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Processo de refino do alumínio

Processo de refino do alumínio

O processo de refino de alumínio inclui dois aspectos: a remoção de hidrogênio dentro do forno e a desgaseificação em linha fora do forno. Para os lingotes de liga de Al-Mg AA5182 em grande escala, a remoção de hidrogênio no forno é feita principalmente por meio de solventes, enquanto a remoção on-line de hidrogênio fora do forno utiliza principalmente um sistema de desgaseificação on-line. Por meio da rotação do rotor de grafite, o gás inerte entra no alumínio líquido através do rotor de grafite, e a rotação do alumínio fundido agita e quebra as bolhas, melhorando a eficiência da remoção de hidrogênio.

O método de refino do alumínio no forno inclui a adição de fluxo de refino na superfície do alumínio fundido no forno de manutenção e injetando gás inerte no alumínio fundido. A composição química do agente de refino inclui principalmente: NaCl, NaF, KCl, KF, AlF₃, etc. Quando a refinação no forno é realizada em um forno de manutenção, também é possível utilizar uma pistola de pulverização de gás para injetar gás inerte no alumínio fundido para fins de refinação; no entanto, a porta do forno de manutenção precisa ser aberta durante a operação, o que resulta em perda de calor para o exterior do forno. É difícil para os operadores trabalharem em condições de alta temperatura, e é complicado realizar o refinamento por um longo período.

Processo de refino do alumínio

O refino on-line de alumínio fora do forno adota principalmente o método de injeção rotativa de gás inerte. O gás inerte utilizado é principalmente o Ar. Embora o N₂ também possa exercer um certo efeito de refinação, como o N₂ e o alumínio líquido em alta temperatura podem produzir reações químicas que formam nitretos, a película de óxido de alumínio na superfície do líquido é destruída, reduzindo o efeito da remoção de hidrogênio. Especialmente quando a temperatura do alumínio fundido atinge 780 °C ou mais, a reação química se torna mais evidente. Portanto, para a liga de alumínio-magnésio (A-Mg), o gás inerte utilizado para a remoção de hidrogênio é principalmente o argônio (Ar).

Usando um sistema de desgaseificação online, o rotor de grafite é girado e pulverizado com gás inerte para que o Ar seja introduzido no rotor de grafite; em seguida, o rotor de grafite é imerso no alumínio fundido e gira enquanto agita e tritura as bolhas de Ar pulverizadas. No processo de flutuação das bolhas, o hidrogênio presente no alumínio fundido é absorvido pelas bolhas devido à diferença de pressão parcial do hidrogênio dentro e fora delas, sendo removido à medida que as bolhas flutuam até a superfície do alumínio fundido. Quanto aos metais alcalinos contidos no alumínio líquido, para removê-los simultaneamente, uma determinada proporção de Cl₂ e Ar é misturada e introduzida no alumínio líquido. Quando a liga de Al-Mg AA5182 em grande escala é fundida, a vazão do alumínio líquido chega a 40 t/h. Portanto, este artigo utiliza um dispositivo de remoção de hidrogênio de três rotores para melhorar a eficiência da remoção de hidrogênio e a vazão do alumínio fundido.

Processo de refino do alumínio

A fim de melhorar o efeito de refinamento por desgaseificação do alumínio, o sistema on-line unidade de desgaseificação foi aprimorado em dois aspectos: o primeiro consiste em ampliar o percurso e o tempo de passagem do gás no rotor de grafite, a fim de melhorar o efeito de pré-aquecimento do gás inerte Ar no rotor de grafite. O segundo é que, durante o processo de projeto do tanque de refino, a parede interna do tanque foi projetada com um ângulo de inclinação maior. À medida que o nível do alumínio líquido no tanque de refino aumenta, a área da seção transversal do tanque de refino aumenta proporcionalmente, de modo que ele possa interagir com as bolhas de gás inerte. O grau de expansão é ajustado para evitar que as bolhas se fundam e melhorar o efeito da remoção de hidrogênio.

No processo de refino de alumínio da liga Al-Mg AA5182 em grande escala, seja na remoção de hidrogênio dentro do forno ou fora dele, utiliza-se o gás inerte N₂ ou Ar. Ao mesmo tempo, para remover o Na do alumínio líquido, é necessária uma pequena quantidade de Cl₂ para obter o efeito de refino. Isso porque, como o processo de refino C2 envolve tanto o refino físico quanto o químico, o Cl₂ pode secar as inclusões no alumínio líquido, e as inclusões e o alumínio líquido são facilmente separados, o que favorece a remoção subsequente das inclusões. O efeito de refino é o melhor. No entanto, como o Cl₂ é muito tóxico, prejudicial à saúde humana, prejudica o meio ambiente e tem forte efeito corrosivo sobre equipamentos de refino, ferramentas, oficinas e outros equipamentos, por isso, atualmente, quase não é necessário usar Cl₂ puro para refinar o alumínio líquido, mas sim uma determinada proporção de gás refinado com Cl₂, como Ar ou uma mistura, para melhorar o efeito da remoção de hidrogênio.