Logo

Rotory i wirniki

Wraz z rosnącym popytem na odlewy z metali nieżelaznych, zwłaszcza na odlewy z aluminium i stopów aluminium, rośnie również presja na odlewnie, aby poprawić jakość wykonywanych odlewów. W celu usunięcia zanieczyszczeń z przetopu i aby zapewnić czystszy oraz lepszej jakości metal, jedną z najbardziej powszechnych i skutecznych metod usuwania zanieczyszczeń stosowanych przez odlewnie jest odgazowanie obrotowe. Wraz ze rosnącym światowym zapotrzebowaniem na tonaż i jakość odlewów aluminiowych i rosnącą globalizacją przemysłu zwiększa się konkurencja pomiędzy odlewniami, dlatego też muszą one prowadzić najbardziej wydajne i efektywne kosztowo procesy w celu oferowania konkurencyjnych cenowo odlewów w skali globalnej.

Dostarczamy lance do odgazowania gazami obojętnymi lub aktywnymi. Wdmuchiwanie azotu do kąpieli ciekłego aluminium jest prostym i niedrogim sposobem na zapewnienie, że wodór i wtącenia niemetaliczne zostały usunięte; zmniejsza się także ilość pęcherzyków.

Teoria Zanieczyszczenia występujące w stopionym aluminium są dwojakiego rodzaju: rozpuszczony wodór oraz stałe wtrącenia niemetaliczne. Rozpuszczony wodór wydostaje się z roztworu, gdy metal ochładza się i tworzy niepożądaną porowatość. Porowatość ta wraz z niemetalicznymi wtrąceniami stałymi zmniejsza wytrzymałość i niekorzystnie wpływa na końcowe właściwości odlewów produkowanych z aluminium.

W aluminium następuje reakcja z parą wodną:
2 Al + 3 H2O = Al2O3 + 3 H2

Wodór molekularny następnie rozpada się w ciekłym metalu: 3 H2 = 6 H

Stopione aluminium oddziałuje również z tlenem, dlatego oprócz reakcji utleniania widzianej w równaniu (a), zachodzi również następująca reakcja:
4 Al + 3 O2 = 2 Al2O3

Podczas procesu rafinacji gazowej zachodzi zjawisko flotacji zanieczyszczeń stałych. W wyniku tej reakcji na powierzchni stopionego metalu w tworzy się warstwa zanieczyszczeń, które unoszą się na powierzchni kąpieli. Takie wtrącenia znajdują się w dużej części stopionego materiału, a następnie przenoszone są do gotowego elementu odlewanego. Dalsze wtrącenia niemetaliczne, takie jak węgliki, azotki lub borki, mogą pochodzić ze źródeł takich jak materiał tygla lub innych materiałów ogniotrwałych. Wszelkie wytworzone wtrącenia prowadzą do powstania wad w strukturze odlewu, a tym samym mają niekorzystny wpływ na właściwości mechaniczne; prowadzą również do trudności w obróbce mechanicznej i ewentualnych uszkodzeń obrabiarek. W związku z tym konieczne jest usunięcie rozpuszczonego wodoru i wtrąceń niemetalicznych ze stopionego metalu przed odlewaniem, aby osiągnąć optymalną jakość. Proces, który został opracowany w celu oczyszczenia metalu, jest procesem fizycznym polegającym na przedmuchiwaniu kąpieli za pomocą gazu obojętnego. Wodór, który jest rozpuszczony w stopionym materiale, przenika do wznoszących się pęcherzyków gazu i jest transportowany na powierzchnię stopionego materiału. Proces ten jest zależny od dwóch głównych etapów:

  • Szybkości dyfuzji wodoru przez dyfuzyjną warstwę graniczną do pęcherzyków gazu obojętnego
  • Stężenie wodoru w pęcherzykach gazu obojętnego

Dyfuzja jest etapem decydującym o szybkości odgazowania, dlatego dla optymalnej skuteczności odgazowania konieczne jest spełnienie następujących wymagań:

  • Mały rozmiar pęcherzyków gazu obojętnego o długim czasie przebywania w stopionym metalu. Zapewnia to dużą powierzchnię kontaktu pęcherzyków gazu obojętnego ze stopionym metalem, a tym samym wyższy współczynnik przenoszenia masy w stosunku do warstwy dyfuzyjnej.
  • Konsekwentnie szeroki rozkład pęcherzyków gazu obojętnego na całym przekroju poprzecznym stopionego metalu.
  • Odpowiedni ruch stopionego metalu, który przyspiesza transport wodoru do pęcherzyka gazu obojętnego.
  • Spokojna powierzchnia kąpieli stopionego materiału w celu uniknięcia świeżego wchłaniania wodoru w wyniku reakcji z atmosferą.

Tlenki i inne wtrącenia niemetaliczne są usuwane głównie poprzez flotację, ponieważ małe pęcherzyki gazu obojętnego przyczepiają się do tlenków i unoszą je na powierzchni kąpieli. Zasady, które mają zastosowanie do usuwania wodoru, stosuje się również do usuwania tlenków.

Oczyszczanie stopionego metalu

Odlewnie aluminium od dawna zdają sobie sprawę z konieczności skutecznej eliminacji wodoru i wtrąceń z gazów wydzielających. Dlatego też ostatnie prace rozwojowe miały na celu spełnienie tego wymogu i osiągnięcie najlepszej możliwej skuteczności odgazowania. Głównym przełomem w zautomatyzowanym, wydajnym i efektywnym kosztowo odgazowaniu stało się opracowanie odgazowania obrotowego. Zasada działania tych urządzeń wymaga zastosowania wirnika, który może wytwarzać bardzo drobne pęcherzyki gazów obojętnych, które są równomiernie rozprowadzane w kąpieli metalowej.

Technika odgazowania rotacyjnego usuwa te niepożądane składniki poprzez tworzenie pęcherzyków gazu, zwykle azotu, przez stopiony metal. Gaz ten jest zwykle wprowadzany za pomocą wirnika odgazowującego, który redukuje wielkość pęcherzyków i rozprasza azot w całej kąpieli stopionego metalu. Gdy powstałe pęcherzyki gazowe unoszą się przez powierzchnię stopionego metalu, absorbują one wodór rozpuszczony w metalu i usuwają go ze stopionego metalu. Ponadto niemetaliczne cząstki stałe są wymywane na powierzchnię przez efekt flotacji wywołany przez pęcherzyki, a następnie mogą być usuwane przez zbieranie zgarów. Aby sprostać wymaganiom odlewni, CGT Carbon GmbH dostarcza pełną gamę narzędzi grafitowych spełniających wymogi stawiane przez rafinerie i odlewnie w zakresie gazów obojętnych lub odgazowania gazów aktywnych. Nasze rotory i wały grafitowe sprawdziły się w wielu odlewniach na całym świecie.

Wirniki i wały grafitowe

Mimo, że na rynku dostępnych jest kilka systemów do barbotażu, w przemyśle dominuje grafit obrabiany maszynowo, w dwuczęściowym formacie montażowym, zawierającym oddzielny wał i głowicę wirnika. Jednakże tradycyjne wirniki grafitowe łatwo ulegają degradacji podczas użytkowania, ponieważ wał i głowica wirnika ulegają erozji. Ze względu na to, że geometria głowicy wirnika ulega degradacji, efektywność usuwania wodoru z czasem maleje. Ostatecznie wydajność głowicy wirnika jest zmniejszona, a wał ulega zniszczeniu do punktu, w którym następuje pęknięcie i konieczna jest wymiana zespołu wirnika. Biorąc pod uwagę ten rodzaj uszkodzeń, należy osiągnąć lepszą wydajność procesu odgazowania wirników poprzez udoskonalenie materiału i konstrukcji głowicy wirnika, aby zwiększyć żywotność i utrzymać wydajność wirników w porównaniu z tymi, które są obecnie dostępne w odlewniach. CGT Carbon został zainspirowany do ulepszenia normalnego, odpornego na utlenianie impregnowanego grafitu w celu uzyskania wyższej jakości odlewów. Intensywne badania z wykorzystaniem istniejącego wirnika, połączone z badaniami teoretycznymi, symulacjami, szeroko zakrojonym modelowaniem i testami praktycznymi, zaowocowały opracowaniem naszego nowego wirnika o wysokiej wydajności. Ponadto, CGT Carbon wykorzystuje unikalną metodę obróbki przeciwutleniającej dla wirników i wałów grafitowych, która znacznie zwiększa odporność na utlenianie i erozję oraz optymalizuje konstrukcję wirników i wałów w celu osiągnięcia lepszego rozkładu azotu w procesie odgazowania. Bazując na technologiach grafitowych i stale rosnącym know-how, oferujemy grafitowe wirniki i wały o wyjątkowej jakości i najwyższym stopniu niezawodności.

Case Study

Wirniki i wały grafitowe CGT Carbon zostały porównane z konwencjonalnymi wirnikami i wałami w wielu odlewniach podczas rzeczywistych prac związanych z rafinacją i odlewaniem aluminium. Udowodniono, że nasze unikalne wirniki i wały z grafitu poddane obróbce antyoksydacyjnej wytrzymują około 5 razy dłużej niż wirniki i wały z grafitu poddane konwencjonalnej obróbce antyoksydacyjnej. Ostateczne wyniki rzeczywistych prac pokazano na poniższej fotografii porównawczej:

Porównanie tradycyjnego grafitowego wirnika i wału z naszym grafitowym wirnikiem i wałem.

Lewa strona = konwencjonalny grafitowy wirnik i wał | Prawa strona = Nasz grafitowy wirnik i wał

W porównaniu do standardowych, impregnowanych wirników grafitowych, które obecnie dominują w tym zastosowaniu, proces erozji naszych wirników i wałów grafitowych został znacznie ograniczony, a wirniki i wały wykazywały również bardziej odporną na wilgoć powierzchnię, co znacznie ułatwia utrzymanie ich w czystości. Wysokowydajne materiały odgazowujące od CGT Carbon GmbH o unikalnej odporności na utlenianie mogą zapewnić odlewniom znacznie dłuższą żywotność, zarówno pod względem trwałości jak i skuteczności odgazowania.

Grafitowe komponenty odgazowujące

Dostarczamy producentom pełną gamę grafitowych elementów odgazowujących do przetwórstwa metalu. Wszystkie poniższe elementy grafitowe są dostępne z obróbką odporną na utlenianie w celu wydłużenia żywotności produktów:

  • Lance grafitowe
  • Wirniki i wały grafitowe
  • Specjalistyczne głowice odgazowujące

Aplikacje i przemysł

Grafitowe komponenty do odgazowania to najlepszy wybór do procesu oczyszczania i odgazowywania stopionego metalu w następujących branżach:

  • Produkcja aluminium i stopów aluminium
  • Produkcja cynku i stopów cynku
  • Produkcja magnezu i miedzi
  • Produkcja metali szlachetnych i ich stopów itp.

Korzyści wynikające z zastosowania grafitowych komponentów odgazowujących od CGT Carbon GmbH

  • Unikalna odporność na utlenianie
  • Możliwość zamówienia części niestandardowych
  • CAD, CAM, CAE i zaawansowane oprogramowanie do projektowania i obróbki
  • Szerokie możliwości obróbki CNC
  • Niska przepuszczalność
  • Duże doświadczenie w branży
  • Wieloletnia działalność w zakresie produkcji grafitu
  • Szeroko zakrojone usługi inżynieryjne

Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji, chętnie udzielimy wsparcia w realizacji tych projektów.

Kontaktformular
Ochrona danychImpressum