Seramik Köpük Filtre ile Erimiş Alüminyumun Filtrelenmesi Yöntemi

Erimiş alüminyum için süzme yöntemi, alüminyum alaşımı eriyikindeki demir bakımından zengin faz kirliliklerinin daha düşük bir sıcaklıkta ve daha uzun bir bekletme süresinde ayrışması ilkesine dayanır; birikmiş demir bakımından zengin faz maddelerinin uzaklaştırılması için ise mekanik süzme yöntemi kullanılır. Demir giderimi için süzme yöntemi genellikle eriyik döküm işlemi sırasında uygulanır. Bu yöntem sadece büyük demir bakımından zengin faz maddelerini gidermekle kalmaz, aynı zamanda alüminyum ve alüminyum alaşımı eriyiklerindeki diğer büyük boyutlu kalıntıları da temizleyebilir. Erimiş alüminyum için süzme yönteminde genellikle şunlar kullanılır: seramik köpük filtre.

Erimiş Alüminyum için Filtreleme Yöntemi

İkincil alüminyum alaşımının üretim süreci üç aşamaya ayrılabilir: ön işlem, eritme (rafine etme dahil) ve külçe dökümü. Eritme işlemi, hurda alüminyumu eritme fırınına eklemek ve sıvı hale gelene kadar ısıtmaktır. Cüruf alma, sıcaklık ölçümü ve bileşim kontrolü gibi işlemlerden sonra malzeme arıtma fırınına aktarılır; burada silikon ve bakır gibi elementler eklenir ve gaz giderme, cüruf giderme ve arıtma işlemleri gerçekleştirilir. İkincil alüminyum eriyigindeki zararlı metal elementler arasında başlıca Fe, Mg, Zn, Pb vb. bulunur ve farklı zararlı metal elementler için farklı arındırma yöntemleri gereklidir.

Demir, ikincil alüminyum üretiminde sıkça rastlanan bir kirlilik maddesidir ve alüminyum ile alüminyum alaşımlarının kalitesi ve performansı üzerinde son derece olumsuz bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, demiri gidermek için alüminyum hurdasının ön işlemine ek olarak, demir kalıntılarının alüminyum ve alüminyum alaşımı eriyiklerinde az da olsa çözünmesini önlemek amacıyla eritme işlemi sırasında bu kalıntılar mümkün olduğunca uzaklaştırılmalıdır. Genel olarak, demir kalıntılarını gidermek için aşağıdaki yöntemler kullanılır.

Manganez ve demir giderme yöntemi

Manganez, alüminyum alaşımı çözeltisi içinde yüksek erime noktalı, demir bakımından zengin bir faz bileşiği etkili bir şekilde oluşturabilir ve fırının tabanında birikerek demirin uzaklaştırılması amacına ulaşılmasını sağlar. 1 kg demiri gidermek için kullanılan manganez miktarı 6,7-8,3 kg'dır ve kalan iri pullu, sert ve kırılgan Al9Fe2Si2 fazını pullu AlSiMnFe fazına dönüştürebilir, böylece demirin zararlı etkilerini zayıflatır. Ancak, demiri gidermek için manganez ekleme yöntemi, alüminyum alaşımının manganez içeriğini artıracaktır. Manganez içeriği sınırlı olan alüminyum alaşımları kullanılmamalıdır ve demiri gidermek için manganez ekleme yönteminin maliyeti daha yüksektir.

Berilyum ilave yöntemi

Berilyum, alüminyum alaşımı eriyigindeki Al9Fe2Si2 fazıyla reaksiyona girerek demirin zararlı etkilerini azaltır. Alüminyum ve alüminyum alaşımı eriyiklerine 0,05%—0,1% berilyum eklenmesi, iri ve pul şeklindeki Al9Fe2Si2 fazının nokta şeklindeki Al5BeFeSi'ye dönüşümünü teşvik edebilir; bu da alüminyum alaşımının kırılganlığını açıkça ortadan kaldırır. Ancak berilyumun fiyatı nispeten yüksektir ve berilyum buharı toksiktir, insan vücuduna zararlıdır ve çalışma ortamını kirletir. Bu nedenle, demire berilyum ekleme yöntemi dikkatli bir şekilde kullanılmalıdır.

Çökeltme yoluyla demir giderme yöntemi

Çökeltme yoluyla demir giderme yöntemi, Mn, Cr, Ni ve Zr olmak üzere dört maddeden hazırlanan çok elementli bir ana alaşımın kapsamlı etkisine dayanır; bu alaşım, alüminyum alaşımı eriyikindeki iri taneli demir bakımından zengin bileşikle etkileşime girerek yeni bir çok elementli demir bakımından zengin bileşik oluşturur. Çok elementli demir bakımından zengin bileşik, sıcaklığın düşmesiyle birlikte kademeli olarak büyür. Çökelme direncini aşacak kadar büyüdüğünde çökelir ve böylece demir giderilir. Mn, Cr, Ni ve Zr miktarları sırasıyla 2,0%, 0,8%, 1,2% ve 0,6% olduğunda, çökelme yoluyla demir giderme yöntemiyle işlenen alüminyum ve alüminyum alaşımı eriyiklerindeki demir içeriği 1%'den 0,2%'ye düşürülebilir. Manganez, çökelme yönteminde demirin uzaklaştırılmasında önemli bir rol oynar. Krom, demirin uzaklaştırılmasında manganez kadar etkili olmasa da, oksidasyona ve yanmaya karşı daha iyi dirence sahiptir. Nikel ilavesinin temel amacı, manganez ve krom kalıntılarının neden olduğu kırılganlığı azaltmaktır. Demir ilavesinin rolüne ek olarak, zirkonyum ilavesi de tane inceltme işlevi görür.

Erimiş alüminyum için filtreleme yöntemi

Demiri filtreleme yönteminde genellikle şunlar kullanılır: köpük seramik filtre. Seramik köpük filtre, yüksek mukavemet, aşınma direnci, güçlü adsorpsiyon kapasitesi ve alüminyum eriyikindeki minik kalıntıların etkili bir şekilde giderilmesi gibi avantajlara sahiptir. Alüminyum alaşımı eriyikindeki safsızlıkların filtrelenmesi amacıyla filtre kutusuna monte edilir ve yüksek katma değerli, ileri teknoloji gerektiren havacılık, ulaşım ve diğer alüminyum alaşımı hassas döküm ürünlerinin üretimini karşılamak üzere tasarlanmıştır.

Erimiş Alüminyum için Filtreleme Yöntemi

Doğrudan demir çıkarma eritme yöntemi

Ergitme yoluyla doğrudan demir giderme yöntemi, düşük maliyeti ve basit işleyişi nedeniyle ikincil alüminyum endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem kısaca şu şekilde açıklanabilir:

(1) Erime sıcaklığını sıkı bir şekilde kontrol edin; alüminyumun erimesi için alüminyum ve demirin erime noktaları arasındaki farktan yararlanın; demir ve diğer yüksek erime noktalı metal safsızlıklar fırının dibine çökerek demirin ayrılması sağlanır. Eğimli döner fırın, çeşitli atık alüminyumların işlenmesi için eritme fırını olarak verimli bir şekilde kullanılabilir.

(2) Eritme işlemi sırasında, her karıştırma işleminden önce demir kalıntıları temizlenmeli ve alüminyum cürufuna karışmış demir, cüruf çıkarma işlemi sırasında ayrıştırılmalıdır.

(3) Seçilen eritme ekipmanı ve teknolojisinin fiili koşullarına göre, ilke olarak, eritilen her parti alüminyum atığı için fırının tabanında biriken cüruf ve demir dışarı çıkarılmalıdır.

(4) İkincil alüminyum işletmesi üretimde bir eritme ocağı-bekletme ocağı kullandığında, her bir ocaktaki eritme işlemi tamamlandıktan sonra, ocaktaki erimiş alüminyum, demiri gidermek üzere sıcak halde sevk edilir.

(5) Hızlı eritme yöntemiyle düşük sıcaklıkta alüminyum dökümü. Eritme işlemi sırasında, geri dönüştürülmüş alüminyum hurda, eriticinin koruması altında hızla eritilir ve tüm eritme süreci yaklaşık 2-3 saat sürer. Geri dönüştürülmüş alüminyum hurda eridiğinde, eriyik sıcaklığı yaklaşık 650 °C’dir. Bu sıcaklıkta, alüminyum ve alüminyum alaşımı eriyiklerinde demirin çözünürlüğü son derece düşüktür. Bu aşamada, geri dönüştürülmüş alüminyum hurdasında bulunan demir cürufta kalır ve cürufla birlikte ayrılır.