Con la continua expansión del uso de las aleaciones de aluminio en diversos ámbitos de la economía nacional, se plantean requisitos cada vez más exigentes en cuanto a la calidad interna de estos materiales. Durante el proceso de producción, es necesario controlar estrictamente la composición química de la aleación de aluminio y los defectos tales como la contracción, la porosidad y las inclusiones de escoria en el lingote, ya que la calidad intrínseca de los productos procesados se ve afectada por la calidad del lingote, y la calidad interna de este depende en gran medida de la calidad de la masa fundida. Por lo tanto, la tecnología de purificación de la masa fundida de aleación de aluminio reviste una gran importancia. Teniendo en cuenta los equipos y las condiciones de proceso existentes, se analiza el método de control del contenido de hidrógeno en la masa fundida de aluminio, con el fin de reducir dicho contenido y obtener lingotes de alta calidad.
Tecnología de purificación del aluminio
El gas presente en el aluminio fundido es principalmente hidrógeno (con una fracción volumétrica de entre el 60% y el 90%), seguido de nitrógeno, oxígeno, monóxido de carbono, etc. Las tecnologías de purificación del aluminio fundido destinadas principalmente a la eliminación de hidrógeno incluyen, entre otras, el método de flotación por burbujas, el método de tratamiento al vacío, el método de tratamiento por ultrasonidos y el método de eliminación de hidrógeno mediante tierras raras. El método de flotación por burbujas se utiliza ampliamente debido a su sencillez y alta eficiencia. Proceso de eliminación de hidrógeno mediante flotación por burbujas del aluminio fundido: los átomos de hidrógeno disueltos en el aluminio líquido migran hacia la periferia de las burbujas del agente purificador (argón o nitrógeno, etc.), son adsorbidos alrededor de las burbujas y forman moléculas de hidrógeno en su interior. Finalmente, el aluminio fundido se separa a medida que las burbujas flotan hacia arriba.
Equipos principales: horno de fundición, dispositivo de agitación electromagnética, dispositivo de desgasificación en línea, dispositivo de filtrado en línea, sistema de guías. El aluminio primario electrolítico y los materiales se funden y refinan en un horno de fundición para obtener una masa fundida de aluminio que cumpla los requisitos de temperatura y composición, y a continuación se deja reposar para su tratamiento. La masa fundida en reposo se purifica aún más y se vierte tras un proceso de desgasificación y filtración en línea a través de los canales de colada.
La solubilidad del aluminio cuando se calienta a 300 °C en aire es de solo 0,001 ml/(100 g·Al), y el aluminio sólido prácticamente no absorbe hidrógeno. Cuando el aluminio fundido entra en el sistema de colada, el contenido de hidrógeno prácticamente no varía. Además de las materias primas, la fuente de hidrógeno del metal fundido es principalmente la absorción de hidrógeno durante el proceso de fundición y colada. El objetivo de utilizar un sistema en línea equipos de desgasificación es purificar aún más el aluminio fundido fuera del horno y eliminar mejor los gases y las escorias del aluminio fundido.