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Fluxo de metal fundido

Fluxo de metal fundido

O fluxo remove impurezas dissolvidas e em suspensão, incluindo óxidos, nitretos, carbonetos e carbonatos do metal fundido e dos elementos de liga. As impurezas dissolvidas incluem gases e sólidos dissolvidos. No alumínio fundido, os gases dissolvidos incluem hidrogênio, e as partículas sólidas dissolvidas incluem elementos de metais alcalinos, como sódio e cálcio. Por exemplo, quando o gás cloro é adicionado, ele forma um sal de cloreto impuro, que sobe à superfície e é removido. Os sólidos em suspensão são transportados para a superfície do metal fundido ao se fixarem nas bolhas que sobem. O hidrogênio é removido por dessorção para dentro das bolhas. Portanto, é importante manter uma dispersão fina do gás fundente ou sal de fluxo de modo que se distribua por toda a massa fundida, a fim de proporcionar diversos pontos para a captação e remoção de impurezas dissolvidas e em suspensão.

Para remover os elementos de metais alcalinos (ou seja, Na, Ca, K, Li), o uso de um gás fluxante reativo contendo cloro é um método aceito para o processamento do alumínio fundido. Em condições de equilíbrio, os cloretos de cada um desses elementos são formados como produtos da reação. Com exceção do LiCl, todos esses sais halogenados são espécies puras e se apresentam na forma sólida à temperatura normal de processamento; portanto, podem ser facilmente separados na superfície da massa fundida como sobrenadante e removidos por escumagem.

Os elementos de metais alcalinos geralmente estão presentes em concentrações na massa fundida inferiores a 500 ppm. De acordo com a lei da ação de massa (a velocidade de reação é aproximadamente proporcional à concentração do reagente), formam-se sais metaestáveis fora do equilíbrio, como o AlCl₃ e o MgCl₂ (se houver Mg presente). Esses halogenetos são indesejáveis, pois afetam significativamente a transmissão pelo ar durante o processo. Além disso, o MgCl₂ funde a 1306°F e geralmente funde nas temperaturas normais de processamento por fusão. Como é difícil remover o sal que se acumula na superfície, o uso desse sal é altamente indesejável. Portanto, é altamente desejável fazer a reação ou complexar elementos alcalinos para produzir um sal com ponto de fusão mais elevado, que seja separado de forma mais eficaz na forma sólida por flotação até a superfície.

A taxa de adição do gás de fluxo pode variar entre 1 e 650 SCF/hora, sendo normalmente de 1 a 425 SCF por hora ou mais, sem geração de fumaça, o que depende, em certa medida, da liga de alumínio e da qualidade do fluxo. Em alguns modos, o gás de fluxo pode ser adicionado a uma taxa de 5 a 250 SCF/hora, enquanto em outros modos, pode ser adicionado a uma taxa de 5 a 50 SCF/hora, geralmente de 10 a 25 SCF/hora. O grau depende da quantidade de gás de fluxo e de metal de fluxo.