Métodos de desgasificación del aluminio

15 de octubre Métodos de desgasificación del aluminio

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Los métodos de desgasificación del aluminio, cuyo objetivo es reducir el contenido de hidrógeno (contenido gaseoso) del aluminio fundido antes de la fundición, constituyen uno de los aspectos más importantes del control de calidad en las fundiciones.

El desgasificador de aluminio fundido se coloca entre el horno de mantenimiento y la máquina de colada.
Se inyecta nitrógeno en la aleación de aluminio fundida y, a continuación, el gas es fragmentado por un rotor giratorio de grafito en un depósito de desgasificación.
A continuación, se forma una gran cantidad de burbujas dispersas, de modo que la aleación de aluminio líquida entra en contacto total con el nitrógeno del depósito de tratamiento. Siguiendo el principio de la diferencia de presión atmosférica y la adsorción superficial, las burbujas absorben el hidrógeno y la escoria oxidada.
A continuación, las burbujas suben a la superficie del material fundido y forman una capa de espuma.
A continuación, la aleación de aluminio fundida fluye desde la salida de la unidad de desgasificación hasta la máquina de desgasificación de la máquina de fundición, con el fin de purificar la aleación de aluminio.
El proceso de eliminación del hidrógeno se denomina desgasificación. Uno de los métodos de desgasificación más eficaces consiste en utilizar nitrógeno, un gas inerte seco, para llevar a cabo la desgasificación inerte por rotación.
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Principio de desgasificación
El hidrógeno disuelto se desplazará desde una zona de alta concentración (en la masa fundida) hacia una zona de baja concentración (en el gas inerte).
El hidrógeno se dispersará en el metal fundido, igual que se libera en cualquier espacio cerrado.
Mantendrá una concentración constante durante todo el proceso de fusión.
La velocidad de migración del hidrógeno en el aluminio fundido es casi tan rápida como en el aire.
Por lo tanto, no es necesario exponer cada onza de metal al gas inerte.
La eficacia de la desgasificación del aluminio depende de dos factores: la velocidad de transporte a través de la interfaz metal/gas y la superficie total por la que puede producirse el transporte.

Métodos de desgasificación del aluminio: dispositivo RID
Las burbujas inertes más grandes se dividen o se fragmentan en burbujas más pequeñas con el fin de eliminar eficazmente el hidrógeno de la masa fundida.
Sin embargo, muchos de estos sistemas utilizan diseños de rotor y eje costosos y complejos, lo que aumenta el coste y la vida útil del eje y del rotor.
En el extremo de la pistola pulverizadora giratoria se ha diseñado una ranura que permite fragmentar eficazmente las burbujas inertes en burbujas inertes finamente dispersas por toda la masa fundida.
Además de ser más económicas que los diseños habituales de eje y rotor, las pistolas pulverizadoras rotativas son más duraderas y requieren menos tiempo de inactividad.

Métodos de desgasificación del aluminio: tamaño de las burbujas
El principio de la desgasificación rotativa consiste en aumentar la superficie del gas de intercalación expuesta al metal. Cuanto mayor es la superficie, mayor es la velocidad de transferencia del metal al gas inerte. Para un volumen de gas dado, cuanto menor es el tamaño de las burbujas, mayor es la superficie. Por ejemplo, una burbuja con un diámetro de 1 pulgada tiene una superficie de 6 pulgadas cuadradas. Si esa misma burbuja se divide en burbujas con un diámetro de 1/16 de pulgada, la superficie aumentará hasta 96 pulgadas cuadradas. En otras palabras, si se utiliza el mismo volumen de gas y el diámetro de la burbuja se reduce a 1/16 del diámetro original, la superficie total se multiplicará por 16. Las burbujas más pequeñas interfieren menos en la superficie del metal fundido, lo que reduce la absorción adicional de hidrógeno en entornos húmedos.