مع استمرار نمو الطلب على مصبوبات المعادن غير الحديدية (خاصةً مصبوبات الألومنيوم وسبائك الألومنيوم)، تتزايد أيضًا الضغوط التي تتعرض لها المسابك لتحسين جودة المصبوبات. وبما أن المواصفات الفنية لمعظم التطبيقات الصناعية، بما في ذلك البناء والهندسة والنقل، فقد شهدت قطاعات الفضاء والسيارات زيادة سريعة في استخدامها خلال السنوات الأخيرة. من أجل إزالة الشوائب من المادة المنصهرة للحصول على معدن أنظف وأفضل جودة، تُعد عملية إزالة الغازات الدوارة للصب إحدى أكثر طرق التنظيف شيوعًا وفعاليةً التي تستخدمها المسابك.
هناك نوعان رئيسيان من الشوائب الموجودة في الألومنيوم المنصهر: الهيدروجين المذاب والشوائب الصلبة غير المعدنية.
مع تبريد المعدن، يتسرب الهيدروجين المذاب من المحلول ويشكل مسامًا ضارة. وتؤدي هذه المسامية والشوائب الصلبة غير المعدنية إلى تقليل المتانة وتؤثر سلبًا على الأداء النهائي للمسبوكات المصنوعة من الألومنيوم.
يؤدي هذا التفاعل إلى تكوّن قشور أكسيدية على سطح المعدن المنصهر أثناء عملية الصهر ونقل المعدن المنصهر لاحقًا. وتُحتجز الأكاسيد الناتجة في معظم المادة المنصهرة، ثم تنتقل إلى قطعة الصب النهائية. ويمكن أن تنشأ شوائب غير معدنية أخرى، مثل الكربيدات أو النتريدات أو البوريدات، من مصادر مثل مواد البوتقة أو المواد المقاومة للحرارة الأخرى.
ستؤدي أي شوائب تتشكل إلى حدوث عيوب هيكلية في قطعة الصب، مما سيؤثر سلبًا على الخصائص الميكانيكية، كما سيؤدي إلى صعوبات في المعالجة وقد يتسبب في تلف الآلة المكنية.
لذلك، يجب إزالة الهيدروجين المذاب والشوائب غير المعدنية من المعدن المنصهر قبل الصب لتحقيق أفضل جودة.
مع تزايد الطلب العالمي على حجم وجودة قطع الألمنيوم المصبوبة، تزداد عولمة هذه الصناعة، وتشتد حدة المنافسة بين مصانع الصب بشكل متزايد. لذا، يتعين على مصانع الصب أن تطبق أكثر العمليات كفاءةً وفعاليةً من حيث التكلفة من أجل توفير قطع مصبوبة بأسعار تنافسية.
تُستخدم عملية إزالة الغازات الدوارة في الصب لتنقية المعدن، وهي تنطوي على عملية فيزيائية تعتمد على استخدام مادة مساعدة من الغاز الخامل. يُوصى بإزالة الغازات من الألومنيوم باستخدام النيتروجين الجاف أو الأرجون. حيث ينتشر الهيدروجين المذاب في المادة المنصهرة إلى الفقاعات الصاعدة لغاز المادة المساعدة، ثم يُنقل إلى سطح المادة المنصهرة. تتم إزالة الأكاسيد والشوائب غير المعدنية الأخرى بشكل أساسي عن طريق التعويم، لأن الفقاعات الخاملة الصغيرة تلتصق بالأكاسيد ثم تطفو إلى سطح الحمام. وتنطبق المبادئ التي تُستخدم في إزالة الهيدروجين أيضًا على إزالة الأكاسيد.
مبدأ إزالة الغازات بالتدوير هو زيادة المساحة السطحية للغاز المُدرج المعرض للمعدن. فكلما زادت المساحة السطحية، زاد معدل الانتقال من المعدن إلى الغاز الخامل. وبالنسبة لحجم غاز معين، كلما صغر حجم الفقاعة، زادت المساحة السطحية. على سبيل المثال، تبلغ مساحة سطح الفقاعة التي يبلغ قطرها 1 بوصة 6 بوصات مربعة. وإذا قُسمت الفقاعة نفسها إلى فقاعات يبلغ قطر كل منها 1/16 بوصة، فستزداد مساحة السطح إلى 96 بوصة مربعة. وتؤثر الفقاعات الأصغر حجمًا بشكل أقل على سطح المادة المنصهرة، مما يقلل من امتصاص الهيدروجين الإضافي في البيئات الرطبة.