► Welche Arten von Verunreinigungen sammeln sich als Schlacke an?
Auf der Oberfläche von geschmolzenem Metall können sich verschiedene Arten von Verunreinigungen in Form von Krätze ansammeln:
◇ Metalloxide – Sauerstoff reagiert mit dem geschmolzenen Metall und bildet feste Oxide.
◇ Flussmittel – Materialien wie Chloride verbinden sich mit Oxiden.
◇ Schlacke – Silikate und andere Verbindungen schwimmen aus dem Erz auf.
◇ Alte Beschichtungen – Farben, Öle, Fette usw. aus recyceltem Metall.
◇ Tiegelverschleiß – Erodierte Keramikauskleidungspartikel.
◇ Verbrennungsrückstände – Asche aus Heizstoffen.
◇ Entgasungsmittel – Zugesetzte Verbindungen wie Stickstoff oder Chlor.
Ziel der Krätzeabschöpfung ist es, diese komplexe Mischung aus Verunreinigungen vor dem Gießen zu entfernen.
► Wie variiert die Zusammensetzung der Krätze?
Die Zusammensetzung der Krätze ist je nach Art sehr unterschiedlichSchlacke-Skim-PfanneBeteiligtes Metall und Besonderheiten des Prozesses:
Aluminiumschlacke:
Aluminiumschlacke enthält häufig eine erhebliche Menge an rückgewinnbarem Metall, wobei einige Zusammensetzungen mehr als 30 % rückgewinnbares Aluminium enthalten.
Zu den Hauptbestandteilen gehören Aluminiumoxid, metallisches Aluminium und andere nichtmetallische Verbindungen wie Salze.
Zink- und Bleischlacke:
Zinkschlacke ist in der Regel zinkreich und spiegelt das verarbeitete Primärmetall wider, während Bleischlacke durch einen höheren Bleigehalt gekennzeichnet ist.
Zusammensetzungen umfassen eine Mischung aus Zink- oder Bleioxiden, Metallpartikeln und weiteren Verunreinigungen, die sich aus den spezifischen Verarbeitungsbedingungen ergeben.
Stahlherstellungsschlacke:
Stahlschlacke besteht hauptsächlich aus Eisenoxidverbindungen, überwiegend in Form von Rost und Zunder.
Abhängig von der Zusammensetzung der Stahllegierung und den im Stahlherstellungsprozess verwendeten Materialien können zusätzliche Elemente vorhanden sein.
Kupferschlacke:
Kupferschlacke zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an Kupferoxidverbindungen (CuO) aus.
Verschiedene in der ersten Kupferquelle enthaltene Komponenten wie Zinn oder Nickel können zur Gesamtkreation beitragen.
Allgemeine Charakteristiken:
Die physikalische Form von Schlacken kann stark variieren und reicht von losen Pulvern bis hin zu festen Brocken oder Aggregaten, abhängig von den Verarbeitungsbedingungen und dem jeweiligen Metall.
Aufgrund der hygroskopischen Natur einiger Schlackenarten nehmen sie leicht Feuchtigkeit aus der Umgebung auf, was sich auf ihre physikalischen Eigenschaften auswirkt.
Feuchtigkeitsgehalt:
Aufgrund der hygroskopischen Natur bestimmter Zusammensetzungen kann Schlacke eingeschlossene Feuchtigkeit enthalten. Der Feuchtigkeitsgehalt kann die Handhabung und Verarbeitung von Krätze beeinflussen.
Feine Metalltröpfchen:
Krätze enthält oft mitgerissene feine Metalltröpfchen, die wertvolle Bestandteile darstellen, die im Trennprozess gezielt zurückgewonnen werden können.
Das Verständnis der Zusammensetzung der Schlacke hilft bei der Steuerung der Trennungs- und Rückgewinnungsbehandlung.
► Warum ist es wichtig, Krätze aus geschmolzenem Metall zu entfernen?
Es bleiben Schlacken zurückSchlacke-Skim-PfanneGeschmolzenes Metall wirkt sich nachteilig auf die Qualität des Endprodukts aus:
Schwächung von Gussmetallstrukturen:
Eingeschlossene Gasporen in der Schlacke können die strukturelle Integrität des Gussmetalls schwächen und die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts beeinträchtigen.
Kontamination von Legierungselementen und Chemie:
Schlacke enthält oft Verunreinigungen, die das geschmolzene Metall verunreinigen und die Legierungselemente und die chemische Zusammensetzung verändern können. Dies kann zu unerwünschten Eigenschaften und einer beeinträchtigten Materialleistung führen.
Probleme mit Ofenhähnen und Gießdüsen:
Angesammelte Schlacke kann die Ofenhähne und Gießdüsen verstopfen, den reibungslosen Fluss des geschmolzenen Metalls stören und den Gießprozess behindern
Oberflächenfehler und Rauheit:
Der Einschluss von Krätze in der Metallschmelze kann zu Oberflächendefekten und Rauheiten am fertigen Produkt führen und dessen Ästhetik und Funktionalität beeinträchtigen.
Reduzierung der Ausbeute an nutzbarem Metall:
Das Vorhandensein von Schlacke verringert die Ausbeute an nutzbarem Metall bei der Verarbeitung von Rohstoffen, was zu mehr Abfall und wirtschaftlichen Verlusten führt.
Oxidativer Angriff während des Haltens:
Wenn Schlacke nicht entfernt wird, kann sie während der Halteperioden einen oxidativen Angriff auf das geschmolzene Metall begünstigen und so die chemische Stabilität und Reinheit des Metalls beeinträchtigen.
Rußansammlung:
Die Verbrennung der in der Schlacke enthaltenen organischen Materialien kann zur Ansammlung von Ruß führen, was den metallurgischen Prozess weiter verkompliziert und möglicherweise zu Umweltproblemen führt.
Erhöhte Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung:
Das Vorhandensein von Krätze erschwert nachgelagerte Verarbeitungsschritte wie Gießen, Walzen oder Extrudieren und macht es schwieriger, die gewünschten Produktspezifikationen und -qualitäten zu erreichen.
Die sorgfältige Entfernung von Krätze ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung von Reinheits- und Qualitätsstandards.
► Wie nutzt eine Schlacke-Abschöpfpfanne die natürliche Trennung?
Geschmolzenes Metall hat eine viel höhere Dichte als die Verunreinigungen, aus denen die Schlacke besteht. Schlackenpfannen funktionieren, indem sie die Oberfläche abstreifen, um diese natürliche Trennung zu nutzen:
Natürliche Trennung aufgrund von Dichteunterschieden:
Verunreinigungen in der Metallschmelze haben im Vergleich zum Metall selbst eine geringere Dichte. Dieser natürliche Dichteunterschied führt zu Verunreinigungen,
einschließlich Oxiden und nichtmetallischen Partikeln, an die Oberfläche zu schwimmen.
Selektiver Kontakt mit Schlacke:
Das Design derSchlacke-Abschöpfpfanneist so beschaffen, dass es auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls schwimmt und selektiv nur mit der schwimmenden Schlackenschicht an der Oberfläche in Kontakt kommt.
Minimierte Metallanhaftung:
Die Form und Perforationen derSchlacke-Abschöpfpfannesind so konstruiert, dass das Anhaften des geschmolzenen Metalls minimiert wird. Dieses Design verhindert übermäßigen Kontakt mit dem Metall und stellt sicher, dass nur die oberste Krustenschicht an der Pfanne haftet.
Langsamer Skimming-Prozess:
Das Abschöpfen erfolgt langsam und gezielt, um nur die obere Krätzeschicht zu sammeln. Dieser kontrollierte Prozess verhindert unnötige Verluste von gutem geschmolzenem Metall und fängt gleichzeitig die Verunreinigungen effektiv ein.
Transport von schwimmender Schlacke:
Als dieSchlacke-AbschöpfpfanneEs bewegt sich über die Oberfläche und sammelt effizient die schwimmende Krätze. Die Pfanne ist häufig mit Mechanismen zum Abtransport der gesammelten Krätze aus dem Schmelzbad ausgestattet, um eine erneute Kontamination zu verhindern.
Minimaler Verlust an guter Metallschmelze:
Die strategische Gestaltung und der Betrieb derSchlacke-AbschöpfpfanneStellen Sie sicher, dass der Verlust an gutem geschmolzenem Metall minimiert wird. Durch die gezielte Behandlung der obersten Schlackenschicht bleibt der Großteil des geschmolzenen Metalls unbeeinträchtigt und für die Weiterverarbeitung geeignet.
Diese elegante Low-Tech-Lösung nutzt die Physik zur gezielten Schlackenabsaugung.
► Was passiert nach der Krätzeentfernung durch Abschäumen?
Nach der Entrahmung wird die Krätze weiterverarbeitet:
- Die Schlacke wird zum Abkühlen aus der Pfanne in Behälter entleert.
- Schlacken können zerkleinert, gemahlen oder geschreddert werden, um Metall freizusetzen.
- Magnetabscheider gewinnen eisenreiche Fraktionen zurück.
- Der Metallgehalt wurde zurück in den Produktionsstrom geschmolzen.
- Der verbleibende Oxidabfall kann einer sekundären Verwendung zugeführt werden.
- Minimale Abfälle, die zur Deponierung geschickt werden.
Das Abschöpfen von Schlacke ermöglicht die Herstellung hochreiner Metalle und das anschließende Recycling. Weitere Informationen zur Krätze-Skim-Pfanne erhalten Sie untertech@huan-tai.org.
Verweise:
https://www.thermofisher.com/blog/metals/dross-skimming-enhance-aluminum-recovery/
https://www.tetronics.com/the-dross-dilemma-is-there-a-greener-way-to-treat-this-hazardous-waste/
https://patents.google.com/patent/JPH11236470A/en
https://link.springer.com/chapter/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-Redrawn-from-ref-2_fig3_329462851
https://www.thermofisher.com/blog/metals/boosting-productivity-recovering-metal-from-dross
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2588863116300105
https://www.asminternational.org/documents/10192/2278238/amp17109p113.pdf
https://www.intechopen.com/chapters/47936
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