Desgasificación del aluminio

15 de octubre Desgasificación del aluminio

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Desgasificación del aluminio

La desgasificación del aluminio ha experimentado un amplio desarrollo y difusión en la industria durante la última década, con el fin de obtener el nivel estable más bajo de contenido de gas en un metal en las condiciones actuales,
En la fundición en molde, este método se utiliza para desgasificar volúmenes relativamente pequeños de metal (hasta 650 kg).
En la fabricación de lingotes, se someten grandes cantidades de material fundido a un tratamiento al vacío.
El proceso se lleva a cabo en mezcladoras al vacío con una capacidad de entre 10 y 25 toneladas.
Las investigaciones demuestran que la evacuación en el mezclador reduce el contenido de hidrógeno en el metal aproximadamente dos veces y da lugar a una fuerte disminución de los defectos internos detectados mediante ensayos ultrasónicos y, en consecuencia, del número de productos semiacabados rechazados. Al disminuir la presión externa sobre la masa fundida, el equilibrio del sistema metal-gas disuelto, formado durante la fusión, se desplaza hacia concentraciones de gas más bajas, lo que crea condiciones favorables no solo para la difusión del hidrógeno hacia la superficie libre, sino también para la aparición y el crecimiento de burbujas de gas.

Durante la fase de burbujeo en el proceso de Desgasificación del aluminio, lo cual es característico de la fase inicial de desgasificación; la velocidad de captura de gas es aproximadamente entre 2 y 3 veces mayor que durante la difusión.
Sin embargo, durante el tratamiento al vacío de grandes masas de material fundido, la liberación de burbujas se produce únicamente en las capas superficiales del material fundido. Por lo tanto, a medida que aumenta la profundidad del baño, la velocidad de desgasificación disminuye.

A pesar de que el coeficiente de difusión del hidrógeno en el aluminio fundido es relativamente alto (entre dos y tres órdenes de magnitud superior a los coeficientes de difusión de los elementos de aleación), lo que limita el proceso es la transferencia de masa del hidrógeno en la masa fundida durante la desgasificación al vacío de baños profundos sin agitación.
El movimiento direccional del material fundido desde el fondo hacia la superficie puede acelerar considerablemente la desgasificación.

El movimiento del metal fundido en el baño puede producirse como resultado de la convección natural, debida al enfriamiento de los volúmenes de metal fundido en la superficie de la cuba y en las paredes del mezclador, y de la convección forzada, mediante la eliminación de gases del revestimiento a través del espesor del metal fundido al crear un vacío en el espacio de trabajo del mezclador y mediante el uso de dispositivos especiales para mezclar el metal fundido.

Para aumentar la productividad de las unidades equipadas con mezcladoras al vacío, se recurre a la evacuación del material fundido en un flujo continuo al verterlo en una mezcladora en la que se ha creado previamente una profundidad de vacío predeterminada.
Las elevadas tasas de desgasificación resultantes en este caso se deben a unas condiciones desfavorables para la evolución de gases: la formación de burbujas se produce de forma intensiva en ausencia de presión metalostática, y la transferencia de masa de hidrógeno a las burbujas resultantes se ve reducida debido a la elevada turbulencia del chorro de fundido que entra en el vacío.
Sin embargo, este proceso aún no ha llegado a la fase de pruebas piloto.