂) akışkanlaştırıcı madde olarak kullanıldığında, kirlilik kabul edilebilir seviyelerle sınırlandırılabilir ve sodyum ile kalsiyum ortadan kaldırılabilir. Ne yazık ki MgCl₂ oldukça higroskopiktir. Su ile reaksiyona girdiğinde, erimiş alüminyum sıcaklığında hidroklorik asit (HCl), magnezyum oksit (MgO) ve/veya magnezyum oksiklorüre ayrışır; bu da etkinliğini büyük ölçüde azaltır.

Buna ek olarak, nispeten yüksek erime noktası (720 °C) da bir başka dezavantajdır; zira yeterli akışkanlığı sağlamak için 800 °C’ye yakın bir sıcaklığa ısıtılması gerekir ve çoğu durumda alüminyumdan mümkün olduğunca kaçınılır. Enerji tasarrufu sağlamak ve oksidasyon riskini önlemek için bu kadar yüksek bir sıcaklığa ısıtılır.

Bu eksiklikleri gidermek amacıyla, zararlı bileşenler (özellikle sodyum ve kalsiyum) şu yöntemle uzaklaştırılır: rafinaj akısı Alüminyumdan daha düşük bir erime noktasına sahip olan ve magnezyum kaybı yaşamadan atmosferik nemden temelde etkilenmeyen bir maddedir. Alüminyum alaşımları için kullanılan eriticiler, magnezyum klorür ve potasyum klorürün karışımından oluşur; ağırlık oranı ise -60% magnezyum klorür ve -40% potasyum klorürdür.

Leave a Reply