Метод ротационной дегазации в настоящее время является наиболее широко применяемым способом дегазации и очистки расплавленного алюминия. Принцип ротационной дегазации заключается в пропускании инертного газа или активного газа, нерастворимого в расплавленном алюминии, либо в добавлении соли хлора (хлорида), которая вступает в реакцию с расплавленным алюминием с образованием газа, что приводит к образованию большого количества выделяющихся пузырьков в расплавленном алюминии.
Атомы водорода, растворенные в расплавленном алюминии, мигрируют к поверхности очищающих пузырьков, адсорбируются на их поверхности, образуют гидриды в пузырьках водорода и, наконец, выходят из расплавленного алюминия в ходе кинетического процесса по мере подъема пузырьков, завершая процесс дегазации и очистки расплавленного алюминия. Это процесс, при котором водород диффундирует в жидкой фазе и адсорбируется пузырьками.
Традиционный метод пузырьковой флотации технология очистки с дегазированием, такие как метод с одной трубкой и метод с многоотверстной надувной головкой, могут удовлетворять лишь отдельным условиям, и одновременно выполнить все вышеуказанные требования затруднительно. Хотя метод с многоотверстной надувной головкой позволяет получать пузырьки меньшего размера, чем метод с одной трубкой, значительного улучшения это не дает. Поскольку при дегазации в рамках этих двух методов пузырьки поднимаются вертикально, при увеличении подачи воздуха поверхность жидкости непосредственно над соплом заметно поднимается под действием поднимающихся пузырьков, что приводит к взбиванию и разбрызгиванию расплавленного алюминия. Поэтому они не могут выступать в качестве основного фактора, определяющего поток воздуха.
В настоящее время принцип работы вращающегося сопла, которому уделяется всё больше внимания, соответствует динамическим условиям дегазации, характерным для метода пузырьковой флотации. Отличие этого метода от предыдущих способов очистки заключается в том, что очищающий газ подается через отверстие в валу или зазор между валом и втулкой, разбивается при прохождении через нижнюю лопасть вращающейся форсунки и распыляется с высокой скоростью. Затем вращающаяся расплавленная алюминиевая масса поднимается до уровня жидкости.
Метод с использованием вращающейся форсунки позволяет в полной мере реализовать преимущества метода пузырьковой флотации для удаления водорода. Ключевым моментом является то, что под сильным воздействием форсунки жидкость образует струю, а пузырьки равномерно распределяются в разбитом колодце под действием форсунки и струи.
При низкой скорости вращения сдвиговое напряжение в пузырьках меньше, а сами пузырьки крупнее и имеют форму соломенной шляпы. При высокой скорости вращения сдвиговое напряжение в пузырьках увеличивается, их объем заметно уменьшается, а форма пузырьков становится сферической. Количество пузырьков увеличивается, поэтому площадь поверхности пузырьков, контактирующих с расплавленным алюминием, возрастает, что значительно улучшает динамику дегазации.
Пузырь разрушается под действием жидкости, выбрасываемой из лопатки, и одновременно удаляется от сопла. Его смещение зависит от скорости и формы лопатки. При высокой скорости высота струи соответственно увеличивается. Чем длиннее становится радиальное перемещение пузыря, тем более рассеянным становится его распределение. При низкой скорости вращения пузырьки скапливаются вблизи сопла, что усиливает их концентрированность. При высокой скорости вращения пузырьки рассеиваются, и их распределение становится более равномерным. По мере увеличения скорости зона действия жидкости, выбрасываемой лопастями, расширяется, что позволяет продолжать процесс разрушения пузырьков.
Конструкция вращающейся форсунки является наиболее важным фактором в процессе очистки расплавленного алюминия. В зависимости от ее конструкции и проектных параметров степень перемешивания расплава различается, а также меняются размер и количество образующихся пузырьков, что напрямую влияет на эффективность удаления водорода. Различные вращающиеся сопла имеют разные кажущиеся коэффициенты массопереноса при одинаковой скорости и расходе газа.