Дегазация расплавленного алюминия, как правило, осуществляется с помощью инертного газа, который обычно вводится в расплав с помощью ротационной дегазационной установки. Этот процесс дегазации ограничен законами термодинамики: когда пузырьки продувочного газа попадают в расплав, они поглощают водород, поднимаясь к поверхности. В идеальном случае эти насыщенные водородом пузырьки покидают расплав и снижают уровень содержания водорода. В этом случае эффективность процесса с термодинамической точки зрения составляет 100%. Однако по мере уменьшения содержания газа в расплаве равновесное давление водорода в пузырьках также снижается, поэтому количество продувочного газа, необходимого для удаления оставшегося водорода, должно увеличиваться.
Равновесная скорость удаления газа из чистого алюминия при температуре выше 1400F (760C). Например, скорость удаления газа, равная 200, означает, что для удаления одного литра водорода потребуется 200 литров инертного газа. Такая особенность ограничивает возможности металлурга по дегазации до очень низкого уровня содержания водорода. Растворимость также растёт экспоненциально с повышением температуры, то есть повышение температуры на 200 °F (111 °C) удваивает растворимость. При прочих равных условиях более высокая температура литого алюминия увеличит время, необходимое для дегазации.
Легирующие элементы также могут влиять на растворимость водорода. Сплавы с более высокими показателями сложнее дегазировать; так, например, дегазация алюминия марки 535 займет в четыре раза больше времени, чем дегазация чистого алюминия. К счастью, эти факторы можно контролировать, и в большинстве случаев без особых затруднений удаётся добиться необходимого содержания газа и выполнить процесс, требуемый для устранения избыточной пористости в алюминиевых отливках.
Как удалить газ из расплавленного алюминия?
Дегазация обычно осуществляется в одном из трёх цехов металлургического завода:
1. В переливной ковше, используемом для транспортировки металла между плавильными и выдерживающими печами.
2. В тигельных печах — как правило, непосредственно перед разливкой расплавленного алюминия.
3. В поточной системе, когда металл направляется в печи для выдержки через промывочную линию.
Первые два варианта являются наиболее распространёнными, и операция дегазации для обоих обычно выполняется с помощью ротационная система дегазации. В частности, не все ротационные дегазаторы одинаковы. Для получения очень эффективных мелких пузырьков важно иметь оптимальную конструкцию головки. Благодаря сокращению времени технологического процесса и снижению расхода газа можно добиться значительной экономии средств. В прошлом в металлургической промышленности использовались простые конструкции головок, которые были дешевле в изготовлении, но образовывали более крупные пузырьки. Такой подход приводит к ложной экономии из-за снижения эффективности.