Was ist ein Graphit-Entgasungsrotor?

Graphit-Entgasungsrotorwird häufig in der Metallgießereiindustrie eingesetzt, insbesondere beim Schmelzen und Raffinieren von Aluminium und seinen Legierungen, und in einigen Fällen auch zur Behandlung von geschmolzenem Zink, Kupferlegierungen und anderen Nichteisenmetallen.
Sie sind ein wesentlicher Bestandteil des Entgasungsprozesses. Durch Rotation und Einblasen von Inertgas entfernt der Rotor effektiv gelöste Gase und einen Teil der Einschlüsse aus dem flüssigen Metall. Dadurch werden Porosität, Lunker und andere Gussfehler vermieden und somit die innere und äußere Qualität der Endprodukte sichergestellt.

1. Material

Graphit-Entgasungsrotoren werden üblicherweise aus hochreinem Graphit oder isostatischem Graphit gefertigt, und zwar aus folgenden Gründen:

• Hervorragende Hochtemperaturleistung:
  Sie können ihre strukturelle Stabilität bei Temperaturen geschmolzener Metalle aufrechterhalten (zum Beispiel bei etwa 700 °C für geschmolzenes Aluminium).

• Chemische Stabilität:
  Sie weisen eine geringe Benetzbarkeit gegenüber geschmolzenem Aluminium und anderen Metallen auf, was dazu beiträgt, starke Erosion und Metallanhaftung zu reduzieren.

• Hohe Korrosionsbeständigkeit:
  Sie sind beständig gegen Angriffe von geschmolzenen Metallen und bestimmten Flussmitteln.

• Gute Bearbeitbarkeit:
  Graphit lässt sich drehen, fräsen und bohren, wodurch die Herstellung von Rotoren in verschiedenen Strukturen und Größen für unterschiedliche Ofenkonstruktionen und Prozessanforderungen erleichtert wird.

2. Funktionsprinzip und Hauptfunktionen

Rühren der Schmelze zur Förderung der Gasfreisetzung

Während des Betriebs wird der Graphitrotor in das geschmolzene Metall eingetaucht und von einem Motor mit hoher Drehzahl angetrieben.

• Durch die Rotation wird ein Rühreffekt erzeugt, der das Fließen des geschmolzenen Metalls intensiviert;

• Dadurch werden gelöste Gase und Einschlüsse, die ursprünglich in der Schmelze eingeschlossen oder ungleichmäßig verteilt waren, zur Oberfläche befördert, was die Gasfreisetzung und die Schlackenflotation beschleunigt.

Einleiten von Inertgas zur effizienten Entgasung

Interne Gaskanäle sind üblicherweise im Inneren des Rotors so konstruiert, dass Inertgase (üblicherweise Argon oder Stickstoff) in das geschmolzene Metall eingeleitet werden können.

• Durch die Einwirkung des rotierenden Rotors wird das Edelgas in eine große Anzahl feiner Bläschen zerteilt;

• Während diese Blasen durch die Schmelze aufsteigen, tauschen sie sich mit gelöstem Wasserstoff und anderen Gasen im Metall aus und transportieren diese aus der Schmelze heraus;

• Feine Oxide und nichtmetallische Einschlüsse haften ebenfalls an den Blasenoberflächen und werden gemeinsam an die Oberfläche transportiert, wo sie durch Abschöpfen entfernt werden können.

3. Typische Anwendungsszenarien

• Entgasen vor dem Gießen:
  Vor dem Gießen der Aluminiumlegierung wird die Schmelze entgast und entschlackt, um die Porosität zu verringern und die Dichte der Gussteile zu verbessern.

• Schmelz- und Raffinationsprozesse:
  In Schmelzöfen oder Raffinationsöfen werden Entgasungsrotoren eingesetzt, um Wasserstoff und bestimmte Oxide aus der Schmelze zu entfernen und so die Reinheit der Schmelze zu verbessern.

4. Typen und Strukturformen von Graphit-Entgasungsrotoren

Je nach Art des zu verarbeitenden Metalls, Ofenkonstruktion und erforderlichem Durchsatz sind Graphit-Entgasungsrotoren in verschiedenen Ausführungen erhältlich, wie zum Beispiel:

• Rotationsentgasungsanlagen:
  Die gängigste Lösung zur Behandlung von Aluminiumschmelzen. Der Rotor ist auf einer Motorwelle montiert und rotiert im Schmelzbad oder im Raffinationsofen.

• Verschiedene Rotorkopf-Designs:
  Zum Beispiel Mehrblattköpfe oder strömungsoptimierte Konstruktionen, die feinere und gleichmäßigere Blasen erzeugen, um die Entgasungseffizienz zu steigern.

• Integrierte oder geteilte Strukturen:
  Manche Rotoren werden als einteiliges Bauteil (Welle und Kopf) gefertigt, während andere über Gewindeverbindungen verfügen, sodass nur der verschlissene Rotorkopf ausgetauscht werden muss, was die Wartungskosten reduziert.

5. Vorteile und Wert

• Gute Haltbarkeit:
  Graphit bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit, wodurch der Rotor auch in Umgebungen mit geschmolzenem Metall eine angemessene Lebensdauer beibehalten kann.

• Hohe Entgasungseffizienz:
  Durch die Kombination von Rühren und Inertgaseinleitung wird der Gehalt an gelösten Gasen im Metall deutlich reduziert.

• Deutliche Verbesserung der Metallqualität:
  Nach der Entfernung von Gasen und schädlichen Verunreinigungen verringert sich die Porosität des Gussteils und die innere Struktur wird dichter, wodurch sich sowohl die mechanischen Eigenschaften als auch die Oberflächenqualität verbessern.

Erinnerung:Mit der Zeit verschleißt der Graphitrotor aufgrund hoher Temperaturen, mechanischer Belastung und Oxidation, sodass regelmäßige Wartung und Austausch erforderlich sind.