Desgaseificação na refinação de alumínio fundido

A desgaseificação durante o refinamento do alumínio fundido é importante na indústria de fundição de alumínio. Existem muitos fatores que afetam a qualidade do alumínio e de suas ligas. Entre eles, o teor de hidrogênio, as inclusões e a concentração de metais alcalinos no alumínio fundido são os fatores mais importantes. Há muitas pesquisas sobre como reduzir o teor de hidrogênio e de inclusões no alumínio fundido, além de muitos novos processos e técnicas de refino do alumínio fundido equipamento de desgaseificação já surgiram no mercado.

Desgaseificação na refinação de alumínio fundido

O processo de desgaseificação online pode ser dividido, de forma geral, em métodos de injeção de gás, métodos de refino a vácuo e métodos de refino por ultrassom. Este artigo enfoca o método de injeção de gás.

Princípio do método de injeção de gás

O método de injeção de gás, também conhecido como método da bolha. Consiste basicamente na formação de muitas pequenas bolhas após a injeção de gás inerte no alumínio líquido. A pressão inicial do hidrogênio na bolha é zero, e há uma diferença de pressão de hidrogênio na interface entre a bolha e o alumínio líquido, de modo que o hidrogênio dissolvido no alumínio líquido é continuamente aspirado para dentro da bolha. O processo será interrompido quando a pressão do hidrogênio no meio se igualar. Depois que as bolhas flutuam para fora da superfície do líquido, o hidrogênio contido nelas escapa e é liberado na atmosfera.

Além disso, as bolhas entram em contato com as inclusões de óxido na massa fundida. As bolhas adsorvem as inclusões em sua superfície. O processo de subida das bolhas permite a remoção do gás hidrogênio e das inclusões de oxidação, de modo a alcançar o efeito de desgaseificação e o efeito de refinamento.

Método de injeção de gás inerte

No método de injeção de gás, a forma de introduzir gás inerte no alumínio fundido exerce grande influência no efeito de desgaseificação e refinamento. Atualmente, existem três métodos comuns para a instalação de fundição de alumínio fundido: tubo de desgaseificação, tijolo respirável e desgaseificação rotativa.

O método mais simples de injeção de gás consiste em inserir um tubo de refinamento no alumínio líquido e, em seguida, fazer passar gás inerte. Esse método de desgaseificação com um único tubo e um único orifício apresenta um efeito de desgaseificação insuficiente. Algumas usinas de fundição também instalam tijolos respiráveis no fundo do forno. O gás inerte passa pelos tijolos permeáveis, formando bolhas em múltiplos canais. Em comparação com o método de insuflação de orifício único, o método de insuflação porosa apresenta um efeito de desgaseificação e refino ligeiramente melhor. No entanto, no processo de uso prático, os tijolos permeáveis ao ar apresentam as desvantagens de entupimento fácil, vazamento de alumínio líquido, dificuldade na manutenção e reparo, forte agitação da superfície do líquido e maior formação de escória.

Com o aprofundamento das pesquisas, surgiu o método de desgaseificação rotativa. O princípio básico consiste na injeção de gás inerte no alumínio líquido por meio de um rotor giratório, a fim de formar um grande número de bolhas dispersas e, assim, realizar o processo de refinamento por desgaseificação. Para melhorar a eficiência da desgaseificação, o número de bolhas de gás inerte deve ser o maior possível. O diâmetro das bolhas de gás inerte é pequeno, o tempo de permanência dessas bolhas é longo e a superfície do alumínio líquido deve ser o mais estável possível.

Desgaseificador de alumínio líquido

De acordo com estatísticas incompletas, 99% dos desareadores online atualmente disponíveis no mercado são desareadores rotativos do tipo caixa. O efeito de desgaseificação e refinamento do desareador do tipo caixa é elevado, e o sistema de aquecimento pode reduzir a perda de temperatura da peça fundida. O desareador do tipo caixa desgaseificador rotativo aumenta o tempo de permanência das bolhas, melhorando assim o efeito de desgaseificação e refinamento.

O alumínio líquido flui para o interior da câmara de desgaseificação e fica retido no revestimento refratário. O corpo da câmara possui um aquecedor, e o alumínio líquido mantém-se, assim, no estado fundido. Após a injeção do gás inerte através do rotor giratório, geram-se muitas bolhas, e as pequenas bolhas se difundem e sobem no alumínio líquido para remover o hidrogênio. Durante o processo de subida das pequenas bolhas, devido ao efeito da tensão superficial, as bolhas retiram as inclusões da superfície do líquido. Ao mesmo tempo, a composição da liga no alumínio líquido fica mais uniforme graças à agitação do rotor.