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Canal de metal fundido

Ao processar ligas de alumínio líquidas, geralmente se deixa a massa fundida assentar antes da fundição, a fim de precipitar partículas de inclusões sólidas. Essas partículas, especialmente óxidos, boretos e carbonetos, podem ser prejudiciais se incorporadas ao produto final. Além disso, para remover metais alcalinos da solução de alumínio ou ajudar na limpeza do forno, a prática geralmente envolve a pulverização de gás contendo cloro ou flúor sobre o metal. Em alguns casos, isso pode levar à formação de finas inclusões líquidas de cloreto de alumínio, cloreto de magnésio ou tricloreto de alumínio. Embora seja adotado o método de sedimentação no forno, as partículas — geralmente na faixa de 2 a 200 μm — ainda assim entrarão no sistema de canaletas do metal fundido e, eventualmente, no produto fundido.

Para superar esse problema, costumam ser utilizadas várias técnicas bem conhecidas para o processamento do metal líquido, com o objetivo de remover inclusões entre o forno de retenção e a máquina de fundição em linha.

Essas técnicas podem incluir a flotação por espuma, como a espuma utilizada em unidade de desgaseificação, no qual bicos rotativos são utilizados para dispersar bolhas de ar inertes ou reativas por toda a massa fundida. Ou, alternativamente, um sistema de filtragem, como um filtro de leito ou um filtro de espuma cerâmica.

Em muitos casos, o equipamento de processamento não consegue remover completamente as inclusões na faixa de tamanho de 1 a 40 μm e, ocasionalmente, dispersa partículas de até 200 μm, especialmente inclusões líquidas. Além disso, é possível que se forme um composto de espuma líquido/gás na câmara de desgaseificação. Devido ao seu pequeno tamanho e à pequena diferença de densidade efetiva em relação ao metal fundido, é difícil que elas se precipitem durante o tempo de permanência normal do metal fundido no processo de transferência. Em muitos casos, a vida útil do filtro é determinada pelo ponto em que a poeira que entra o obstrui. Isso é especialmente verdadeiro para filtros finos, nos quais a filtração por bolo, em vez da retenção profunda, é o principal modo de operação. Além disso, é sabido que, sob certas condições de fluxo, como em uma câmara de desgaseificação, as partículas presentes no alumínio líquido tendem a se aglomerar.

O metal fundido é normalmente transferido de um forno de retenção para uma instalação de tratamento de fusão — como máquinas de desgaseificação, filtros e máquinas de fundição —, passando por um tanque de lavagem aberto com seção geralmente retangular ou fundo curvo.

A vazão do alumínio (e de suas ligas) geralmente varia na faixa de 100 a 500 kg/min, com base no diâmetro hidráulico médio do tanque, o que resulta em um número de Reynolds local entre 10³ e 10⁴.

É sabido que as partículas de inclusão presentes no fluxo líquido interagem com o fluxo, fazendo com que se desloquem com o campo de fluxo ou atravessem a área de vez em quando, dependendo da força resultante que atua sobre elas.

Em geral, acredita-se que um número de Reynolds na faixa de 10³ a 10⁴ resulte em uma estrutura de fluxo complexa (fluxo de transição). Para um fluxo totalmente laminar, o número de Reynolds deve ser reduzido para menos de 10³; já para um fluxo totalmente turbulento, o número de Reynolds deve subir para mais de 10⁴.

A AdTech fornece uma calha refratária capaz de controlar o fluxo do metal fundido ao longo do canal de drenagem, de modo a reduzir as inclusões e otimizar a captura, a aglomeração e a precipitação de partículas de inclusões indesejáveis.