Alüminyum eriten dökümhane operasyonları için, amaca yönelik tasarlanmış bir oksit giderme akısı yüzey ve asılı oksitleri gidermek, cüruf oluşumunu azaltmak, refrakter astarı korumak ve döküm kalitesini artırmak için en hızlı, en tutarlı yolu sunar. En etkili flakslar, klorür ve florür tuzlarının (örneğin NaCl, KCl, NaF, Na3AlF6) hakim olduğu tuz bazlı karışımlardır ve kaplama, temizleme, cüruf giderme ve duvar temizleme ürünlerini içeren kategorilerde formüle edilmiştir; doğru seçim, sıcaklık kontrolü ve uygulama tekniği, verim kazanımlarını ve daha düşük yeniden çalışmayı belirler.

1. Giriş ve oksit kontrolünün neden önemli olduğu

Erimiş alüminyum oksijenle temas ettiği anda anında ince, inatçı bir oksit filmi (Al₂O₃) oluşturur. Bu film hidrojen ve metalik olmayan kalıntıları hapseder, dökümlerde gözeneklilik oluşturur, refrakter aşınmasını hızlandırır ve değerli metali atılması gereken cürufa dönüştürür. Doğru şekilde eşleştirilmiş bir oksit giderme flaksı oksit parçalarını toplar veya çözer, yüzmelerini teşvik eder ve daha fazla oksidasyonu yavaşlatan koruyucu bir tabaka oluşturur. Sonuç: daha yüksek metal geri kazanımı, daha az kusur ve gelişmiş proses kararlılığı.

2. Erimiş alüminyumda oksit nasıl oluşur?

Alüminyum eridiğinde, fırın atmosferindeki ve gelen hurdadaki oksijen reaksiyona girerek alüminyum oksit oluşturur. Oksit film anında oluşur ve amfoteriktir, oldukça kararlıdır ve yapışkandır. Ek oksit kaynakları arasında hurdadan sürüklenen tufal, önceki çevrimlerden kalan flaks kalıntıları ve alaşım elementi oksidasyonları (örneğin magnezyum) yer alır. Hidrojen sıvı alüminyumda çözündükten sonra katılaşma sırasında gözeneklilik oluşturur; oksitler hidrojen ve diğer safsızlıkları hapsederek iç döküm kusurlarını kötüleştirebilir. Çözünmüş hidrojeni azaltan ve oksit parçalarını gideren teknik yaklaşımlar üstün döküm bütünlüğü sağlar.

3. Oksit giderici flaks ne yapar ve nasıl çalışır?

Flux aşağıdaki fizikokimyasal görevlerden birini veya daha fazlasını yerine getirir:

• Taze oksidasyonu önlemek için banyo yüzeyinde bir bariyer oluşturur (örtme etkisi).

• Oksit filmlerle kimyasal olarak reaksiyona girer ve onları yağdan arındırılabilen daha düşük erime noktalı veya eriyebilir bileşiklere dönüştürür (kimyasal yumuşatma).

• Kimyasal veya fiziksel olarak oksit partiküllerini ve asılı inklüzyonları yüzeye çıkan kümeler halinde toplar (cüruf aglomerasyonu).

• Fırın duvarlarındaki oksit birikimine nüfuz eder ve onu yumuşatarak mekanik olarak çıkarılmasını (duvar temizliği) sağlar.

Çoğu ticari flaks, Al₂O₃'ya karşı hem ıslatma hem de kimyasal reaktivite sağlamak için halojenür tuzları ve florür bileşikleri kullanır. Flaks işlemi genellikle gaz giderme işlemlerini (döner gaz gidericiler, döner pervaneler ve gaz yıkama) tamamlar çünkü gaz giderme hidrojen giderimini hedeflerken flaks oksitleri işler.

4. Akış kategorileri ve operasyonel roller

Akı türleri özel ihtiyaçlar için optimize edilmiştir. Aşağıdaki kısa tabloda operasyonel bir taksonomi verilmiştir.

Tablo 1. Akı kategorileri. Akı kategorileri ve birincil işlevler

Akı fonksiyonunu kategorize eden kaynaklar, endüstriyel tedarikçiler ve bağımsız teknik incelemelerdeki uygulamalarla eşleşmektedir.

5. Tipik kimyasal formülasyonlar ve performans

Ticari flakslar çeşitlilik gösterir ancak teknik literatürde ve patentlerde yinelenen bileşen grupları görülür: klorürler (NaCl, KCl), florürler (NaF, AlF₃, Na₃AlF₆, kriyolit), magnezyum veya kalsiyum tuzları ve oksitleyiciler veya ıslatıcı maddeler gibi katkı maddeleri. Florür içeriği genellikle Al₂O₃ çözünmesine veya yumuşamasına yardımcı olur; klorürler akı akışına ve cüruf topaklanmasına katkıda bulunur. Bazı duvar temizleme karışımları, lokalize ısı üretmek ve florür penetrasyonunu teşvik etmek için oksidanlar içerir. Patentli tarifler, alaşım serisine ve fırın tipine göre uyarlanmış geniş kompozisyon aralıkları göstermektedir.

Tablo 2. Yaygın akı türlerinde temsili bileşen aralıkları

Not: özel formüller tescillidir. Operatörler tam bileşim için ürün SDS'sine başvurmalıdır.

6. Uygulama yöntemleri, dozajlama ve sıcaklık pencereleri

Yaygın uygulama teknikleri

1. Yayıncılık - granüllerin banyo yüzeyine serpilmesi ve taranması; düşük sermaye ancak değişken penetrasyon.

2. Enjeksiyon - derinlemesine temizlik ve etkili oksit yakalama için yüzeyin altına pnömatik veya mekanik enjeksiyon; daha yüksek sermaye, daha yüksek performans.

3. Dökme hattı ilavesi - Hareket sırasında metali korumak için aktarma veya dökme noktalarında fluks dozajlama.

4. Tabanca/Duvar spreyi - refrakter yüzeylere duvar temizleme flaksı uygulayan özel sistemler.

Tipik dozlar ve sıcaklıklar

• Flaksların temizlenmesi veya kaplanması için genel kılavuz: Ton başına 1-4 kg rutin bakım için eriyik; ağır cüruf kontrolü için daha yüksek.

• Duvar temizleme ücretleri daha büyüktür ve fırın bakım döngüleri sırasında uygulanır; tedarikçi talimatlarını izleyin.

• Birçok akı aşağıdakiler arasında etkilidir 750°C ve 950°C, Ancak ürüne özgü erime ve ayrışma aralıkları farklılık gösterir; SDS ve teknik sayfa önerilerini izleyin. Çok düşük sıcaklıkta flux kullanmak reaktiviteyi azaltır; çok yüksek sıcaklık tehlikeli ayrışma dumanları üretebilir.

Tablo 3. Uygulama hızlı referansı

Dozajlama için daima tedarikçi kılavuzuna ve yerel yönetmeliklere uyun.

7. Üretim ortamları için seçim kriterleri

Bu değişkenleri eşleştirerek akı seçin:

• Alaşım ailesi: Bazı flakslar yüksek magnezyum alaşımları veya sert lehim uygulamaları için formüle edilmiştir; bileşim önemlidir.

• Fırın tipi: Yankılı, potalı, eğimli ve indüksiyonlu fırınlar toz veya granüllerde farklı davranır.

• Süreç entegrasyonu: Gaz giderme ve flakslama birlikte yapılacaksa, uyumlu kalıntı ve sıyırma davranışına sahip flaks seçin.

• Otomasyon hazırlığı: Enjeksiyon sistemleri, kontrollü partikül boyutuna sahip serbest akışlı granüller gerektirir.

• Çevresel kısıtlamalar: Halojen içeriği, florürler ve emisyon gereklilikleri yerel düzenlemeler kapsamında seçenekleri kısıtlayabilir.
  Belgelenmiş tedarikçi verileri, SDS incelemesi ve küçük ölçekli denemeler, tesis genelinde benimsenmeden önce gereklidir.

8. Sağlık, güvenlik ve çevresel kaygılar

Flux kimyası halojenürleri ve florürleri içerir. Bazı ayrışma yolları, flaks neme veya yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında hidrojen florür ve hidrojen klorür gibi aşındırıcı ve toksik gazlar üretir. Başlıca güvenlik noktaları:

• Flaks eklerken veya ağır flakslama işlemleri sırasında yerel egzoz havalandırması kullanın.

• KKD: kimyasallara dayanıklı eldivenler, yüz siperi, koruyucu gözlükler ve havadaki partiküller ve dumanlar için uygun solunum koruması.

• İlk yardım, dökülmeye müdahale ve yangınla mücadele önlemleri için ürün GBF'sine bakın.

• Tehlikeli gazları açığa çıkarabilecek su veya uyumsuz kimyasallarla akı temasından kaçının.

• Atık flaks kalıntıları ve cüruf reaktif florür tuzları içerebilir; bertaraf işlemini tehlikeli atık kurallarına uygun olarak gerçekleştirin.

Tablo 4. Güvenlik hızlı referansı

9. Kalite kontrol, test ve etkinlik ölçümü

Ölçütler oluşturun:

• Eriyik başına cüruf kütlesi: Akı değişiminden önce ve sonra ton başına üretilen kilogram cürufu izleyin.

• Hidrojen seviyesi: taşıyıcı gaz sıcak ekstraksiyonu veya benzer tekniklerle çözünmüş hidrojeni ölçün; akının tek başına hidrojeni uzaklaştırmayacağını unutmayın.

• Dahil etme sayılarıOksit kapanımlarını ölçmek için metalografik numuneler kullanın.

• Akı kalıntısının kimyasal tahlilimetale florür veya klorür taşınmasının kabul edilebilir limitleri karşıladığını doğrulayın.

• İşlem günlükleri: sıcaklık, ekleme süresi ve sıyırma aralıkları.

Üreticiler, temel ölçütlerin belirlenmesine yardımcı olmak için genellikle laboratuvar desteği veya saha denemeleri sağlar. Bağımsız araştırmalar, florür tuzları içeren flaks karışımlarının uygun mekanik sıyırma ile birleştirildiğinde oksit çözünmesini ve inklüzyon giderimini iyileştirdiğini göstermektedir.

10. En iyi depolama, taşıma ve envanter uygulamaları

• Nem alımını ve kekleşmeyi önlemek için akıyı kapalı, kuru kaplarda tutun.

• Envanteri FIFO yaklaşımıyla rotasyona tabi tutun; neme maruz kalan flaks şiddetli reaksiyon gösterebilir veya performansını kaybedebilir.

• Asitlerden, ıslak alanlardan ve uyumsuz kimyasallardan uzakta depolayın.

• Eriyik alanında erişilebilir SDS kopyaları bulundurun ve personeli acil durum önlemleri konusunda eğitin.

• Torba kullanımı sırasında toz oluşumunu en aza indirmek için güvenli transfer sistemleri kullanın.

11. Piyasa notları ve saygın tedarikçiler

Küresel dökümhane ve metal işleme tedarikçileri, çeşitli ihtiyaçlar için endüstriyel flaks markaları sunmaktadır. Teknik liderler ve dökümhane mühendisleri tarafından sıklıkla belirtilen ürün grupları arasında Foseco COVERAL serisi ve Pyrotek flaks hatları bulunmaktadır. Birçok tedarikçi SDS ve teknik uygulama notları yayınlar; deneme kullanımından önce bunlara başvurun. Ürün seçimi sıklıkla yerel desteğe, mevzuata uygunluğa ve rafineri denemelerine bağlıdır.

12. Yaygın sorunlar ve çözüm yolları

Problem: Ekleme sırasında flaks dumanı veya güçlü dumanlar.
Çare: Ekleme oranını azaltın, havalandırmayı iyileştirin, akı kuruluğunu doğrulayın. Ayrışma davranışı için SDS'ye bakın.

Problem: Sıyrıklarda aşırı metal sürüklenmesi (aşırı süpürgelik).
Çare: Dozu düşürün, ekleme zamanlamasını değiştirin, sıyırma tekniğini ayarlayın.

Problem: Akışkanlaştırmaya rağmen kalıcı inklüzyonlar.
Çare: Akışkanlaştırmayı döner gaz giderme ile birleştirin veya enjeksiyon derinliğini ve mekanik çalkalamayı iyileştirin.

13. Pratik vaka örneği (operasyonel sayılar)

Orta ölçekli bir dökümhane günlük programda parti başına 2 ton eritmektedir. Temel cüruf, yalnızca tuz karışımları kullanılarak ton başına 80 kg'dır. 10% Na₃AlF₆ ve KCl/NaCl bazlı ticari bir temizleme flaksına geçiş, 3 kg/ton artı enjektör destekli ekleme ile uygulandığında, 4 haftalık bir denemede cürufu ton başına 55 kg'a düşürdü ve yeniden işleme oranını yüzde 18 azalttı. Hidrojen seviyeleri, hedef gözeneklilik kontrolüne ulaşmak için tamamlayıcı gaz giderme gerektirmiştir. Sonuçlar hurda karışımına, alaşıma ve operatör disiplinine bağlıdır; tam olarak benimsenmeden önce deneme verileri toplanmalı ve analiz edilmelidir.

14. Özet ve tavsiye edilen kontrol listesi

Akışın benimsenmesinden önce operasyonel kontrol listesi

• Alaşım uyumluluğunu ve tedarikçi teknik sayfasını inceleyin.

• SDS'leri, acil durum prosedürlerini ve havalandırma ihtiyaçlarını edinin ve inceleyin.

• Kontrollü koşullar altında deneme akısı, cüruf, inklüzyon ve hidrojen kaydı.

• Uygulama yöntemini seçin: düşük sermaye için yayın, tekrarlanabilir sonuçlar için enjeksiyon.

• Operatörleri eğitin, dozajlamayı belgeleyin ve duvar temizleme döngülerini planlayın.

• Emisyonları izleyin ve kalıntıları yönetmeliklere göre bertaraf edin.

15. Sıkça sorulan sorular

1. Alüminyum için oksit giderme flaksındaki ana bileşen ailesi nedir?
Endüstriyel flaksların çoğu alkali halojenürler ve florür tuzlarının karışımıdır, genellikle sodyum klorür, potasyum klorür, sodyum florür ve sodyum alüminoflorür (kriyolit). Florürler oksit yumuşatmayı iyileştirirken klorürler akışı iyileştirir.

2. Akışkanlaştırma çözünmüş hidrojeni giderecek mi?
Hayır. Akışkanlaştırma oksitleri ve inklüzyonları toplar. Hidrojen giderimi, inert gazla döner gaz giderme gibi bir gaz giderme adımı gerektirir. Flux ve gaz giderme birlikte en iyi sonuçları verir.

3. Tüm alüminyum alaşımları için aynı flaksı kullanabilir miyim?
Her zaman değil. Yüksek magnezyum alaşımları, sert lehimleme işlemleri ve özel alaşımlar genellikle özel flaks formülleri gerektirir. Her zaman tedarikçi önerilerini kontrol edin.

4. Eriyik başına ne kadar flux eklemeliyim?
Rutin dozlar genellikle temizleme veya kaplama flaksları için ton başına 1-4 kg'dır. Ağır cüruf atakları daha yüksek dozajlama ve prosedürel ayarlamalar gerektirir.

5. Hangi solunum koruması gereklidir?
Duman oluşumu bekleniyorsa, partikül ve asit gazı için derecelendirilmiş solunum maskeleri kullanın. Güvenli işlemler için yerel havalandırma ve duman emme zorunludur.

6. Florür içeren flakslar ekipman için tehlikeli midir?
Kalıntılar giderilmezse, florür içeren tuzlar belirli metaller için aşındırıcı olabilir ve ekipmana zarar verebilir. Temizlik programlarını takip edin ve uyumlu sıyırma prosedürleri kullanın.

7. Enjeksiyon yayından daha mı iyidir?
Enjeksiyon daha derin penetrasyon, daha hızlı oksit yakalama ve uygun şekilde yapıldığında daha az kullanılabilir metal kaybı sağlar. Yayınlama, küçük atölyeler veya hızlı yüzey koruması için yararlı olmaya devam etmektedir.

8. Akı atıkları ve kaymağı nasıl bertaraf edilmelidir?
Kaymağa ve kalıntıya endüstriyel atık muamelesi yapın. Genellikle reaktif halojenür tuzları içerirler ve tehlikeli atık yönetmeliklerine göre ele alınmalıdırlar; yerel yetkililere ve tedarikçi bertaraf kılavuzuna danışın.

9. Akı refrakter aşınmasını azaltabilir mi?
Duvar temizleme flaksları astarlardan yapışmış kireci temizler ve genellikle astarlara zarar veren kalın birikimi önleyerek refrakter ömrünü uzatır. Aşırı aşınmayı önlemek için uygun prosedür önemlidir.

10. Daha düşük emisyonlu akılara doğru bir eğilim var mı?
Evet. Tedarikçiler ve araştırmacılar, çevre kurallarını karşılamak ve performansı korurken tehlikeli emisyonları azaltmak için daha düşük halojenürlü, düşük VOC'li ve halojen sınırlı formülasyonları takip etmektedir. Özel karışımlara ve alternatif kimyasallara yönelik son araştırmalar devam etmektedir.