O alumínio líquido eletrolítico apresenta alto teor de gás e impurezas. Tendo em vista as características de composição acima mencionadas, o processo de refino da massa fundida deve ser reforçado. O processo de refino do alumínio geralmente utiliza agente de refino e injeção de nitrogênio; a qualidade do agente de refino e do nitrogênio deve ser garantida. A produção utiliza agente de refino de alta qualidade e nitrogênio de alta pureza, e realiza dois refinos a uma temperatura de 730-750 °C. A quantidade de agente de refino utilizada na primeira etapa é de 2,5 kg/t-A, e o tempo de refino é de 25 a 30 minutos; após o refino, a escória é removida, adiciona-se magnésio e acende-se o fogo. A dosagem do segundo agente de refino é de 1,5 kg/t, e o tempo de refino é de 15 a 20 minutos. Após a conclusão do segundo processo de refino do alumínio, remove-se a escória, realiza-se a amostragem e a análise e, após a composição ser aprovada, espalha-se uma camada de agente de cobertura e deixa-se repousar no forno por 30 minutos.
Processo de refino de alumínio
Como o ponto de fusão do agente de cobertura é inferior ao do alumínio fundido, sua densidade é menor do que a do metal fundido, além de possuir boas propriedades de umectação. Uma película protetora líquida contínua é formada na superfície do metal fundido para isolá-lo do ar. Em geral, o oxigênio ou o vapor de água não conseguem, ou raramente conseguem, atravessar a camada de cobertura para reagir com o alumínio líquido, e os átomos de hidrogênio dissolvidos no eletrólito podem penetrar na camada de cobertura e escapar devido ao seu pequeno raio.
Adotar refinamento por adsorção de gás, o efeito de refino não está apenas intimamente relacionado à pureza do nitrogênio do agente refinador, mas também à operação de refino em si. Isso porque o refino por sopro se baseia na desgaseificação por difusão de pressão parcial e na remoção de escória por flotação. Somente a área em contato direto com o gás refinado e o pó pode apresentar o efeito de refino. Os operadores devem respeitar os procedimentos operacionais e fazer com que o refinador se mova uniformemente ao redor dos quatro cantos do forno de fusão, ao longo do fundo do forno, de modo que todo o alumínio fundido esteja em contato total com o agente de refino e o nitrogênio, sem deixar cantos mortos.
O efeito do refinamento do gás depende mais do grau de dispersão do gás e do tamanho das bolhas. Quanto menor o tamanho das bolhas, melhor é o efeito de desgaseificação. Isso porque, quanto menores as bolhas, maior é o número de bolhas geradas pelo mesmo volume de gás, maior é a área de superfície; e quanto mais lenta a velocidade de subida, maior é o tempo de contato com a massa fundida. Ao usar um refinador comum em forma de T, o diâmetro das bolhas é de cerca de 10 mm, e o efeito é muito bom; se for utilizado um tubo de aço de 15 mm de diâmetro como refinador, o diâmetro das bolhas pode chegar a mais de 300 mm, e, mesmo com o uso de mais nitrogênio, o efeito de desgaseificação continua sendo insatisfatório.
Ao adotar o refinamento por adsorção com fluxo, o agente de refinamento entra em contato direto com o alumínio fundido, por meio de adsorção e difusão, de modo a alcançar um bom efeito de remoção de escória. O efeito de desgaseificação do fundente se dá principalmente em dois aspectos: um é que o fundente se decompõe quimicamente e reage com o metal fundido para formar um produto gasoso que permite a difusão e a remoção do hidrogênio; o outro é que a película de óxido na superfície do metal fundido é dissolvida no alumínio fundido pelo Na₃AlF₆ presente no fundente, e o hidrogênio atômico se difunde para o gás.
A prática tem demonstrado que o efeito de remoção de hidrogênio e de escória do método de refino a gás é superior ao do método de refino apenas com fundente. Os dados de medição mostram que o teor de hidrogênio no alumínio fundido pode ser reduzido para 325 ml/kg ± por meio do refinamento no forno, e as inclusões de óxido são significativamente reduzidas; no entanto, isso ainda não atende às necessidades da fundição do produto, sendo necessário utilizar o sistema de desgaseificação em linha e o método de filtragem CFF para purificar ainda mais o alumínio fundido. Após o alumínio fundido ter sido refinado no forno de repouso estático, o agente de cobertura deve ser espalhado sobre a superfície do alumínio fundido, e o alumínio fundido deve repousar por 10 a 15 minutos antes de passar para o próximo processo. O objetivo do repouso é, por um lado, facilitar que o agente de refino a montante remova o gás e as pequenas inclusões não metálicas do alumínio líquido para fora da superfície do líquido; por outro lado, facilitar o afundamento das grandes inclusões não metálicas até o fundo do forno.