Desgasificación rotativa con nitrógeno, proceso de desgasificación del aluminio

Desgasificación rotativa con nitrógeno

La desgasificación rotativa con nitrógeno se aplicó por primera vez al refinado continuo en grandes hornos de fusión. El gas inerte se introduce en el líquido a través de una varilla giratoria y unas paletas especialmente diseñadas. La rotación de la boquilla y el efecto de cizallamiento de las paletas hacen que las burbujas de gas inerte se dispersen uniformemente en el líquido del crisol. Al mismo tiempo, se forma un vórtice en la parte más profunda del líquido que asciende lentamente, de modo que se consigue la mayor superficie de contacto posible entre las burbujas y el líquido, lo que crea condiciones favorables para una eliminación eficaz del hidrógeno y de la escoria.

Además, no se produce ninguna reacción química entre el gas inerte y el aluminio fundido, y no existe una película de pasivación en la superficie de las burbujas, lo que permite que estas adsorban fácilmente hidrógeno y escoria oxidada, y floten hasta la superficie del líquido gracias a su flotabilidad. Además, el gas es cortado por las palas giratorias, las burbujas se distribuyen de forma extremadamente uniforme en la masa fundida y esta se agita de manera adecuada, lo que amplía significativamente la interfaz y el ámbito de acción, prolonga el tiempo de acción y aumenta la difusión del hidrógeno hacia el interior de las burbujas. El gradiente de concentración de la transferencia de masa refuerza la función de eliminación del hidrógeno y de la escoria.

La intensa agitación en la parte más profunda del baño de fusión también favorece la acumulación de pequeñas inclusiones de escoria y facilita la eliminación de los residuos de flotación. La superficie líquida de la aleación solo gira de forma constante, sin grandes vaivenes, por lo que se produce menos formación de escoria y se aspira menos aire.

La gente espolvorea el polvo agente refinador junto con cloruro y gas inerte en el fondo del crisol, y se consigue el objetivo de desgasificación y eliminación de escoria mediante una serie de efectos físicos y químicos. Las inclusiones de gas y escoria en el líquido se reducen significativamente, y los efectos de eliminación de hidrógeno y de escoria son notables. Esto se debe a que, mientras se realiza la pulverización rotativa, las palas giratorias de la boquilla cortan el gas al tiempo que dispersan uniformemente el agente refinador en el líquido del crisol. Las distintas partes del aluminio líquido hacen que el agente refinador reaccione más completamente con el gas presente en el aluminio líquido, y el tiempo de acción se prolonga, lo que favorece en mayor medida la eliminación de las inclusiones y del gas del aluminio líquido.

En el proceso de ensayo, utilizando el mismo agente refinador y en condiciones en las que el peso del agente refinador y el tiempo de desgasificación son los mismos, se comparan, con respecto a la desgasificación manual, el estado de las inclusiones de escoria en la aleación y el grado de porosidad tras la desgasificación. Los niveles son muy diferentes. Esto se debe a que el agente de refinado y el gas inerte se inyectan en el líquido a través de varillas y palas giratorias especialmente diseñadas. Gracias a la rotación de la boquilla y a la acción de cizallamiento de las palas, el agente de refinado y el gas inerte se dispersan uniformemente en la masa fundida al mismo tiempo. El grado de dispersión uniforme es muy diferente del que se consigue con la desgasificación manual. Durante el proceso de desgasificación, observa la superficie del aluminio fundido; se puede apreciar el grado de ebullición. El tamaño y el grado de ebullición de las burbujas en la superficie del líquido son básicamente los mismos cuando se realiza la desgasificación por chorro giratorio, mientras que el tamaño de las burbujas en la superficie del líquido no llega a hervir cuando se realiza la desgasificación manual. Para el mismo peso de agente refinador, la diferencia en el tiempo de acción es de casi un tercio.

En comparación con el proceso tradicional de purificación de líquidos mediante aleación de aluminio, la tecnología de purificación por desgasificación rotativa con nitrógeno presenta las siguientes ventajas:

Favorecer la homogeneización de la composición química de la aleación y reducir la segregación de los elementos de la aleación;
Reducir las fluctuaciones de calidad provocadas por factores humanos, lograr un buen efecto de purificación y alcanzar una alta eficiencia productiva;
Reduce la contaminación atmosférica, mejora las condiciones de trabajo y disminuye la intensidad del esfuerzo de los trabajadores.