Dökümhanede Gaz Giderme Yöntemleri

Dökümcülükte başlıca gaz giderme yöntemleri arasında akı arıtma ve inert gazla gaz giderme yer alır. Eriyiğe sürekli olarak inert gaz üflenir; kabarcıkların yüzeye çıkması sırasında oksitlenmiş kalıntılar ve hidrojenin sıvı yüzeye çıkarılmasıyla gerçekleştirilen arıtma yöntemine inert gaz arıtma denir. Erimiş metale inert gaz üflemek suretiyle cürufun giderilebilmesinin nedeni, üflenen inert kabarcıkların erimiş metaldeki oksitlenmiş kalıntıları emip, yüzdürme işlemi sırasında bunları sıvı yüzeye çıkarmasıdır. Bu metalin gazdan arındırılması Dökümhanede kullanılan yöntem, flotasyon yoluyla cüruf giderme yöntemidir.

İnert gaz kabarcığı, eriyik içindeki oksitlenmiş kalıntıları adsorbe ettiği için sistemin toplam yüzey serbest enerjisini azaltabilir; dolayısıyla bu adsorpsiyon kendiliğinden gerçekleşebilir. İnert gaz ile kalıntılar arasındaki yüzey gerilimi ne kadar düşükse, eriyik ile inert gaz arasındaki yüzey gerilimi ve eriyik ile kalıntılar arasındaki arayüzey gerilimi ne kadar yüksekse, bu inert gazın cüruf giderme kabiliyeti o kadar güçlü olur.

Arıtma işlemi için inert gaz kullanılırken, akı sıvı yüzeyine eşit bir şekilde serpilmelidir. Bunun nedeni, inert gaz kabarcığının kalıntıları sıvı yüzeyine çıkardıktan sonra, bu sırada sıvı yüzeyinde bir akı tabakası bulunması durumunda, kalıntıların akıya karışarak cüruf haline gelmesi ve bu cürufun kolayca çıkarılabilmesidir. Aksi takdirde, özgül ağırlığı daha yüksek olan kalıntılar tekrar erimiş alüminyumun içine düşecek, özgül ağırlığı daha düşük olan kalıntılar ise sıvı yüzeyde bir tabaka oluşturacak ve bu tabakanın erimiş alüminyumdan ayrılması zor olacaktır. Bu tabakalar dışarı çekildiğinde, beraberinde çok miktarda erimiş metal de dışarı çıkacaktır.

Ergitmeye inert gaz üflemek yoluyla gaz giderimi yapılabilmesinin nedeni, ergitmeye üflenen inert gaz kabarcığında hidrojen bulunmaması ve bu gazın hidrojen kısmi basıncının sıfır olması, buna karşılık kabarcığın yakınındaki ergitmedeki hidrojen kısmi basıncının sıfırdan çok daha yüksek olmasıdır. Bu nedenle, kabarcığın içi ile dışı arasında bir hidrojen kısmi basınç farkı oluşur. Bu kısmi basınç farkının etkisiyle, eriyikteki hidrojen atomları kabarcığın arayüzüne yayılır ve arayüzde kabarcık içinde yeniden birleşir. Kabarcığın içi ve dışındaki kısmi basınçlar eşit olduğunda gaz akışı durur. Kabarcığın içine giren hidrojen, kabarcık yüzeye çıkarken atmosfere kaçar. Ayrıca, kabarcıkların yüzeye çıkma süreci sırasında, eriyik içinde asılı duran minik moleküler hidrojen kabarcıkları ve kalıntılardaki gaz da yüzdürme yoluyla sıvı yüzeyinden dışarı çıkarılabilir; böylece gaz giderme amacına ulaşılır.