A desgaseificação na fundição de alumínio é importante devido à característica única do hidrogênio no alumínio fundido: ele é um gás com solubilidade evidente. Quando a temperatura do metal fundido cai até a temperatura de solidificação, a solubilidade do hidrogênio diminui significativamente. Após a conclusão da solidificação, cerca de 5% do flúor presente no alumínio fundido permanece nele. Os outros 95% estão concentrados na turbina. Ao atingirem a capacidade de formar bolhas, elas são liberadas no líquido.
No entanto, o alumínio apresenta alta atividade e é capaz de reduzir ou decompor facilmente a água com a qual entra em contato.
Para se obter lingotes de alta qualidade, o pó micronizado deve ser removido até um nível adequado antes da solidificação. A alternativa industrial para remover ou reduzir o teor de carboidratos consiste em fazer passar o gás inerte ou semi-inerte diretamente através do gás inerte, a fim de purificar o alumínio fundido antes da fundição e da solidificação.
Portanto, o ar pode, de preferência, ser purificado com gás inerte ou tratado a vácuo.
Desgaseificação na fundição de alumínio
A taxa de remoção, ou seja, o valor residual final do hidrogênio, depende de vários parâmetros, tais como a temperatura do metal, a solubilidade termodinâmica, a vazão do gás de purificação, a vazão do metal em condições de desgaseificação contínua, o tamanho do forno em condições de desgaseificação estática, bem como a relação de remoção de gás e o tamanho das bolhas ou a área de superfície. Se a vazão do gás de purga for determinada, a taxa de remoção de hidrogênio é controlada pelo tamanho das bolhas. Quanto menores as bolhas, maior a taxa de difusão e, portanto, maior a taxa de remoção. Uma simples pistola de pulverização ou tubo pode gerar bolhas muito grandes, resultando em uma taxa de remoção relativamente baixa. A taxa de remoção pode ser melhorada introduzindo-se o gás em pequenas bolhas por meio de um tampão poroso ou de um motor rotativo que cisalha o fluxo de gás. Quanto menor a bolha, à medida que a taxa de transferência aumenta, maior é a área de contato. Quanto menor o diâmetro de Stoke da bolha, mais lenta é sua taxa de subida.
O uso de bolhas inertes para remover o hidrogênio do alumínio fundido apresenta algumas limitações. Para uma remoção eficaz, são necessárias bolhas de ar relativamente pequenas, a fim de maximizar a área de contato. As bolhas menores são geralmente obtidas por meio de um dispositivo de desgaseificação com impulsor rotativo. Esse dispositivo é capaz de gerar bolhas muito pequenas, que podem permanecer em suspensão por um longo período. O dispositivo de desgaseificação com impulsor rotativo é geralmente instalado mais distante da máquina de fundição, para que as bolhas tenham tempo suficiente para flutuar e se separar.
Quando a umidade contém materiais refratários de contato, essa distância também permite tempo suficiente para que o hidrogênio seja reabsorvido pelo alumínio fundido a partir da umidade circundante. Com base no equilíbrio entre a solubilidade do hidrogênio e a temperatura, o menor teor de hidrogênio que pode ser alcançado depende da temperatura. Quanto mais baixa for a temperatura durante o processo de remoção de hidrogênio, menor será o teor final de hidrogênio após a solidificação. Idealmente, a remoção de hidrogênio deveria ocorrer imediatamente antes do início da solidificação, mas isso é incompatível com o processo de purificação de gás.
Quando o dispositivo rotativo de desgaseificação Se não forem produzidas bolhas pequenas suficientes, surgem também outros problemas. É sabido que, além do tratamento de desgaseificação, também é necessário o tratamento por filtração, que utiliza filtros de leito profundo ou filtros de espuma cerâmica.