► Quali tipi di impurità si accumulano come scorie?
Diversi tipi di impurità possono accumularsi sulla superficie del metallo fuso sotto forma di scorie:
◇ Ossidi metallici - L'ossigeno reagisce con il metallo fuso formando ossidi solidi.
◇ Agenti flussanti - Materiali come i cloruri si combinano con gli ossidi.
◇ Scorie: silicati e altri composti galleggiano dal minerale.
◇ Vecchi rivestimenti - Vernici, oli, grassi, ecc. provenienti da metallo riciclato.
◇ Usura del crogiolo: particelle erose del rivestimento ceramico.
◇ Residui di combustione - Ceneri provenienti da combustibili da riscaldamento.
◇ Agenti degasanti: composti aggiunti come azoto o cloro.
La schiumatura delle scorie ha lo scopo di rimuovere questa complessa miscela di impurità prima della colata.
► Come varia la composizione delle scorie?
La composizione delle scorie varia notevolmente a seconda delVaschetta per la schiumatura delle scoriemetallo coinvolto e specifiche del processo:
Scorie di alluminio:
Le scorie di alluminio spesso contengono una quantità significativa di metallo recuperabile, con alcune composizioni che superano il 30% di alluminio recuperabile.
I costituenti primari includono ossido di alluminio, alluminio metallico e altri composti non metallici, come i sali.
Scorie di zinco e piombo:
Le scorie di zinco tendono ad essere ricche di zinco, riflettendo il metallo primario lavorato, mentre le scorie di piombo sono caratterizzate da un contenuto di piombo più elevato.
Le composizioni comprendono una miscela di ossidi di zinco o piombo, particelle metalliche e impurità aggiuntive derivanti dalle condizioni di lavorazione specifiche.
Scorie di produzione dell'acciaio:
Le scorie della produzione dell'acciaio sono composte principalmente da composti di ossido di ferro, prevalentemente sotto forma di ruggine e incrostazioni.
Possono essere presenti elementi aggiuntivi, a seconda della composizione della lega di acciaio e dei materiali utilizzati nel processo di produzione dell'acciaio.
Scorie di rame:
Le scorie di rame sono riconoscibili da un elevato contenuto di composti di ossido di rame (CuO).
Diversi componenti presenti nella prima fonte di rame, come stagno o nichel, possono aggiungersi alla creazione generale.
Caratteristiche generali:
Le scorie possono variare ampiamente nella forma fisica, spaziando da polveri sciolte a pezzi solidi o aggregati, a seconda delle condizioni di lavorazione e del metallo specifico coinvolto.
La natura igroscopica di alcuni tipi di scorie fa sì che assorbano facilmente l'umidità dall'ambiente circostante, influenzandone le proprietà fisiche.
Contenuto di umidità:
Le scorie possono contenere umidità intrappolata a causa della natura igroscopica di alcune composizioni. Il contenuto di umidità può influenzare la manipolazione e la lavorazione delle scorie.
Gocce di metallo fini:
Le scorie spesso contengono fini goccioline metalliche trascinate, che rappresentano componenti preziosi che possono essere presi di mira per il recupero nel processo di separazione.
Comprendere la composizione delle scorie aiuta a guidare il trattamento di separazione e recupero.
► Perché è importante rimuovere le scorie dal metallo fuso?
Lasciando le scorie nelVaschetta per la schiumatura delle scorieil metallo fuso ha effetti dannosi sulla qualità del prodotto finale:
Indebolimento delle strutture metalliche fuse:
I pori di gas intrappolati all'interno delle scorie possono indebolire l'integrità strutturale del metallo fuso, compromettendo le proprietà meccaniche del prodotto finale.
Contaminazione di elementi di lega e chimica:
Le scorie spesso contengono impurità che possono contaminare il metallo fuso, alterando gli elementi leganti e la composizione chimica. Ciò può comportare proprietà indesiderate e prestazioni del materiale compromesse.
Problemi relativi ai rubinetti del forno e agli ugelli di colata:
Le scorie accumulate possono intasare i rubinetti del forno e gli ugelli di colata, interrompendo il flusso regolare del metallo fuso e impedendo il processo di colata
Difetti superficiali e rugosità:
L'inclusione di scorie nel metallo fuso può portare a difetti superficiali e ruvidità sul prodotto finito, diminuendone l'aspetto estetico e la funzionalità.
Riduzione della resa del metallo utilizzabile:
La presenza di scorie riduce la resa di metallo utilizzabile dalla lavorazione delle materie prime, comportando maggiori sprechi e perdite economiche.
Attacco ossidativo durante il mantenimento:
Le scorie, se non rimosse, possono favorire l'attacco ossidativo sul metallo fuso durante i periodi di mantenimento, influenzando la stabilità chimica e la purezza del metallo.
Accumulo di fuliggine:
La combustione dei materiali organici presenti nelle scorie può portare all'accumulo di fuliggine, complicando ulteriormente il processo metallurgico e causando potenzialmente problemi ambientali.
Maggiore difficoltà nell'elaborazione a valle:
La presenza di scorie complica le fasi di lavorazione a valle, come colata, laminazione o estrusione, rendendo più difficile ottenere le specifiche e la qualità del prodotto desiderate.
La rimozione diligente delle scorie è fondamentale per mantenere gli standard di purezza e qualità.
► In che modo la vasca di schiumatura delle scorie sfrutta la separazione naturale?
Il metallo fuso ha una densità molto più elevata delle impurità che compongono le scorie. Le vasche per la raccolta delle scorie funzionano raschiando la superficie per sfruttare questa separazione naturale:
Separazione naturale dovuta alla differenza di densità:
Le impurità all'interno del metallo fuso hanno una densità inferiore rispetto al metallo stesso. Questa differenza di densità naturale provoca impurità,
compresi ossidi e particelle non metalliche, per galleggiare in superficie.
Contatto selettivo con le scorie:
Il disegno delvaschetta per la schiumatura delle scorieè tale da galleggiare sulla superficie del metallo fuso, venendo selettivamente a contatto solo con lo strato di scorie galleggiante in superficie.
Aderenza al metallo ridotta al minimo:
La forma e le perforazioni delvaschetta per la schiumatura delle scoriesono progettati per ridurre al minimo l'aderenza del metallo fuso. Questo design impedisce un contatto eccessivo con il metallo, garantendo che solo lo strato superiore di bava aderisca alla padella.
Processo di scrematura lenta:
La scrematura viene eseguita lentamente e deliberatamente per raccogliere solo lo strato superiore di bava. Questo processo controllato previene la perdita inutile di buon metallo fuso catturando allo stesso tempo efficacemente le impurità.
Trasporto di scorie galleggianti:
Come ilvaschetta per la schiumatura delle scoriesi muove sulla superficie, raccoglie efficacemente le scorie galleggianti. La vasca è spesso dotata di meccanismi per trasportare la scoria raccolta fuori dal bagno fuso, prevenendone la ricontaminazione.
Perdita minima di buon metallo fuso:
La progettazione strategica e il funzionamento delvaschetta per la schiumatura delle scoriegarantire che la perdita di buon metallo fuso sia ridotta al minimo. Prendendo di mira in modo specifico lo strato superiore delle scorie, la maggior parte del metallo fuso rimane inalterato e adatto alla lavorazione a valle.
Questa elegante soluzione a bassa tecnologia sfrutta la fisica per un'estrazione mirata delle scorie.
► Cosa succede dopo la rimozione delle scorie tramite schiumatura?
Dopo la scrematura, la bava subisce un'ulteriore lavorazione:
- Le scorie vengono svuotate dalla padella nei recipienti per il raffreddamento.
- Le scorie possono essere frantumate, macinate o triturate per liberare il metallo.
- I separatori magnetici recuperano le frazioni ricche di ferro.
- Il contenuto di metallo è stato fuso nuovamente nel flusso di produzione.
- I residui di ossido rimanenti possono avere usi secondari.
- Minime scorie inviate in discarica.
La scrematura delle scorie consente la produzione di metalli di elevata purezza e il riciclaggio a valle. Per ulteriori informazioni sulla vaschetta di schiumatura delle scorie, contattateci all'indirizzotech@huan-tai.org.
Riferimenti:
https://www.thermofisher.com/blog/metals/dross-skimming-enhance-aluminum-recovery/
https://www.tetronics.com/-il-dilemma-delle-scorie-è-un-modo-più ecologico per trattare-questo-rifiuto-pericoloso/
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-Redraw-from-ref-2_fig3_329462851
https://www.thermofisher.com/blog/metals/aumentare-la-produttività-recuperando-metallo-dalle-scorie
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2588863116300105
https://www.asminternational.org/documents/10192/2278238/amp17109p113.pdf
https://www.intechopen.com/capitoli/47936
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