Métodos de desgasificación en la fundición

9 de septiembre Métodos de desgasificación en la fundición

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Métodos de desgasificación en la fundición
Durante la fundición, el aluminio fundido se purifica para eliminar las impurezas metálicas disueltas (sodio, magnesio, hierro y zinc), las inclusiones de óxido en suspensión (no metálicas) y el hidrógeno disuelto.
Para ello, se utilizan diversos métodos, como la purga de las masas fundidas con gases inertes y activos, la sedimentación, el tratamiento con sales de cloruro y fundentes, la evacuación y el filtrado mediante filtros de malla, granulares y cerámicos sinterizados.

Máquina de desgasificación En los métodos de desgasificación en la fundición de aluminio y aleaciones de aluminio AMg2 y AMgb, se puede llevar a cabo mediante el soplado de la masa fundida con cloro, una mezcla de gas inerte con cloro (por cada 100 partes en volumen de gas inerte, de 1 a 10 partes en volumen de cloro), vapores de cloruro (CrCl₃, CCl₄, TiCl₄), freón (CCl₂F₂) y la filtración a través de filtros granulares de AlF₃ o ABO₃ activados con cloro o flúor.
El consumo de gas de refinado es de 0,2 … 0,5 m por cada tonelada de masa fundida. La duración del soplado a través de boquillas cerámicas o insertos cerámicos porosos es de 10 … 15 min a la temperatura de la masa fundida.

Métodos de desgasificación: en la fundición, también se eliminan del metal fundido las impurezas de litio, potasio y calcio, y se pierde hasta 0,2% de magnesio.
Las fundiciones se filtran a través de filtros de un espesor de 150 … 200 mm para eliminar los granos de un diámetro de 4 … 6 mm. Los métodos de refinado mencionados permiten reducir el contenido residual de sodio en la fundición a (2 … 3) -1 () ’4%.

El efecto perjudicial del sodio sobre las propiedades tecnológicas de la aleación AMgb puede mitigarse mediante la introducción de aditivos de bismuto o antimonio (0,2 … 0,31 TP3T de la masa de la masa fundida), que forman intermegalidos con el sodio y se funden a 775 y 856 °С, respectivamente.

La purga con gas se utiliza ampliamente para desgasificar las masas fundidas y eliminarlas de las inclusiones no metálicas.
Cuanto menor sea el tamaño de las burbujas del gas purgado y más uniforme sea su distribución en el volumen de la masa fundida, más eficaz será el proceso de refinado. Por regla general, la purga se lleva a cabo a través de insertos porosos de alúmina sinterizada, que garantizan la formación de burbujas de gas con un diámetro de entre 1,5 y 2,0 mm.
Este método de refinado se utiliza ampliamente en las fundiciones para la producción de lingotes.
La purga se lleva a cabo en recipientes especiales revestidos, instalados en la zona de desbordamiento de metal desde la mezcladora hacia el molde o hacia los cubos.
En el fondo del cubo o recipiente se instala un inserto cerámico poroso.
Para el refinado de fundidos de aluminio se utilizan nitrógeno, argón, helio, cloro y una mezcla de nitrógeno (90%) con cloro, todos ellos purificados para eliminar la humedad y el oxígeno.

Métodos de desgasificación: en la fundición con nitrógeno o argón, el proceso se lleva a cabo a una temperatura de entre 720 y 730 °C.
La duración de la purga, en función del volumen de la masa fundida, oscila entre 5 y 20 minutos; el caudal de gas es de 0,5 a 1,0 m por cada tonelada de masa fundida.
Este tratamiento permite reducir el contenido de inclusiones no metálicas a 0,5 … 0,1 mm²/cm², según la muestra tecnológica de Dobatkin-Zinoviev, y el contenido de hidrógeno a 0,20 … 0,15 cm por cada 100 g.

Cuando se utilizan toberas especiales para la inyección de material fundido, la velocidad del gas a la salida de la tobera es de 200 … 250 m/s, lo que garantiza la dispersión de las burbujas de gas en el volumen de material fundido hasta un tamaño de 3 … 5 micras; mientras que la duración de la purga no supera los 5 minutos, y el caudal de gas por cada 1 tonelada de material fundido es de 0,05 m³.

El tratamiento de las masas fundidas con cloro se lleva a cabo en cámaras selladas o cubetas provistas de tapa, con evacuación de los gases hacia el sistema de ventilación. El cloro se introduce en la masa fundida a través de tubos con boquillas a una temperatura de entre 7 ° y 720 °C.
La duración del proceso de refinado mediante métodos de desgasificación en fundición, con una presión de cloro de 0,11 … 0,12 MPa, es de 10 … 12 minutos; el consumo de cloro es de 0,3 … 0,5 m³ por cada 1 tonelada de metal fundido.
El uso de cloro proporciona un mayor nivel de purificación en comparación con el nitrógeno técnico y el argón.
Sin embargo, la toxicidad del cloro, la necesidad de tratar las masas fundidas en cámaras especiales y las dificultades asociadas a su purificación limitan considerablemente el uso de la cloración de masas fundidas en un entorno industrial. Sustituir el cloro por una mezcla de este con nitrógeno proporciona un nivel de purificación bastante elevado, pero no resuelve los problemas relacionados con la toxicidad y el secado.

La desgasificación va acompañada de una pérdida de magnesio. Cuando se trata con nitrógeno, se pierden 0,01% de Mg; la desgasificación con cloro aumenta estas pérdidas hasta 0,2%.

La operación necesaria tras la purga consiste en dejar reposar la masa fundida durante 10…30 minutos para eliminar las burbujas de gas más pequeñas. El uso de la masa fundida inmediatamente después de la purga, sin dejar reposar, siempre conlleva la formación de un gran número de defectos por gas en las piezas fundidas.

Durante el proceso de purga se forma una cantidad considerable de espuma, que es arrastrada por el flujo de metal hacia la pieza de fundición. La supresión de la espuma se consigue aplicando una capa de gránulos de sal de un diámetro determinado sobre la superficie del metal fundido en la cámara de purga.