Барботиране на азот при производството на алуминий - азотен азот
Алуминият е метал, използван главно за своята здравина поради ниското си тегло. Въпреки това, когато алуминият се обработва, примесите влизат в неговата структура, отслабвайки неговата якост. Причините са няколко, но най-честата е наличието на водород.
Водородният газ е разтворим в течен алуминий и може да премине през него толкова лесно, колкото и във въздуха. Тъй като течният метал се охлажда и структурата му се втвърдява, водородът преминава от зони с високо налягане към ниско налягане.
Водородните атоми се сливат помежду си и създават малки газови джобове, които, когато алуминият се втвърди, стават примеси, които отслабват структурата на метала.
Азотното барботиране е процедурата, при която водородът се отстранява от разтопения алуминий.
Как водородът попада в алуминия?
Чрез изгаряне в преработвателни пещи, чрез различни инструменти, флюсове и сплавни добавки.
Най-честата причина обаче е проникването на водород в разтопен алуминий поради атмосферната влажност. Разтварянето на водорода се увеличава с увеличаване на атмосферната влажност.
Търсенето на висококачествен алуминий нараства, особено в индустрии с високи стандарти, като аеронавтиката. Следователно необходимостта от намаляване на присъствието на водород в алуминия непрекъснато се увеличава.
Обща процедура за отстраняване на водорода включва въвеждането на газови азотни мехурчета в течния алуминий (азотни мехурчета). Водородът се привлича от азотни мехурчета, транспортира се от течен алуминий и се освобождава на повърхността.
Аргонът също е ефективен за тази процедура, но поради изключително високата си цена азотът се използва широко.
Азотният газ се вкарва в разтопен алуминий или чрез въртящо се витло, или чрез статична тръба. Последният е по-икономичен вариант, но по-малко ефективен от ротационното витло, особено в среди с висока влажност.
Статичната тръба е тръба, вкарана в разтопения алуминиев съд, където азотните мехурчета се освобождават директно в метала. Изложени на околната влажност, азотните мехурчета преминават по повърхността на разтопения метал и привличат повече влага, разградена до водород и кислород, като впоследствие водородът отново се абсорбира в алуминий.
Ротационен винт - действа чрез увеличаване на повърхността, през която азотният газ се вкарва в разтопения метал. Азотните мехурчета, разпределени през ротационното витло, покриват по-голяма площ от разтопен алуминий и събират повече водород.
Малката повърхност, през която азотът се разпределя в метала, позволява повторното въвеждане на по-малко водород в алуминия поради атмосферната влажност.
Азотът, необходим за барботиране, се предлага от два източника: азот, съхраняван в бутилки под налягане или генериран от местния източник (азотен генератор). Азотът, доставен в бутилки под налягане при 200 бара, се получава чрез фракционна дестилация и има много недостатъци.
Местното генериране на азот е ефективна и устойчива производствена алтернатива, като енергийните разходи са значително намалени - подробности в White Paper Parker.