► Welke soorten onzuiverheden hopen zich op als schuim?
Verschillende soorten onzuiverheden kunnen zich als schuim ophopen op het oppervlak van gesmolten metaal:
◇ Metaaloxiden - Zuurstof reageert met het gesmolten metaal en vormt vaste oxiden.
◇ Vloeimiddelen - Materialen zoals chloriden combineren met oxiden.
◇ Slakken - Silicaten en andere verbindingen drijven uit erts.
◇ Oude coatings - Verven, oliën, vetten, enz. van gerecycled metaal.
◇ Smeltkroesslijtage - Geërodeerde keramische voeringdeeltjes.
◇ Verbrandingsresten - As van verwarmingsbrandstoffen.
◇ Ontgassingsmiddelen - Toegevoegde verbindingen zoals stikstof of chloor.
Het afromen van schuim heeft tot doel dit complexe mengsel van onzuiverheden te verwijderen vóór het gieten.
► Hoe varieert de samenstelling van schuim?
De samenstelling van het schuim varieert sterk, afhankelijk van de soortDross schuimpanbetrokken metaal en details van het proces:
Aluminium schuim:
Aluminiumslak bevat vaak een aanzienlijke hoeveelheid terugwinbaar metaal, waarbij sommige samenstellingen meer dan 30% terugwinbaar aluminium bevatten.
Primaire bestanddelen zijn onder meer aluminiumoxide, metallisch aluminium en andere niet-metaalverbindingen, zoals zouten.
Zink- en loodslak:
Zinkslak heeft de neiging zinkrijk te zijn, wat het verwerkte primaire metaal weerspiegelt, terwijl loodslak wordt gekenmerkt door een hoger loodgehalte.
Samenstellingen omvatten een mengsel van zink- of loodoxiden, metaaldeeltjes en aanvullende onzuiverheden die voortkomen uit de specifieke verwerkingsomstandigheden.
Staalproductieslak:
Staalproductieslak bestaat voornamelijk uit ijzeroxideverbindingen, voornamelijk in de vorm van roest en aanslag.
Er kunnen aanvullende elementen aanwezig zijn, afhankelijk van de samenstelling van de staallegering en de materialen die worden gebruikt bij het staalproductieproces.
Koperslak:
Koperslak wordt gekenmerkt door een hoog gehalte aan koperoxide (CuO) verbindingen.
Verschillende componenten die aanwezig zijn in de eerste koperbron, zoals tin of nikkel, kunnen bijdragen aan de algemene creatie.
Algemene karakteristieken:
Drosses kunnen qua fysieke vorm sterk variëren, variërend van losse poeders tot vaste brokken of aggregaten, afhankelijk van de verwerkingsomstandigheden en het specifieke metaal dat erbij betrokken is.
De hygroscopische aard van sommige soorten schuim betekent dat ze gemakkelijk vocht uit de omgeving absorberen, wat hun fysieke eigenschappen beïnvloedt.
Vochtgehalte:
Slak kan opgesloten vocht bevatten vanwege de hygroscopische aard van bepaalde samenstellingen. Het vochtgehalte kan de behandeling en verwerking van slak beïnvloeden.
Fijne metaaldruppeltjes:
Dross bevat vaak meegesleepte fijne metaaldruppeltjes, die waardevolle componenten vertegenwoordigen die kunnen worden teruggewonnen in het scheidingsproces.
Inzicht in de samenstelling van het schuim helpt bij de scheidings- en herstelbehandeling.
► Waarom is het belangrijk om schuim uit gesmolten metaal te verwijderen?
Het achterlaten van schuim in deDross schuimpangesmolten metaal heeft schadelijke gevolgen voor de kwaliteit van het eindproduct:
Verzwakking van gegoten metalen constructies:
Opgesloten gasporiën in schuim kunnen de structurele integriteit van het gegoten metaal verzwakken, waardoor de mechanische eigenschappen van het eindproduct in gevaar komen.
Verontreiniging van legeringselementen en chemie:
Slak bevat vaak onzuiverheden die het gesmolten metaal kunnen vervuilen, waardoor de legeringselementen en de chemische samenstelling veranderen. Dit kan resulteren in ongewenste eigenschappen en verminderde materiaalprestaties.
Problemen met ovenkranen en gietmondstukken:
Opgehoopt schuim kan ovenkranen en gietmondstukken verstoppen, waardoor de vlotte stroom van gesmolten metaal wordt verstoord en het gietproces wordt belemmerd
Oppervlaktedefecten en ruwheid:
Opname van schuim in het gesmolten metaal kan leiden tot oppervlaktedefecten en ruwheid van het eindproduct, waardoor de esthetische aantrekkingskracht en functionaliteit ervan afnemen.
Vermindering van de opbrengst aan bruikbaar metaal:
De aanwezigheid van schuim vermindert de opbrengst aan bruikbaar metaal uit de verwerking van grondstoffen, wat leidt tot meer afval en economische verliezen.
Oxidatieve aanval tijdens vasthouden:
Als slakken niet worden verwijderd, kan dit de oxidatieve aanval op het gesmolten metaal bevorderen tijdens de bewaarperioden, waardoor de chemische stabiliteit en zuiverheid van het metaal worden aangetast.
Roetaccumulatie:
De verbranding van organische materialen die in schuim aanwezig zijn, kan leiden tot de ophoping van roet, waardoor het metallurgische proces verder wordt gecompliceerd en mogelijk milieuproblemen ontstaan.
Verhoogde moeilijkheidsgraad bij downstreamverwerking:
De aanwezigheid van schuim bemoeilijkt de verdere verwerkingsstappen, zoals gieten, walsen of extruderen, waardoor het een grotere uitdaging wordt om de gewenste productspecificaties en kwaliteit te bereiken.
Het zorgvuldig verwijderen van schuim is essentieel voor het handhaven van de zuiverheids- en kwaliteitsnormen.
► Hoe maakt een schuimpan gebruik van natuurlijke scheiding?
Gesmolten metaal heeft een veel hogere dichtheid dan de onzuiverheden waaruit schuim bestaat. Schuimpannen werken door het oppervlak af te schuimen om te profiteren van deze natuurlijke scheiding:
Natuurlijke scheiding als gevolg van dichtheidsverschil:
Onzuiverheden in het gesmolten metaal hebben een lagere dichtheid vergeleken met het metaal zelf. Dit natuurlijke dichtheidsverschil veroorzaakt onzuiverheden,
inclusief oxiden en niet-metalen deeltjes, om naar de oppervlakte te drijven.
Selectief contact met dross:
Het ontwerp van deschuimpanis zodanig dat het op het oppervlak van het gesmolten metaal drijft en selectief alleen in contact komt met de drijvende schuimlaag aan het oppervlak.
Geminimaliseerde metaalhechting:
De vorm en perforaties van deschuimpanzijn ontworpen om de hechting van het gesmolten metaal te minimaliseren. Dit ontwerp voorkomt overmatig contact met het metaal en zorgt ervoor dat alleen de bovenste laag schuim aan de pan hecht.
Langzaam skimmingproces:
Het afromen wordt langzaam en doelbewust uitgevoerd om alleen de bovenste laag schuim te verzamelen. Dit gecontroleerde proces voorkomt onnodig verlies van goed gesmolten metaal, terwijl de onzuiverheden effectief worden opgevangen.
Transport van drijvende dross:
Zoals deschuimpanover het oppervlak beweegt, vangt het op efficiënte wijze het drijvende schuim op. De pan is vaak uitgerust met mechanismen om het verzamelde schuim uit het gesmolten bad te transporteren, waardoor herbesmetting wordt voorkomen.
Minimaal verlies van goed gesmolten metaal:
Het strategische ontwerp en de werking van deschuimpanervoor te zorgen dat het verlies van goed gesmolten metaal tot een minimum wordt beperkt. Door zich specifiek te richten op de bovenste laag schuim, blijft het grootste deel van het gesmolten metaal onaangetast en geschikt voor verdere verwerking.
Deze elegante, low-tech oplossing maakt gebruik van de natuurkunde voor gerichte extractie van afval.
► Wat gebeurt er na het verwijderen van schuim door middel van skimming?
Na het afromen ondergaat het schuim verdere verwerking:
- Dross wordt uit de pan geleegd in recipiënten om te koelen.
- Slak kan worden verpletterd, gemalen of versnipperd om metaal vrij te maken.
- Magnetische scheiders recupereren ijzerrijke fracties.
- Het metaalgehalte smolt terug in de productiestroom.
- Het resterende oxideafval kan secundaire toepassingen hebben.
- Minimale rommel die naar de stortplaats wordt gestuurd.
Het afromen van slakken maakt metaalproductie met een hoge zuiverheidsgraad en stroomafwaartse recycling mogelijk. Voor meer informatie over de schuimpan kunt u contact met ons opnemen viatech@huan-tai.org.
Referenties:
https://www.thermofisher.com/blog/metals/dross-skimming-enhance-aluminum-recovery/
https://www.tetronics.com/het-dross-dilemma-is-er-een-groenere-manier-om-dit-gevaarlijke-afval/ te behandelen
https://patents.google.com/patent/JPH11236470A/en
https://link.springer.com/hoofdstuk/10.1007/978-3-030-05864-7_15
https://www.fst.nl/media/com_form2content/documents/c2/a4246/f2/Dross%20pans%20EN.pdf
https://www.researchgate.net/figure/Typical-dross-compositions-for-various-molten-metals-Regrown-from-ref-2_fig3_329462851
https://www.thermofisher.com/blog/metalen/verhogende-productiviteit-terugwinnen-metaal-van-dross
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2588863116300105
https://www.asminternational.org/documents/10192/2278238/amp17109p113.pdf
https://www.intechopen.com/hoofdstukken/47936
Neem contact met ons op
Tel: 86 029 87608173
E-mail:Tech@huan-tai.org
Adres: Nr.68, 2e Keji Road Xian, China 710075