Erimiş Alüminyumda Yanma Kaybını Etkileyen Faktörler

Elektrolitik hücreden büyük miktarda sıvı alüminyum vakumlu kepçeye emilir ve karıştırma fırınına enjekte edilmek üzere dökümhaneye taşınır. Sıvı alüminyum karıştırılıp çalkalandıktan, cüruf ayrıştırma ve gaz giderme işlemlerinden geçirildikten ve kimyasal bileşim kontrolünden geçtikten sonra, alüminyum külçeler halinde dökülür veya haddelenir. Alüminyum levhalar, yuvarlak külçeler, kütükler veya diğer şekillerde bitmiş ya da yarı mamul ürünler. Döküm üretim sürecinde, eritme, arıtma, cüruf oluşumu, oksidasyon vb. gibi birçok faktör nedeniyle erimiş alüminyumda çeşitli derecelerde yanma kaybı meydana gelir. Döküm sürecinde erimiş alüminyumun yanma kaybını kontrol etmek, metal kaybını azaltmak, işletmelerin üretim hızını artırmak ve iyi ekonomik sonuçlar elde etmek açısından çok önemlidir.

Erimiş Alüminyumun Yanma Kaybı

Erimiş alüminyumun oksidatif yanma kaybını etkileyen başlıca faktörler, erimiş alüminyumun sıcaklığı, oksijen içeriği ve erimiş alüminyum ile hava arasındaki temas süresidir.

(1) Elektroliz atölyesinden gelen erimiş alüminyumun sıcaklığı çok yüksektir. Alüminyumun erime noktası 660 ℃’dir; elektroliz hücresinden vakumlu kepçeye emilen ham alüminyum sıvısının sıcaklığı yaklaşık 950 ℃’dir, sıvı alüminyumun karıştırma fırınına enjekte edildiği andaki sıcaklık yaklaşık 850 ℃'dir ve döküm sıcaklığı ise 690 ila 730 ℃ arasındadır. Fırındaki erimiş alüminyumun sıcaklığı ile döküm sıcaklığı arasında yaklaşık 150°C'lik bir aşırı ısınma farkı bulunmaktadır. Bu kadar yüksek derecede aşırı ısınma, alüminyum endüstrisinde yanma olaylarının meydana gelmesinin önemli nedenlerinden biridir.

(2) Erimiş alüminyumun ısı tutma süresi çok uzundur ve hava ile temas süresi de çok uzundur.

(3) Karıştırma fırınına eklenen katı soğuk malzeme temiz değildir; yağ, nem ve kum vb. içerir; bu da erimiş alüminyumun oksidasyonunu ve yanmasını hızlandırır.

(4) Karıştırma fırınının ısı yalıtımı için kullanılan enerji türü, erimiş alüminyumun yanma kaybını etkiler.

(5) Fırında erimiş alüminyumun karıştırılma yöntemi, erimiş alüminyumun yanma kaybını etkiler. Manuel karıştırma, sadece karıştırma homojenliğinin düşük olması ve karıştırma süresinin uzun olmasıyla kalmaz, aynı zamanda erimiş alüminyum yüzeyinde büyük bir bozulmaya ve erimiş alüminyumun ciddi şekilde oksitlenmesine ve yanmasına neden olur; ayrıca operatörlerin çalışma ortamı zorlu olduğundan güvenlik riskleri de ortaya çıkar. Mekanik karıştırmada karıştırma süresi büyük ölçüde kısalmasına ve erimiş alüminyum ile hava arasındaki temas süresi azalmasına rağmen, mekanik ekipmanın erimiş alüminyuma verdiği bozulma, manuel karıştırmaya göre çok daha fazladır. Operatörlerin iş yükü ve çalışma ortamındaki bariz iyileşmenin yanı sıra, erimiş alüminyumun yanma kaybının azaltılması konusunda herhangi bir gelişme görülmemektedir.

(6) Cürufla ayırma yoluyla dışarı çıkarılan erimiş alüminyum da metalik alüminyum kaybının önemli bir bileşenidir.

(7) Döküm işlemi sırasında, akış oluğu Fırın gözünden erimiş alüminyumun döküm konumuna kadar olan mesafe uzundur ve bu durum, yüksek sıcaklıktaki erimiş alüminyumda ciddi oksidasyona neden olmaktadır. Bu aşama, tüm döküm sürecinde en fazla cüruf oluşumunun yaşandığı aşamadır.

(8) Döküm kasesinden döküm kasesine olan düşüş mesafesi çok fazladır; erimiş alüminyum, döküm kasesine girdiğinde türbülanslı bir akış oluşturur ve hava ile tam temas halinde kalır; bu da erimiş alüminyumun oksitlenmesine ve yanmasına neden olur.

(9) Alüminyum pulları, alüminyum cürufu vb. maddeleri oksitlenmiş cürufla birlikte zamanında ayırıp geri döndürememek de erimiş alüminyum kaybına neden olan bir faktördür.