Установка дегазации алюминиевых сплавов входит в число неотъемлемых атрибутов современных литейных процессов. Вакуумное оборудование позволяет получить максимально чистые сплавы, освобождённые от негативно влияющих на качество металла частиц водорода и прочих примесей.
Содержание:
- Устройство
- Принцип вакуумирования стали в ковше
- Принцип циркуляционной дегазации
- Принцип проточной дегазации
Устройство
Установка дегазации металлов состоит из различных составляющих, полный список которых зависит от конкретной модификации и метода, использующегося для очистки металла. Тем не менее, поверхностное описание оборудования можно сделать следующим образом:
- Рабочий объём, герметичная вакуумная камера, в которой осуществляется процесс дегазации металлов от частиц водорода и других газообразных примесей;
- Вакуумный насос, предназначенный для нагнетания нужного значения вакуума в котором осуществляется процесс дегазации;
- Рабочий ковш, ёмкость для расплава металла или его сплава;
- Электромотор, осуществляющий движение ротора, выступающего одним из ключевых элементов системы очистки в циркуляционном способе дегазации;
- Трубопровод, предназначенный для откачки воздуха при создании вакуума, его последующего стравливания; вывода частиц водорода и других примесей из камеры с расплавом;
- Ёмкость и вводной патрубок основного дегазатора (в алюминии эта роль возложена на азот и аргон). Вещество вводится в расплав, перемешиваясь в его объёме, способствует выводу загрязнений, не производя на металл негативного воздействия;
- Автоматизированный блок управления, на который передаётся информация о текущем процессе. Здесь-же задаются основные параметры выполнения процесса (температура, значение вакуума, время осуществления цикла).
Установка дегазации металлов - устройство
Принцип вакуумирования стали в ковше
Методика дегазации сплава алюминия в ковше производится в камере, внутри которой помещается ковш с расплавленным металлом. На верхней крышке объёма имеется бункер с ферросплавом. Процесс чистки запускается после того, как на панели управления задаются необходимые параметры цикла. Вакуум нагнетается с помощью вакуумного насоса, соединённого с камерой гибким шлангом. После того, как уровень вакуума достигает диапазона от 0,267 до 0,667 кПа, начинается процесс кипения металла, что способствует активации цикла дегазации. Длительность операции может быть разной и зависит от температуры погружённого сплава и его объёма. По завершении цикла чистки разряжение сбрасывается, герметичная камера открывается, а ковш с расплавом подаётся на разливку.
Принцип вакуумирования стали в ковше
Принцип циркуляционной дегазации
Активация цикла дегазации осуществляется после того, как в ковш помещается графитовая фурма. На следующем этапе в расплавленные алюминий вдувается дегазатор, который в совокупности с этим металлом, представлен аргоном или азотом. Нагнетаемый вакуум способствует быстрому расплаву, после чего запускается следующий этап. Вращающийся ротор приводит расплав в движение, в результате он приобретает воронкообразную форму. Находящиеся в его структуре частицы водорода, попадают под воздействие центробежной силы и вакуума, что становится причиной их отделения и попадания в донную часть печи. Количество подаваемого дегазатора контролируется системой регулирования, что позволяет получить на выходе максимально качественный состав.
Рафинирование начинается с того, что на поверхности расплава рассыпается рафинированный флюс. Осуществляется это посредством отдельного дозатора, конструкция которого не привязана к ротору основного агрегата.
Принцип циркуляционной дегазации
Затем, насаженная на ротор фурма, погружается в расплавленный алюминий. В это же время в него погружается отражательная пластина, предназначенная для того, чтобы создать спокойную поверхность расплава и прекратить движение. Увеличивающаяся частота вращения ротора и интенсивное обдувание продувочным газом способствует тому, что всплывающий водород и иные газообразные шлаки не перемешиваются с подготавливаемым составом алюминия.
Вошедшая в стандартный режим функционирования установка выводит отражательную пластину из расплавленного алюминия. После этого, расплав снова попадает под воздействие центробежной силы вращающегося ротора и, разгоняясь, приобретает воронкообразную форму.
Поданный на поверхность расплава рафинирующий флюс, затягивается в донную часть ковша, где постепенно перемешивается с расплавом после чего снова опускается разделительная пластина. Поверхность металла приобретает состояние покоя, активируется параллельный цикл дегазации и рафинирования. Всплывающие остатки шлака удаляются.
Принцип проточной дегазации
Принцип поточной дегазации построен на непрерывной разливке металла. После активации оборудования в рабочую камеру вводится дегазатор (азот, аргон). Происходит это за счёт вращающегося продувочного устройства, количество которых может быть разным и зависит от конкретной модификации установки. Также газ может нагнетаться другими устройствами инжекции.
Связь между расплавом и нем смачиваемыми включениями других веществ нарушается за счёт того, что в газ добавляется небольшое количество хлора, позволяющее пузырькам подниматься и приклеиваться к включениям, смещая их к поверхности расплава, откуда происходит дальнейшее удаление.
Принцип проточной дегазации
Общие принципы метода проточной дегазации заключаются в следующем:
- Добавлении инертного газа-дегазатора и получение более качественного металла, структура которого не содержит частиц водорода;
- Выставлении нужной скорости системы продувки, что обеспечивает минимизацию турбулентности и завихрения ванны, а также одновременное увеличение распределения пузырьков;
- Сохранения инертного свободного пространства, необходимого для того, чтобы снизить количество шлака и вероятности процессов окисления графитового продувочного элемента.