El aluminio fundido es un líquido a alta temperatura compuesto por aluminio aleado y aleaciones de aluminio, que se forma mezclando directamente o combinando aluminio primario (lingotes de aluminio o aluminio electrolítico) con otros elementos de aleación mediante un proceso de fundición a alta temperatura. Durante la fundición del aluminio y las aleaciones de aluminio, se producen escorias oxidadas y procesos de captación de impurezas, lo que provoca que el aluminio líquido a alta temperatura se contamine con impurezas en mayor o menor medida. En particular, las fundiciones de aluminio y aleaciones de aluminio contienen una gran cantidad de hidrógeno e inclusiones metálicas y no metálicas. Si las sustancias nocivas mencionadas no se eliminan a tiempo antes de la fundición, se producirán defectos de fundición —como poros, inclusiones y porosidad— tanto en el interior como en la superficie de la pieza fundida, lo que afectará gravemente a las propiedades físicas, químicas, mecánicas y de diversos procesos de transformación profunda de la pieza, lo que dará lugar a una gran cantidad de residuos. Por lo tanto, es necesario purificar el aluminio fundido. En la actualidad, la tecnología de purificación del aluminio fundido incluye dos tipos de purificación: la purificación en el horno y la purificación fuera del horno.
La tecnología de purificación en horno es un tipo de tecnología de purificación del aluminio fundido que se aplica en el horno de fusión de aluminio durante el proceso de fundición del aluminio y las aleaciones de aluminio, y que incluye la desgasificación y la eliminación de escorias.
Esta tecnología se puede dividir en tecnología de tratamiento de purificación por adsorción y tecnología de tratamiento de purificación sin adsorción:
El método de adsorción se basa principalmente en el flujo para producir el efecto de absorción de las inclusiones de oxidación rígidas y, al mismo tiempo, eliminar dichas inclusiones y el hidrógeno adsorbido en la superficie, con el fin de purificar el aluminio fundido. El efecto purificador del método de adsorción solo se produce en la interfaz de adsorción. El método de adsorción incluye principalmente la purga con un solo gas, la purga con mezcla de gases, la purificación con sales de cloro y el refinado mediante fundente.
El método sin adsorción se basa principalmente en otros efectos físicos y químicos para lograr la purificación del aluminio líquido. El método sin adsorción incluye, principalmente, el tratamiento de purificación al vacío (tratamiento al vacío estático, tratamiento al vacío dinámico), el tratamiento de purificación por ultrasonidos, el tratamiento de purificación electromagnética, el método de cristalización a presión y el método de hidrógeno sólido con elementos de tierras raras, entre otros.
La tecnología de purificación del aluminio fundido (desgasificación y filtración) fuera del horno es una tecnología de desgasificación y escorificación en línea que se utiliza en el proceso de fundición del aluminio fundido. El método de purificación por desgasificación (hidrógeno) fuera del horno es, en realidad, el método de flotación por burbujas, que consiste en aplicar un procedimiento específico para generar un gran número de burbujas en el aluminio fundido, aprovechando la diferencia de presión parcial entre el hidrógeno presente en el aluminio fundido y las burbujas, de modo que el hidrógeno del aluminio fundido pase continuamente a las burbujas y flote en el aluminio fundido, para finalmente escapar de la superficie del líquido junto con las burbujas. El objetivo es la eliminación del hidrógeno. Al mismo tiempo, una parte de la escoria se elimina durante el proceso de flotación de las burbujas para lograr la separación entre la escoria y el líquido.
En cuanto al dispositivo de purificación situado fuera del horno, el más utilizado actualmente es el dispositivo de purificación por desgasificación por inyección rotativa, como el dispositivo SNIF de la empresa estadounidense Pyrotek, el dispositivo Aplur de la empresa francesa Novelis, el dispositivo GBF de la empresa japonesa Fujiko y el dispositivo de desgasificación TKR de Japón. El ejemplo más típico es el desgasificador al vacío fabricado por Hydro Corporation, y equipos de desgasificación en línea de AdTech China.
Aunque existen muchos tipos de equipos de purificación por desgasificación con chorro rotativo, tanto en el país como en el extranjero, suelen instalarse entre la boca de descarga del horno y la caja de filtrado. El principio de la desgasificación es el siguiente: el aluminio líquido a alta temperatura pasa a través del cuerpo de la caja de desgasificación, donde fluye y transita, y luego gira. El rotor fragmenta el gas inerte inyectado en el aluminio fundido a través de la plataforma giratoria en un gran número de burbujas dispersas y las distribuye por todo el aluminio fundido. Las burbujas presentes en el aluminio líquido aprovechan la diferencia de presión parcial de los gases y el principio de adsorción superficial para absorber el hidrógeno del aluminio líquido, adsorber la escoria oxidada y ser expulsadas de la superficie del aluminio líquido a medida que las burbujas ascienden, de modo que el aluminio líquido queda purificado.