Барботування азоту при виробництві алюмінію - азот азоту
Алюміній - це метал, що використовується в основному для отримання своєї міцності через малу вагу. Однак при обробці алюмінію домішки потрапляють в його структуру, послаблюючи міцність. Причин кілька, але найпоширенішою є наявність водню.
Водневий газ розчинний у рідкому алюмінії і може проходити через нього так само легко, як і через повітря. По мірі охолодження рідкого металу і затвердіння його структури водень переходить із областей високого тиску в області низького тиску.
Атоми водню зливаються між собою і створюють невеликі газові кишені, які при затвердінні алюмінію стають домішками, що послаблюють структуру металу.
Барботування азоту - це процедура, при якій водень видаляється з розплавленого алюмінію.
Як водень потрапляє в алюміній?
Горінням у переробних печах, за допомогою різних інструментів, флюсів та сплавних добавок.
Однак найпоширенішою причиною є проникнення водню в розплавлений алюміній через атмосферну вологість. Розчинення водню збільшується із збільшенням вологості атмосфери.
Попит на високоякісний алюміній зростає, особливо у галузях з високими стандартами, таких як аеронавтика. Отже, потреба у зменшенні присутності водню в алюмінії постійно зростає.
Загальна процедура видалення водню передбачає введення бульбашок азоту в рідкий алюміній (барботування азоту). Водень притягується до бульбашок азоту, транспортується рідким алюмінієм і вивільняється на поверхню.
Аргон також ефективний для цієї процедури, але завдяки надзвичайно високій вартості азот широко використовується.
Азотний газ вводиться в розплавлений алюміній або за допомогою поворотного гвинта, або за допомогою статичної труби. Останній є більш економічним варіантом, але менш ефективним, ніж поворотний гвинт, особливо в середовищах з високою вологістю.
Статична труба - це труба, вставлена в розплавлений алюмінієвий контейнер, де бульбашки азоту випускаються безпосередньо в метал. Піддаючись впливу навколишньої вологості повітря, бульбашки азоту проходять над поверхнею розплавленого металу і залучають більше вологи, що розкладається на водень та кисень, а водень згодом повторно поглинається в алюміній.
Поворотний гвинт - діє, збільшуючи поверхню, через яку газ азоту вводиться в розплавлений метал. Бульбашки азоту, розподілені через обертальний гвинт, покривають більшу площу розплавленого алюмінію і збирають більше водню.
Невелика поверхня, через яку азот розподіляється в металі, дозволяє повторно вводити менше водню в алюміній через атмосферну вологість.
Азот, необхідний для барботування, доступний з двох джерел: азоту, що зберігається в балонах під тиском або генерується з місцевого джерела (генератора азоту). Азот, що надходить у пляшках під тиском при 200 бар, отримується фракційною дистиляцією і має багато недоліків.
Місцеве виробництво азоту є ефективною та стійкою виробничою альтернативою, істотно зменшуючи витрати на енергію - детально в White Paper Parker.