Sistema de desgaseificação online

O sistema de desgaseificação online pode reduzir o acúmulo de gás e os problemas decorrentes, além de alcançar a máxima eficiência de refino.

Uma grande desvantagem dos reatores convencionais é que as bolhas se agregam após serem injetadas no alumínio fundido. O acúmulo de gás limita significativamente a velocidade de refino. À medida que as bolhas sobem à superfície, o acúmulo de gás forma bolhas cada vez menores e maiores. As bolhas grandes aumentam a perturbação na interface entre o alumínio fundido e a camada de escória, resultando em um certo refluxo, de modo que as impurezas presentes na escória voltam a entrar no alumínio fundido. Bolhas menores que chegam ao topo do alumínio fundido podem minimizar essa fonte de contaminação.

Mais importante ainda, a área de contato entre o gás e o metal fundido é bastante reduzida devido ao agrupamento das bolhas em bolhas maiores. Isso levará a uma redução significativa na taxa de reação de refino, pois essa reação ocorre apenas na interface gás-metal. O hidrogênio apresenta alta dispersibilidade no alumínio fundido, e a reação de transferência é controlada principalmente pela área de interface. Quanto maior for a área de interface, menor será o tempo necessário para atingir um determinado grau de desgaseificação.

Além disso, quanto maior for a área de interface, maiores serão as oportunidades de as bolhas entrarem em contato com impurezas e as reterem. Portanto, quanto maior for a área de interface, maior será o desgaseificação e refino eficiência. À medida que o número de bolhas diminui e a área de contato entre o gás e o metal se reduz, a probabilidade de contato, adesão ou reação de uma determinada categoria de impurezas com as bolhas será consideravelmente reduzida.

Influência da temperatura do gás refinado

Quando o gás frio é injetado no metal fundido na forma de bolhas finas, o gás se expande rapidamente, de acordo com a lei dos gases ideais, formando bolhas maiores. Da temperatura ambiente até a temperatura do alumínio fundido, o volume do gás de refinamento (Ar ou N₂) aumentará três vezes. Se essa expansão não ocorrer antes de o gás ser dividido em pequenas bolhas, a expansão das bolhas resultará em uma redução da eficiência.

Além disso, a expansão do volume da bolha aumentará a flutuabilidade da bolha e sua velocidade de movimento ascendente no metal fundido. Portanto, antes que o gás entre no metal fundido, é extremamente importante pré-aquecê-lo até uma temperatura próxima à do alumínio fundido. No sistema de desgaseificação em linha, o pré-aquecimento do gás é realizado por um dispositivo específico. Ele faz com que o gás flua entre a parede interna da manga de grafite e as ranhuras usinadas na superfície externa do eixo rotativo, o que aumenta em 20 vezes o percurso de fluxo do gás no eixo rotativo. A grande superfície de contato do gás permite que o calor seja rapidamente transferido da manga (ou reator) para o gás em movimento.