Desgasificación del aluminio líquido

7 de agosto Desgasificación del aluminio líquido

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Método de desgasificación del aluminio líquido
Para fabricar piezas de fundición de aluminio de alta calidad, las fundiciones deben eliminar el exceso de hidrógeno del metal fundido y, al mismo tiempo, realizar pruebas para asegurarse de que así sea.

El aluminio líquido es extremadamente reactivo, por lo que, cuando entra en contacto con aire húmedo o con herramientas húmedas, la descomposición del agua libera hidrógeno en la masa fundida.
Se ha demostrado que las cantidades excesivas de este gas disuelto tienen un efecto perjudicial sobre las propiedades mecánicas de la pieza fundida de aluminio final.
Cualquiera que se dedique a la fundición sabe perfectamente que los gases disueltos influyen de manera significativa en la distribución y el número de poros y en la contracción.
Es necesario controlar el nivel de hidrógeno disuelto para reducir los residuos. Para controlar el gas en el aluminio, el fundidor debe cumplir dos requisitos:
1. Evitar y reducir al mínimo la entrada de hidrógeno en la masa fundida.
2. Mide y retira el hidrógeno antes de verterlo.

La desgasificación del aluminio líquido se suele llevar a cabo mediante un gas de purga que, por lo general, se introduce en la masa fundida a través de una unidad de desgasificación rotativa.
El proceso de desgasificación del aluminio líquido está limitado por las leyes de la termodinámica.
Cuando se introducen burbujas de purga en la masa fundida, estas flotan hacia la superficie, captando así hidrógeno. En el mejor de los casos, estas burbujas saturadas de hidrógeno salen de la masa fundida y reducen el contenido de hidrógeno.
En este caso, desde un punto de vista termodinámico, la eficiencia del proceso es de 100%. Sin embargo, a medida que disminuye el contenido de gas en la masa fundida, la presión de equilibrio del hidrógeno en las burbujas también disminuirá, por lo que deberá aumentarse la cantidad de gas de purga necesaria para eliminar el hidrógeno residual.

Los elementos de aleación también influyen en la solubilidad del hidrógeno.
El papel de los elementos de aleación se caracteriza por los cambios en los coeficientes de corrección de la aleación. La tabla 1 muestra algunas aleaciones de fundición habituales.
Las aleaciones con valores más altos son más difíciles de desgasificar; así, por ejemplo, el tiempo de desgasificación del aluminio 535 es cuatro veces mayor que el del aluminio 535.
Aluminio puro. Afortunadamente, en la mayoría de los casos, estos factores pueden controlarse, y es posible lograr el contenido de gas y el proceso necesarios para eliminar la porosidad excesiva en las piezas de fundición de aluminio sin que ello plantee dificultades excesivas.

Desgasificación del aluminio líquido

Programa práctico de desgasificación
La desgasificación suele realizarse en una de las tres zonas del equipo de fundición de metales:
1. En la cuchara de transferencia, se utiliza para transportar el metal entre el horno de fusión y el de mantenimiento de temperatura.
2. En el horno de crisol, normalmente antes de verter el aluminio fundido.
3. En el sistema en tándem, cuando el metal se transfiere al horno de mantenimiento a través del canal de fundición.
Las dos primeras opciones son las más habituales, y el desgasificador de impulsor giratorio (RID) se suele utilizar para completar la operación de desgasificación de estas dos opciones.
De hecho, no todos los desgasificadores rotativos son iguales. Es importante contar con el mejor diseño de boquilla para generar burbujas pequeñas de forma eficiente.
Un tiempo de procesamiento más corto y un menor consumo de gas pueden suponer un gran ahorro de costes.
En el pasado, la industria de la fundición de metales solía utilizar diseños de boquillas sencillos. Este tipo de máquina tiene un coste de procesamiento menor, pero genera burbujas más grandes.
Debido a su escasa eficiencia, esta vía ha generado beneficios económicos erróneos.

Ajustar los parámetros del proceso
Con el eje en su sitio, una vez que la unidad RID se haya sumergido por completo en el metal líquido, podrá comenzar la operación de desgasificación del aluminio líquido.
La mejor posición del eje es aquella que se encuentra ligeramente desplazada respecto a la línea central del crisol o la cuchara, para ayudar a evitar la formación de remolinos en el metal líquido.
La distancia de desplazamiento respecto a la línea central suele ser de entre 2 y 4 pulgadas.
El uso de deflectores también es una buena idea, ya que estos pueden contrarrestar el movimiento cíclico del metal y reducir la formación de vórtices. Hay un deflector en el interior del Unidad de desgasificación Adtech.

Coloca el RID en la posición correcta, enciende el dispositivo y ajusta la velocidad del eje a 300 RPM.
También se debe activar el flujo de gas inerte y, a continuación, el operario debe ajustar el caudal de gas y la velocidad del eje.
Hay que aumentar el caudal de gas hasta que se vean burbujas flotando en la superficie del metal líquido.
A medida que aumenta el flujo de aire, el tamaño de las burbujas debería aumentar.

El resultado deseado es una buena dispersión de pequeñas burbujas, manteniendo al mismo tiempo una superficie relativamente tranquila.
A la hora de determinar la mejor combinación de caudal y velocidad del eje, ten en cuenta estos parámetros para su uso futuro.
Ten en cuenta también que el tiempo total de desgasificación suele oscilar entre cuatro y ocho minutos, salvo que la temperatura sea elevada o que la cantidad de gas necesaria sea reducida.