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Desgasificación y filtrado del metal fundido

Desgasificación y filtrado del metal fundido

El ámbito técnico de la desgasificación y el filtrado del metal fundido se refiere al tratamiento de los metales mediante gases fundentes y filtros.

De hecho, el metal fundido, especialmente el aluminio fundido, suele contener impurezas gaseosas y sólidas arrastradas y disueltas, que resultan perjudiciales para el producto de fundición final. Estas impurezas pueden afectar al producto fundido final una vez que el metal fundido se ha solidificado, lo que puede dificultar su procesamiento o reducir la ductilidad del producto final, o bien deteriorar el rendimiento en el procesamiento final y el anodizado. Las impurezas pueden proceder de múltiples fuentes. Por ejemplo, las impurezas pueden incluir impurezas metálicas, como metales alcalinos y metales alcalinotérreos, así como hidrógeno arrastrado y películas de óxido superficiales disueltas que se han descompuesto y quedado arrastradas en el metal fundido. Además, las inclusiones pueden proceder de impurezas insolubles, como carburos, boruros o materiales refractarios corroídos de hornos y depósitos.

Naturalmente, existe una gran necesidad de mejorar la desgasificación y el filtrado del metal fundido con el fin de eliminar o minimizar dichas impurezas en el producto fundido final, especialmente en el caso del aluminio fundido, sobre todo cuando el metal resultante se utiliza en la fabricación de acero. Productos decorativos, como cenefas o placas decorativas, o productos con especificaciones clave, como piezas forjadas y extruidas para la industria aeronáutica, y láminas ligeras. Las impurezas mencionadas provocan la pérdida de las propiedades de la aleación solidificada final, como la resistencia a la tracción y la resistencia a la corrosión, y causan una reducción de la eficiencia del procesamiento y la pérdida de rendimiento del producto final. Por ejemplo, un tipo de defecto de acabado que reviste especial importancia en los adornos decorativos o las chapas se denomina «defecto lineal».

Sistema rotativo de desgasificación

Los procesos convencionales de fundición con gas, como la fundición en horno de solera, consisten en introducir el gas de fundición en un horno de fusión o de mantenimiento que contiene una determinada cantidad de metal fundido. Este procedimiento requiere que el horno se apague mientras se hace circular el gas fundente, de modo que la cantidad de metal que se está procesando se mantenga constante y pueda ser tratada. Este método presenta numerosas desventajas, entre ellas una eficiencia reducida debido a que el horno permanece inactivo durante un largo periodo de tiempo durante el proceso de fundición, y una eficiencia insuficiente debido a la baja relación entre la superficie y el volumen del gas de fundición y el metal fundido. Otros factores son la limitación de la ubicación del horno, lo que permite que las impurezas vuelvan a entrar en la masa fundida antes de la colada, y la alta precisión debida a la gran cantidad de fundente necesaria y a su posición de circulación.

Como alternativa a los fundentes por lotes, se utilizan determinados fundentes para la desgasificación en línea. Es decir, la operación y los equipos correspondientes se encuentran fuera del horno de fusión o del horno de mantenimiento, y suelen situarse entre el horno de fusión y el horno de mantenimiento, o entre este último y la estación de colada. Esto contribuye a mitigar la ineficiencia provocada por la parada del horno.

Materiales cerámicos porosos de espuma Son especialmente adecuados para filtrar metal fundido por diversas razones, entre las que se incluyen su excelente eficiencia de filtración —debida en parte a su uniformidad, al tamaño controlable de sus poros y a su bajo coste—, así como su facilidad de uso y sustitución. La preparación y el uso de estos filtros de espuma cerámica son prácticos y económicos, y este hecho ha impulsado el desarrollo de dispositivos que permiten un uso cómodo y sencillo de estos filtros porosos para metal fundido en dispositivos de desgasificación y filtrado en línea, lo que permite un montaje eficaz.