تدفق صقل الألومنيوم من الدرجة الصناعية لتحقيق كفاءة عالية في إزالة الغازات وإزالة الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر

تدفق تكرير الألومنيوم عبارة عن مركب كيميائي صلب أو مسحوق أو حبيبي (أو خليط من المركبات) يستخدم أثناء ذوبان واحتجاز الألومنيوم وسبائكه. والغرض الأساسي منه هوإزالة غاز الهيدروجين المذاب والشوائب غير المعدنية(مثل الأكاسيد والكربيدات والنيتريدات) من المعدن المنصهر.

فكر في الأمر على أنه "منظف" أو "منقي" للألمنيوم المنصهر.

الألومنيوم المنصهر شديد التفاعل ويتفاعل بسهولة مع الجو (خاصة بخار الماء - H₂O) مما يؤدي إلى عيبين رئيسيين في المنتج المصبوب النهائي:

• المسامية (غاز الهيدروجين):يمكن للألمنيوم المنصهر أن يذيب الهيدروجين. عندما يتصلب المعدن، تنخفض قابلية ذوبان الهيدروجين بشكل كبير، مما يجبره على الخروج. تصبح هذه الفقاعات المحتبسة مسامًا في عملية الصب، مما يؤدي إلى إضعاف خواصها الميكانيكية بشدة (مثل القوة والليونة) وضيق الضغط.
  • مصدر الهيدروجين:المصدر الرئيسي هو رد الفعل:2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 6H
  • ثم يذوب الهيدروجين الذري [H] في المصهور.
• الادراج (أكاسيد وشوائب أخرى):يشكل الألومنيوم أكسيدًا مستقرًا (Al₂O₃) على سطحه. عندما يتم إزعاج المادة المصهورة (على سبيل المثال، أثناء الشحن أو التحريك)، ينحصر جلد الأكسيد هذا. تعمل هذه الشوائب الصلبة الكاشطة كمكثفات للضغط، مما يقلل من عمر الكلال المعدني وقابلية التشغيل الآلي.

يعمل التدفق من خلال مجموعة من الآليات الكيميائية والفيزيائية:

• التفاعل الكيميائي:
  • التفريغ:تحتوي العديد من التدفقات على أملاح تتحلل عند درجات حرارة الألومنيوم المنصهر. على سبيل المثال، يتدفق معسداسي كلورو الإيثان (C₂Cl₆)إطلاق غاز الكلور (Cl₂). ثم تتفاعل فقاعات الكلور مع الهيدروجين المذاب لتكوين كلوريد الهيدروجين (HCl)، الذي يتسرب إلى السطح.
    • C₂Cl₆ (ق) → 2C (السخام) + 3Cl₂ (جم)
    • Cl₂ + 2[H] → 2HCl (جم)
  • أجهزة إزالة الغازات البديلة:تستخدم التدفقات الحديثة الأكثر أمانًا والأكثر شيوعًا الأملاح مثلكلوريد المغنيسيوم (MgCl₂)والتي تطلق غازات تؤدي نفس الوظيفة دون أبخرة الكلور السامة.
• العمل البدني (الترطيب والتكتل):
  • يشكل التدفق المنصهر طبقة خبث سائلة فوق المصهور، مما يحميه من المزيد من الأكسدة.
  • والأهم من ذلك أن التدفق يقلل منالتوتر السطحيبين الألومنيوم المنصهر وشوائب الأكسيد (Al₂O₃). وهذا يسمح لجزيئات الأكسيد الصغيرة والمشتتة بالتجمع معًا (الكتلة) والطفو على السطح، حيث يتم امتصاصها في طبقة الخبث (الخبث). يتم بعد ذلك إزالة هذا الخبث بسهولة قبل الصب.

غالبًا ما يتم تصنيف التدفقات حسب وظيفتها الأساسية وقاعدتها الكيميائية.

ملحوظة:معظم التدفقات التجارية عبارة عن مزيج من هذه المكونات لتوفير وظائف متعددة في وقت واحد.

التطبيق الصحيح أمر بالغ الأهمية للفعالية والسلامة.

• تحضير:يجب أن يكون المنصهر عند درجة الحرارة الصحيحة (عادة 700-750 درجة مئوية أو 1300-1380 درجة فهرنهايت). يجب أن يكون التدفق جافًا لمنع إدخال المزيد من الرطوبة.
• طرق التطبيق:
  • الحقن الدوار (الأكثر فعالية):يتم غمر المكره الدوارة في الذوبان، ويتم حقن تيار من التدفق المتحكم فيه (أو غاز خامل ممزوج بمسحوق التدفق). يؤدي هذا إلى إنشاء تشتت جيد للفقاعات ويضمن اتصالًا شاملاً مع حجم الذوبان بالكامل. هذا هو المعيار في المسابك الصناعية.
  • الغطس (طريقة الجرس):يتم وضع التدفق في "جرس" فولاذي مثقوب ويتم غمره في قاع الفرن أو المغرفة. أثناء تحريك الجرس، يتحلل التدفق ويطلق فقاعات غازية في جميع أنحاء الذوبان.
  • إضافة بسيطة:بالنسبة للعمليات صغيرة الحجم، يمكن رش التدفق على السطح ثم جرفه أو تحريكه. وهذا أقل كفاءة ولكنه شائع في المسابك الصغيرة.
• القشط:بعد فترة احتجاز كافية (5-15 دقيقة)، يجب إزالة خبث التدفق (الخبث) المتسخ الآن والذي طفا على السطح بالكامل.يؤدي ترك التدفق المستخدم في الفرن إلى إعادة تلويث المعدن.
• صب:ثم يتم صب المعدن النظيف المنزوع الغاز في قوالب.

في ملخص،يعد تدفق تكرير الألومنيوم أداة كيميائية أساسية تستخدم لتنظيف وتفريغ الألومنيوم المصهور، مما يؤدي إلى تحسين جودة ونزاهة وأداء مصبوبات الألومنيوم النهائية بشكل كبير.يعتمد اختيار التدفق وطريقة التطبيق على السبيكة المحددة وحجم التشغيل ومتطلبات الجودة.