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Proceso de refinado del aluminio

Proceso de refinado del aluminio

El proceso de refinado del aluminio incluye dos aspectos: la eliminación del hidrógeno en el interior del horno y la desgasificación en línea fuera del horno. En el caso de los lingotes a gran escala de aleación de aluminio y magnesio AA5182, la eliminación de hidrógeno en el horno se realiza principalmente mediante disolventes, mientras que la eliminación en línea fuera del horno se lleva a cabo principalmente mediante un sistema de desgasificación en línea. Mediante la rotación del rotor de grafito, el gas inerte penetra en el aluminio líquido a través del rotor; además, la rotación del aluminio fundido agita y rompe las burbujas, lo que mejora la eficiencia de la eliminación de hidrógeno.

El método de refinado del aluminio en el horno consiste en añadir fundente de refinado a la superficie del aluminio fundido en el horno de mantenimiento, e inyectando gas inerte en el aluminio fundido. La composición química del agente de refinado incluye principalmente: NaCl, NaF, KCl, KF, AlF₃, etc. Cuando el refinado en horno se lleva a cabo en un horno de mantenimiento, también se puede utilizar una pistola pulverizadora de gas para introducir gas inerte en el aluminio fundido con fines de refinado, pero es necesario abrir la puerta del horno de mantenimiento durante la operación, lo que provoca una pérdida de calor hacia el exterior del horno. A los operarios les resulta difícil trabajar en condiciones de alta temperatura, y es complicado llevar a cabo el refinado durante un periodo prolongado.

Proceso de refinado del aluminio

El refinado en línea del aluminio fuera del horno se realiza principalmente mediante el método de inyección rotativa de gas inerte. El gas inerte es principalmente argón (Ar). Aunque el nitrógeno (N₂) también puede tener cierto efecto refinador, dado que el N₂ y el aluminio líquido a alta temperatura pueden producir reacciones químicas que dan lugar a la formación de nitruros, la película de óxido de aluminio presente en la superficie del líquido se destruye, lo que reduce el efecto de eliminación del hidrógeno. Especialmente cuando la temperatura del aluminio fundido alcanza los 780 °C o más, la reacción química se hace más evidente. Por lo tanto, en el caso de la aleación de aluminio y magnesio, el gas inerte utilizado para la eliminación de hidrógeno es principalmente argón.

Utilizando un sistema de desgasificación en línea, el rotor de grafito gira y se rocía con gas inerte para introducir argón en su interior; a continuación, el rotor de grafito se sumerge en el aluminio fundido y gira mientras agita y tritura las burbujas de argón rociadas. Durante el proceso de flotación de las burbujas, el hidrógeno presente en el aluminio fundido es absorbido por las burbujas debido a la diferencia de presión parcial del hidrógeno entre el interior y el exterior de las mismas, y se elimina a medida que las burbujas flotan hacia la superficie del aluminio fundido. En cuanto a los metales alcalinos contenidos en el aluminio fundido, para eliminarlos al mismo tiempo, se mezcla una determinada proporción de Cl₂ y Ar y se introduce en el aluminio fundido. Cuando se funde la aleación de Al-Mg a gran escala AA5182, el caudal del aluminio fundido alcanza las 40 t/h. Por lo tanto, en este artículo se utiliza un dispositivo de eliminación de hidrógeno de tres rotores para mejorar la eficiencia de la eliminación de hidrógeno y el caudal del aluminio fundido.

Proceso de refinado del aluminio

Con el fin de mejorar el proceso de refinado y desgasificación del aluminio, el sistema en línea unidad de desgasificación Se han introducido mejoras en dos aspectos: por un lado, se ha ampliado el recorrido y el tiempo de paso del gas por el rotor de grafito para mejorar el efecto de precalentamiento del gas inerte Ar en dicho rotor. Por otro lado, durante el proceso de diseño del depósito de refinado, se ha dotado a la pared interior de este de un ángulo de inclinación mayor. A medida que aumenta el nivel del aluminio líquido en el tanque de refinado, la sección transversal del tanque aumenta proporcionalmente, lo que permite que interactúe con las burbujas de gas inerte. El grado de expansión se ajusta de forma que se evite que las burbujas se fusionen y se mejore el efecto de eliminación del hidrógeno.

En el proceso de refinado a gran escala de la aleación de aluminio y magnesio AA5182, tanto si se trata de la eliminación de hidrógeno dentro del horno como fuera de él, se utiliza gas inerte, como N₂ o Ar. Al mismo tiempo, para eliminar el Na del aluminio líquido, se requiere una pequeña cantidad de Cl₂ para lograr el efecto de refinado. Dado que el proceso de refinado del C2 incluye tanto el refinado físico como el químico, el Cl₂ puede secar las inclusiones presentes en el aluminio líquido, lo que facilita su separación del aluminio líquido y favorece la posterior eliminación de las mismas. El efecto de refinado es óptimo. Sin embargo, dado que el Cl₂ es muy tóxico, perjudicial para la salud humana, deteriora el medio ambiente y tiene un fuerte efecto corrosivo sobre los equipos de refinado, las herramientas, los talleres y otros equipos, por lo que actualmente casi no es necesario utilizar Cl₂ puro para refinar el aluminio líquido, sino una determinada proporción de Cl₂ mezclado con gases refinados, como el argón (Ar), para mejorar el efecto de eliminación del hidrógeno.