O alumínio fundido é um líquido de alta temperatura composto por alumínio e ligas de alumínio, formado pela mistura direta de alumínio primário (lingote de alumínio ou alumínio eletrolítico) com outros elementos de liga, por meio de um método de fundição em alta temperatura. Durante a fundição do alumínio e das ligas de alumínio, ocorrem escória oxidada e gettering, o que faz com que o alumínio líquido em alta temperatura seja contaminado por impurezas em graus variados. Em especial, os metais fundidos de alumínio e ligas de alumínio contêm uma grande quantidade de hidrogênio, bem como inclusões metálicas e não metálicas. Se as substâncias nocivas acima mencionadas não puderem ser removidas a tempo antes da fundição, defeitos de fundição, como poros, inclusões e porosidade, se formarão no interior e na superfície da peça fundida, o que afetará gravemente as propriedades físicas, químicas, mecânicas e diversas propriedades de processamento posterior da peça, resultando em uma grande quantidade de resíduos. Portanto, o alumínio fundido precisa ser purificado. Atualmente, a tecnologia de purificação do alumínio fundido inclui dois tipos de purificação: dentro do forno e fora do forno.
A tecnologia de purificação em forno é um tipo de tecnologia de purificação de alumínio fundido adotada no forno de fusão de alumínio durante o processo de fundição de alumínio e ligas de alumínio, incluindo a desgaseificação e a remoção de escória.
A tecnologia pode ser dividida em tecnologia de tratamento de purificação por adsorção e tecnologia de tratamento de purificação sem adsorção:
O método de adsorção baseia-se principalmente no fluxo para produzir o efeito de absorção de inclusões de oxidação rígidas e, ao mesmo tempo, remover as inclusões de oxidação e o hidrogênio adsorvido na superfície, a fim de alcançar o objetivo de purificar o alumínio fundido. O efeito de purificação do método de adsorção ocorre apenas na interface de adsorção. O método de adsorção inclui, principalmente, a purga com gás único, a purga com gás misto, a purificação com sal de cloro e o refinamento pelo método do fluxo.
O método sem adsorção baseia-se principalmente em outros efeitos físicos e químicos para atingir o objetivo de purificar o alumínio líquido. O método sem adsorção inclui, principalmente, o tratamento de purificação a vácuo (tratamento a vácuo estático, tratamento a vácuo dinâmico), o tratamento de purificação por ultrassom, o tratamento de purificação eletromagnética, o método de cristalização sob pressão, o método de hidrogênio sólido com elementos de terras raras, etc.
A tecnologia de purificação do alumínio fundido (desgaseificação e filtração) fora do forno é uma tecnologia de desgaseificação e escoriação em linha utilizada no processo de fundição do alumínio fundido. O método de purificação por desgaseificação (hidrogênio) fora do forno é, na verdade, o método de flotação por bolhas, que consiste em um determinado processo que produz um grande número de bolhas no alumínio fundido, utilizando a diferença de pressão parcial entre o hidrogênio no alumínio fundido e as bolhas, de modo que o hidrogênio no alumínio fundido entre continuamente nas bolhas e flutue no alumínio fundido, escapando finalmente da superfície do líquido junto com as bolhas. O objetivo é a remoção do hidrogênio. Ao mesmo tempo, uma parte da escória é removida durante o processo de flutuação das bolhas, a fim de obter o efeito de separação entre a escória e o líquido.
No que diz respeito ao dispositivo de purificação externo ao forno, o dispositivo de purificação mais comumente utilizado atualmente é o dispositivo de purificação por desgaseificação por injeção rotativa, como o dispositivo SNIF da empresa americana Pyrotek, o dispositivo Aplur da empresa francesa Novelis, o dispositivo GBF da Fujiko do Japão e o dispositivo de desgaseificação TKR do Japão. O exemplo mais típico é o desgaseificador a vácuo produzido pela Hydro Corporation, e equipamento de desgaseificação online da AdTech China.
Embora existam muitos tipos de equipamentos de purificação por desgaseificação com jato rotativo, tanto no mercado nacional quanto no internacional, eles geralmente são instalados entre a porta de descarga do forno e a caixa de filtragem. O princípio da desgaseificação é o seguinte: o alumínio líquido em alta temperatura passa pelo corpo da caixa de desgaseificação para fluir e transitar, e em seguida gira. O rotor fragmenta o gás inerte injetado no alumínio fundido por meio da plataforma giratória em um grande número de bolhas dispersas e as espalha pelo alumínio fundido. As bolhas no alumínio líquido, aproveitando a diferença de pressão parcial dos gases e o princípio da adsorção superficial, absorvem o hidrogênio presente no alumínio líquido, adsorvem a escória oxidada e são removidas da superfície do alumínio líquido à medida que as bolhas sobem, permitindo assim a purificação do alumínio líquido.