Alüminyum eriyik içinde asılı bulunan oksit tabakası ve kirlilik parçacıklarının, geniş açık yüzeyli bir fırında tamamen giderilmesi zordur. Toz püskürtme makinesi ile akı uygulamanın etkisi daha iyidir, ancak yine de alüminyum eriyiklerin kapsamlı bir şekilde arıtılması amacına ulaşmak zordur. Bu nedenle, büyük kapasiteli bir fırında bazı kirletici safsızlıkları gidermek için akı kullanmanın yanı sıra, modern döküm atölyeleri, tutma fırınından akan alüminyum sıvısına kapsamlı bir arıtma işlemi uygulamak ve alüminyum sıvısındaki artık gazı ve cürufu tamamen gidermek amacıyla fırın dışında bir çevrimiçi arıtma ekipmanı da kullanmaktadır.
Alüminyum Sıvısı için Çevrimiçi Arıtma Ekipmanı
Fırın dışındaki arıtma ekipmanının çalışma prensibi, ısıtıcı ile donatılmış küçük arıtma fırınında sıvı alüminyum ile gazın tam olarak temas etmesini sağlamak ve böylece sıvı alüminyumda bulunan hidrojenin, hidrojen kısmi basıncı sıfır olan inert kabarcıkların içine difüze olarak sıvıdan dışarı çıkmasını sağlamaktır. Sıvı alüminyumda asılı duran katı cüruf da kabarcıkların yüzeyine adsorbe edilecek ve birlikte uzaklaştırılacaktır. Çevrimiçi arıtma işleminden sonra, alüminyum sıvısının hidrojen içeriği orijinal değerinin yarısına indirilebilir; çapı 50um'den küçük olan metalik olmayan kalıntılar 50% ile giderilebilir. Bu, alüminyum-magnezyum alaşımlarının üretimi ve alüminyum üretimi için elektrolitik hücrelerden sıvı alüminyumun doğrudan çıkarılması açısından önemlidir.
Emosyonel gaz, döner nozul, püskürtme nozulu veya gözenekli seramik plaka aracılığıyla alüminyum sıvısına minik kabarcıklar halinde dağıtılabilir. Fırının dışındaki arıtıcı, mucidin patent adını taşımaktadır. Arıtma fırınındaki erimiş alüminyumun ikincil kirlenmesini önlemek amacıyla, bazı cihazlar erimiş alüminyumun yüzeyini de emosyonel gazla kaplamaktadır. İnert gaz, azot veya argon olabilir. Azot olarak, saflığı 99,995%'den yüksek ve çiğlenme noktası -70℃'den düşük olan yüksek saflıkta azot kullanılmalıdır. Argonun saflığı 99,98%'den fazla olmalı, su içeriği ve oksijen içeriği ise 0,01%'den az olmalıdır. Argonun maliyeti azotunkinden daha yüksektir, ancak avantajı, yüksek sıcaklıklarda sıvı alüminyumla reaksiyona girerek bileşikler oluşturmamasıdır. Sıvı alüminyum çevrimiçi olarak arıtıldıktan sonra, hidrojen içeriği 0,12 mL/100 g (Al) altında olmalıdır. Sıkı kalite gereklilikleri olan ürünler için hidrojen içeriği 0,10 mL/100 g (Al) altında olmalıdır.
Alüminyum eriyiğinin arıtma cihazından geçme süresi oldukça kısadır. İşlemden sonra, daha küçük boyutlardaki cüruf ve kalıntıların bu kadar kısa bir sürede alüminyum eriyiğinden ayrılması zordur. Alüminyum eriyiğinin temizliğini sağlamak amacıyla, tüm harici arıtma cihazlarında askıda kalan kalıntıları gidermek için bir filtreleme cihazı bulunmaktadır. Alüminyum sıvısındaki safsızlıklar, film veya parçacık şeklindedir; filmin kalınlığı 0,1~0,5 um, uzunluğu veya genişliği ise 10~5000 um'dir; parçacık çapı 0,1~50 um'dir; safsızlıklar arasında Al₂O₃, SiO₂, MgO gibi oksitler ile AlF₃, Al₄C₃, AlN ve diğer oksit olmayan bileşikler bulunur.
Sıvı alüminyum filtresi genellikle şu yöntemi kullanır: köpük seramik filtreler. Sıvı alüminyum, köpük seramikteki dolambaçlı ve birbirine bağlı kanallardan geçerken, iç kalıntılar hidrodinamik, atalet, durdurma, çarpışma, adsorpsiyon vb. etkiler altında kanal duvarlarına birikir. Böylece temiz alüminyum sıvısı, döküm ve haddeleme akış plakasına girer. Köpük seramik plakanın filtreleme verimliliği, mikro gözeneklerin çapıyla doğrudan ilgilidir; ancak yakalanan kalıntıların çapı, mikro gözeneklerin ortalama çapından çok daha küçüktür. Köpük seramik plakalar, alüminyum sıvısının geçiş kabiliyetini sağlamak ve gözeneklerde biriken çeşitli kalıntıların ve cüruf parçacıklarının alüminyum sıvısına yeniden girmesini önlemek amacıyla genellikle bir fırın döngüsü boyunca bir kez değiştirilir.
