يعد التحكم في درجة الحرارة هو الرابط الأساسي في عملية الفرن الدوار لمعالجة خبث الألومنيوم، والذي يؤثر بشكل مباشر على معدل استرداد المعدن وسلامة الإنتاج وجودة سائل الألومنيوم وكفاءة المعالجة. وفيما يلي تحليل مفصل للتأثير:

1. التأثير على معدل استرداد المعدن

درجة الحرارة مرتفعة للغاية (＞816℃): قد ينفجر السائل الألومنيوم الموجود في خبث الألومنيوم بسبب التفاعل العنيف، مما يتسبب في فقدان الألومنيوم المعدني مع الخبث المتناثر وانخفاض معدل الاسترداد.

درجة حرارة غير كافية (<660 درجة مئوية): لا يمكن إذابة خبث الألومنيوم بالكامل، ولا يتم فصل سائل الألومنيوم ورماد الألومنيوم بشكل كامل، وتزداد كمية الألومنيوم المتبقي، وينخفض معدل الاسترداد.

نطاق درجة الحرارة المثالية (649-816 درجة مئوية): يتمتع السائل الألومنيوم بأفضل سيولة، ويتم فصله بوضوح عن رماد الألومنيوم، ويمكن أن يصل معدل الاسترداد إلى أكثر من 80%.

2. التأثير على المخاطر الأمنية

خطر انفجار خبث الألومنيوم: يمكن للألمنيوم المنصهر في خبث الألومنيوم أن يتفاعل بسهولة مع الهواء لتوليد الهيدروجين عند درجات حرارة عالية. إذا خرجت درجة الحرارة عن السيطرة (مثل تجاوز 850 درجة مئوية محليًا)، فقد يتراكم الهيدروجين ويسبب انفجارًا.

الإجراءات المضادة: تقليل معدل الاحتراق عن طريق إضافة الخبث البارد أو الملح الصناعي، أو استخدام نظام مراقبة درجة الحرارة الآلي لضبط كمية الغاز الداعم للاحتراق في الوقت المناسب.

3. التأثير على جودة الألومنيوم المنصهر

درجة الحرارة ولزوجة الألومنيوم المنصهر: عندما تكون درجة الحرارة منخفضة للغاية، تزداد لزوجة الألومنيوم المنصهر، ويصعب فصل الشوائب (مثل الألومينا والملح)، مما يؤثر على نقاء السبيكة؛ عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية، قد يذوب الكثير من الهيدروجين، مما يؤدي إلى عيوب المسامية في السبيكة.

الاحتراق بالحرارة والأكسدة: يتأكسد الألومنيوم بسهولة في درجات الحرارة العالية. مع كل زيادة في درجة الحرارة قدرها 50 درجة مئوية، يزداد معدل حرق الأكسدة بنحو 1.5%. يجب السيطرة على الخسارة عن طريق تقصير وقت المعالجة (<30 دقيقة).

4. التأثير على كفاءة المعالجة

معدل التسخين: يستخدم الفرن الدوار للتسخين الداخلي الاحتراق التلقائي لخبث الألومنيوم للتسخين. يمكن أن يصل معدل التسخين الأولي إلى 50 درجة مئوية/الدقيقة، ولكن يجب التحكم في كمية الغاز الداعم للاحتراق لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

دورة المعالجة: عندما تكون درجة الحرارة مستقرة عند 750-800 درجة مئوية، يمكن تقصير وقت دحرجة خبث الألومنيوم إلى 5-8 دقائق، مما يحسن استخدام المعدات.

5. التأثير على البيئة

انبعاث الغبار: قد تتسبب تقلبات درجات الحرارة في تطاير رماد الألومنيوم، لذا يلزم وجود جهاز لجمع الغبار بكفاءة عالية (مثل مرشح الكيس) لضمان أن يكون تركيز الانبعاث أقل من 50 ملجم/م³.

معالجة خبث الملح: يجب التعامل مع النفايات التي تحتوي على الملح باعتبارها نفايات خطرة. إن التحكم غير السليم في درجة الحرارة من شأنه أن يؤدي إلى زيادة كمية الخبث الملحي الناتج وزيادة تكاليف التخلص منه.

يجب أن يوازن التحكم في درجة الحرارة بين معدل استرداد المعدن ومخاطر السلامة. يضمن الفرن الدوار معالجة فعالة لخبث الألومنيوم ضمن نطاق درجة الحرارة الأمثل من خلال المراقبة الآلية وتحسين العملية.