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Desgasificación por rotación

Desgasificación por rotación

El método de desgasificación por rotación es, en la actualidad, el más utilizado para desgasificar y purificar el aluminio fundido. El principio del desgasificado rotativo consiste en hacer pasar un gas inerte o un gas activo insoluble en el aluminio fundido, o bien añadir una sal de cloro (cloruro) para que reaccione con el aluminio fundido y genere un gas, lo que produce una gran cantidad de burbujas que se escapan del aluminio fundido.

Los átomos de hidrógeno disueltos en el aluminio fundido migran hacia la superficie de las burbujas de purificación, se adsorben en la superficie de las burbujas, forman hidruros en el interior de las burbujas de hidrógeno y, finalmente, se separan del aluminio fundido mediante un proceso cinético a medida que las burbujas ascienden, completando así la desgasificación y la purificación del aluminio fundido. Se trata de un proceso en el que el hidrógeno se difunde en la fase líquida y es adsorbido por las burbujas.

El método tradicional de flotación por burbujas de tecnología de purificación por desgasificación, como el método de soplado con un solo tubo y el método con cabezal de soplado de múltiples orificios, solo pueden cumplir determinadas condiciones, y resulta difícil satisfacer los requisitos anteriores al mismo tiempo. Aunque el método con cabezal de soplado de múltiples orificios permite producir burbujas más pequeñas que el método de soplado con un solo tubo, la mejora no es significativa. Dado que, en estos dos métodos, las burbujas ascienden verticalmente durante la desgasificación, si se aumenta el suministro de aire, la superficie del líquido situada directamente sobre la boquilla se elevará de forma evidente debido al efecto del ascenso de las burbujas, lo que provocará que el aluminio fundido se agite y salpique. Por lo tanto, no pueden desempeñar el papel de factor principal del flujo de aire.

Desgasificación por rotación

En la actualidad, el principio de la boquilla giratoria, que ha suscitado cada vez más interés, cumple con las condiciones dinámicas de desgasificación del método de flotación por burbujas. La diferencia con respecto al método de purificación anterior radica en que el gas de purificación se introduce por el orificio del eje o por el espacio entre el eje y el manguito, y se fragmenta al pasar por la pala inferior de la boquilla giratoria, salpicándose a gran velocidad. A continuación, el aluminio fundido en rotación asciende hasta el nivel del líquido.

El método de la boquilla giratoria permite aprovechar al máximo las ventajas del método de flotación por burbujas para la eliminación de hidrógeno. La clave reside en que el líquido forma un chorro bajo la fuerte acción de la boquilla, y la burbuja se dispersa de manera uniforme en el pozo de fragmentación bajo la acción conjunta de la boquilla y el chorro.

Cuando la velocidad de rotación es baja, la tensión de cizallamiento de las burbujas es menor y estas son más grandes, con forma de sombrero de paja. Cuando la velocidad de rotación es alta, la tensión de cizallamiento de las burbujas aumenta, su volumen se reduce notablemente y las burbujas adoptan una forma esférica. El número de burbujas aumenta, por lo que se incrementa la superficie de las burbujas en contacto con el aluminio fundido, lo que mejora significativamente la dinámica de desgasificación.

Desgasificación por rotación

La burbuja se rompe por la acción del líquido expulsado por la pala y, al mismo tiempo, se aleja de la boquilla. Su desplazamiento está relacionado con la velocidad y la forma de la pala. Cuando la velocidad es alta, la cabeza se hace más grande en consecuencia. Cuanto más largo es el movimiento radial de la burbuja, más difusa se vuelve su distribución. Cuando la velocidad de rotación es baja, las burbujas se agrupan cerca de la boquilla, lo que aumenta su tendencia a agruparse. Cuando la velocidad de rotación es alta, las burbujas se difunden y su distribución es más uniforme. A medida que aumenta la velocidad, se amplía el alcance de la acción del líquido expulsado por las palas, de modo que el proceso de ruptura de las burbujas puede continuar.

La estructura de la boquilla giratoria es el factor más importante en el proceso de purificación del aluminio líquido. Dependiendo de su estructura y de sus parámetros de diseño, el grado de agitación del líquido varía, al igual que el tamaño y el número de burbujas generadas, lo que influye directamente en la eficacia de la eliminación de hidrógeno. Las diferentes boquillas giratorias presentan distintos coeficientes aparentes de transferencia de masa a la misma velocidad y con el mismo caudal de gas.