A capacidade de desgaseificar o alumínio fundido é geralmente obtida por meio do uso de um gás inerte, normalmente introduzido na massa fundida por uma unidade de desgaseificação rotativa. Esse processo de desgaseificação é limitado pelas leis termodinâmicas; quando bolhas de gás de purga são introduzidas na massa fundida, elas acumulam hidrogênio à medida que flutuam até a superfície. A melhor situação possível é que essas bolhas saturadas de hidrogênio saiam do banho fundido e reduzam os níveis de hidrogênio. Nesse caso, a eficiência do processo é de 100% do ponto de vista termodinâmico. No entanto, à medida que o teor de gás na massa fundida diminui, a pressão de equilíbrio do hidrogênio nas bolhas também diminui; portanto, a quantidade de gás de purga necessária para remover o hidrogênio remanescente deve aumentar.
A taxa de remoção de gás em equilíbrio para o alumínio puro acima de 1.400 °F (760 °C). Uma taxa de remoção de gás de 200, por exemplo, significa que serão necessários 200 litros de gás inerte para remover um litro de hidrogênio. Esse comportamento limita a capacidade do metalúrgico de realizar a desgaseificação até um nível muito baixo de hidrogênio. A solubilidade também aumenta exponencialmente com a temperatura, o que significa que um aumento de 200 °F (111 °C) dobra a solubilidade. Mantendo-se todas as outras variáveis constantes, uma temperatura mais elevada do alumínio fundido aumentará o tempo de desgaseificação necessário.
Os elementos de liga também podem influenciar a solubilidade do hidrogênio. Ligas com valores mais elevados são mais difíceis de desgaseificar; assim, por exemplo, o alumínio 535 levará quatro vezes mais tempo para ser desgaseificado do que o alumínio puro. Felizmente, esses fatores podem ser controlados e, na maioria dos casos, é possível atingir o teor de gás e o processo necessários para remover a porosidade excessiva em peças fundidas de alumínio sem dificuldades indevidas.
Como desgaseificar o alumínio fundido?
A desgaseificação é geralmente realizada em uma das três áreas da usina de fundição de metais:
1. Na concha de transferência, utilizada para transportar o metal entre os fornos de fusão e os fornos de manutenção.
2. Em fornos de cadinho, geralmente pouco antes da fundição do alumínio fundido.
3. Em um sistema em linha, quando o metal é encaminhado para os fornos de retenção por meio de uma linha de transporte.
As duas primeiras opções são as mais comuns, e a operação de desgaseificação para ambas é geralmente realizada por meio de um sistema rotativo de desgaseificação. Concretamente, nem todos os desgaseificadores rotativos são iguais. É importante contar com um projeto ideal do cabeçote para produzir pequenas bolhas altamente eficientes. É possível obter economias significativas de custo por meio de tempos de processo mais curtos e menor consumo de gás. No passado, a indústria de fundição de metais recorria a projetos simples de cabeçotes, que são mais baratos de usinar, mas produzem bolhas maiores. Essa abordagem representa uma falsa economia devido à eficiência reduzida.