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Desgasificación del aluminio fundido

Desgasificación del aluminio fundido

El sistema de desgasificación del aluminio fundido es el último proceso destinado a reducir el contenido de hidrógeno. Su eficiencia y su eficacia en la desgasificación son muy importantes. Los equipos de desgasificación en línea utilizados en la colada continua y la laminación adoptan el método de desgasificación con rotor giratorio.

En el taller de fundición y colada, el contenido de hidrógeno y las inclusiones no metálicas de la aleación de aluminio fundida afectan gravemente a la calidad de las piezas fundidas. Normalmente, durante el proceso de solidificación, a medida que disminuye la solubilidad del hidrógeno, este y las inclusiones no metálicas penetran en el cristalizador, lo que provocará la aparición de manchas blancas y poros en la superficie de las chapas y láminas durante el posterior proceso de laminación. Las propiedades mecánicas del material se ven reducidas y, finalmente, el producto acaba desechándose. Por lo tanto, la aleación de aluminio fundida debe desgasificarse y purificarse.

El método de flotación es, en la actualidad, el más utilizado para desgasificar y purificar el aluminio fundido. El principio consiste en introducir en el aluminio fundido un gas inerte o un gas activo insoluble en él, o bien añadir una sal de cloruro que reaccione con el aluminio fundido para generar un gas, lo que da lugar a la formación de un gran número de burbujas que se escapan del aluminio fundido.

Los átomos de hidrógeno disueltos en el aluminio fundido migran hacia la superficie de las burbujas de purificación, se adsorben en la superficie de las burbujas, forman hidruros en el interior de las burbujas de hidrógeno y, finalmente, se liberan del proceso cinético del aluminio fundido a medida que las burbujas ascienden, completando así la desgasificación y la purificación del aluminio fundido.

El desgasificación mediante rotor giratorio Este método permite aprovechar al máximo las ventajas del método de flotación por burbujas para la eliminación de hidrógeno. La clave reside en que el líquido forma un flujo turbulento bajo la fuerte acción de la boquilla, y las burbujas se rompen y se dispersan uniformemente bajo la acción de la boquilla y del flujo turbulento.

Dado que el método de desgasificación con rotor giratorio permite que el diámetro de las burbujas sea muy pequeño, el efecto de agitación de las burbujas sobre la superficie del líquido se reduce considerablemente, lo que permite aumentar relativamente el caudal de aire. Para obtener una alta eficiencia de desgasificación, es necesario garantizar un determinado caudal de aire. El caudal de aire suele ser el principal factor que influye en el efecto de desgasificación de la flotación por burbujas. En las mismas condiciones, el aumento del caudal de gas incrementará el área superficial específica de interacción entre el gas y el líquido.

Debido al efecto de agitación que produce el rotor giratorio en el interior del aluminio fundido, este se encuentra en estado de movimiento, lo que aumenta la velocidad de desplazamiento de las burbujas en el aluminio fundido, lo cual contribuye a mejorar la capacidad de transferencia de masa del aluminio fundido.

Debido a que las burbujas no ascienden en línea recta por el aluminio fundido, el tiempo de permanencia de las burbujas en el aluminio fundido es relativamente largo; es decir, se prolonga el tiempo de deshidrogenación que producen las burbujas, lo que permite que la acción deshidrogenante de las burbujas se desarrolle plenamente.

Las burbujas se distribuyen de manera uniforme en el aluminio fundido, lo que puede reducir la distancia de difusión de los átomos de hidrógeno en el aluminio fundido hasta las burbujas, de modo que se potencia el proceso de difusión en todo el baño de fusión y se mejoran eficazmente las condiciones de transferencia de masa.