Com a expansão contínua do uso de materiais de liga de alumínio em diversos setores da economia nacional, exigências cada vez mais rigorosas são impostas à qualidade interna desses materiais. Durante o processo de produção, é necessário controlar rigorosamente a composição química da liga de alumínio e os defeitos, como retração, porosidade e inclusões de escória no lingote, pois a qualidade intrínseca dos produtos processados é afetada pela qualidade do lingote, e a qualidade interna do lingote depende em grande parte da qualidade da massa fundida. Portanto, a tecnologia de purificação da massa fundida de liga de alumínio é de grande importância. De acordo com os equipamentos e as condições de processo existentes, discute-se o método de controle do teor de hidrogênio na massa fundida de alumínio, com o objetivo de reduzir esse teor e, assim, obter lingotes de alta qualidade.
Tecnologia de purificação de alumínio
O gás presente no alumínio fundido é composto principalmente por hidrogênio (a fração volumétrica varia entre cerca de 60% e 90%), seguido por nitrogênio, oxigênio, monóxido de carbono e outros. As tecnologias de purificação do alumínio fundido destinadas principalmente à remoção de hidrogênio incluem, entre outras, o método de flotação por bolhas, o método de tratamento a vácuo, o método de tratamento ultrassônico e o método de remoção de hidrogênio por terras raras. O método de flotação por bolhas é amplamente utilizado devido à sua simplicidade e alta eficiência. O processo de remoção de hidrogênio por flotação por bolhas do alumínio fundido: os átomos de hidrogênio dissolvidos no alumínio líquido migram para a periferia das bolhas do agente purificador (argônio ou nitrogênio, etc.), são adsorvidos ao redor das bolhas e formam moléculas de hidrogênio dentro delas. Por fim, o alumínio fundido escapa à medida que as bolhas flutuam para cima.
Equipamentos principais: forno de fusão, dispositivo de agitação eletromagnética, dispositivo de desgaseificação em linha, dispositivo de filtragem em linha, sistema de corrediças. O alumínio primário eletrolítico e os materiais são fundidos e refinados em um forno de fundição para se obter uma massa fundida de alumínio que atenda aos padrões de temperatura e composição, sendo então mantida em repouso para tratamento. A massa fundida em repouso é posteriormente purificada e moldada após desgaseificação e filtragem em linha por meio de canais de fundição.
A solubilidade do alumínio quando aquecido a 300 °C ao ar é de apenas 0,001 ml/(100 g·Al), e o alumínio sólido basicamente não absorve hidrogênio. Quando o alumínio fundido entra no sistema de fundição, o teor de hidrogênio basicamente não se altera. Além das matérias-primas, a fonte de hidrogênio do metal fundido é principalmente a absorção de hidrogênio durante os processos de fundição e moldagem. O objetivo do uso de equipamento de desgaseificação é purificar ainda mais o alumínio fundido fora do forno e remover mais eficazmente os gases e as escórias presentes no alumínio fundido.