Физико-химическая характеристика процесса

Алюминий – сравнительно легкоплавкий и легкий металл (t_пл = 658°С, плотность – 2700 кг/м³), обладает высокой теплопроводностью и скрытой теплотой плавления, а так же большим сродством к кислороду.

Во время плавки алюминий реагирует с компонентами газовой фазы по реакциям типа (6.1) – (6.8). Наиболее вероятна реакция (6.1); для нее значения DG находятся в интервале 600…800 кДж/моль. Менее вероятна реакция (6.4). Реакция (6.3) имеет DG в интервале 350…420 кДж/моль. В расплавленном состоянии алюминий обладает повышенной способностью к растворению водорода, выделяемого при взаимодействии жидкого расплава алюминия с парами воды по реакции (6.3), источниками образования которых могут быть шихтовые материалы, футеровка печи, материал тигля, флюсы, инструмент, применяемый при плавке, продукты сгорания газообразного и жидкого топлива и атмосфера. Большое количество водорода в расплав может быть внесено с лигатурами: например, алюминиево-циркониевая лигатура (5 % Zr) может содержать до 45 см³ водорода на 100 г; алюминиево-титановая (3 % Тi) – до 30 см³ водорода на 100 г.

Кроме газов алюминиевый сплав может взаимодей­ствовать также с огнеупорной футеровкой и флюсами. Взаимодействие с футеровкой, обычно выполняемой из окислов, может привести к восстановлению их алюминием. Развитие этих реакций для большинства окислов возможно, однако тормозится тем, что пленка Аl2О3 обволакивает поверхность футеровки.

Взаимодействие расплавов с флюсами и добавками связано уже с рафинированием алюминиевых сплавов.