Métodos de desgasificación del aluminio - Elegir el mejor método
Existen seis métodos comúnmente reconocidos para desgasificar el aluminio. A continuación se describen brevemente los pros y los contras de cada método.
1. Burbujeo del gas de purga
Cómo funciona: Se introduce gas inerte (nitrógeno, argón o mezclas con cloro) a través de lanzas o tapones porosos sumergidos en el aluminio fundido. Las burbujas suben a la superficie, arrastrando consigo hidrógeno e impurezas.
Ventajas: Instalación sencilla y relativamente barata. La punción manual es un trabajo peligroso en caliente.
Contras: Menos eficaz que la desgasificación rotativa, especialmente en entornos húmedos donde la humedad reintroduce hidrógeno.
2. Desgasificación de comprimidos
Cómo funciona: Se añaden pastillas sólidas (que suelen contener hexacloroetano) a la masa fundida. Estas pastillas liberan gases inertes al descomponerse, formando burbujas por toda la masa fundida y facilitando la desgasificación.
Ventajas: Cómodo y fácil de aplicar.
Contras: Posibilidad de introducir elementos no deseados procedentes de residuos de pastillas, problemas de consistencia y control, posibles problemas medioambientales. Los mejores resultados requieren la circulación automatizada o manual de la masa fundida para obtener uniformidad.
3. Desgasificación al vacío
Cómo funciona: El aluminio fundido se coloca en una cámara donde la presión se reduce considerablemente. Esta presión reducida favorece la rápida expansión y eliminación de los gases disueltos, incluido el hidrógeno.
Ventajas: Puede alcanzar niveles muy bajos de hidrógeno, eficaz para grandes lotes de fusión.
Contras: Equipos caros y costes operativos más elevados, pero puede ser un proceso mucho más lento.
4. Desgasificación ultrasónica
Cómo funciona: Se introducen vibraciones ultrasónicas de alta frecuencia en el aluminio fundido, creando burbujas de cavitación. Estas burbujas atraen el hidrógeno disuelto y facilitan su eliminación.
Ventajas: Potencialmente muy eficiente, puede mejorar tanto la desgasificación como el refinamiento de la masa fundida (eliminación de inclusiones).
Contras: tecnología relativamente nueva, aún en fase de desarrollo para su adopción industrial generalizada, posibles problemas con los equipos y el control de procesos.
5. Desgasificación de fundentes
Cómo funciona: Se añaden fundentes (mezclas de sales) a la masa fundida. Estos fundentes pueden reaccionar con el hidrógeno y ayudar a atraparlo dentro del fundente, o pueden favorecer la formación de burbujas.
Ventajas: Método relativamente sencillo y barato.
Contras: Puede introducir residuos o contaminantes en la masa fundida, potencialmente menos eficaz para alcanzar niveles muy bajos de hidrógeno.
6. Desgasificación rotativa
Cómo funciona: Se introduce gas inerte (nitrógeno, argón o mezclas con cloro) a través de un rotor de grafito unido a un eje hueco de grafito. El rotor se sumerge en el aluminio fundido y se hace girar para dispersar el gas y hacer circular el aluminio.
Ventajas: Rápido y eficaz al combinar agitación mecánica y burbujas de gas. Puede inyectarse fundente granular en la corriente de gas para procesos de adición como la eliminación de magnesio. La desgasificación rotativa puede automatizarse para garantizar los resultados de calidad más repetibles.
Contras: Se requiere un mantenimiento regular del eje de grafito y del rotor. El desgaste excesivo del rotor reduce la agitación mecánica. Si se está introduciendo fundente granular a través del eje y el rotor, la trayectoria del gas puede quedar bloqueada por el fundente.
Elegir el método adecuado
El mejor método de desgasificación depende de varios factores, entre ellos:
Niveles de hidrógeno deseados: Algunos métodos son más adecuados para conseguir contenidos de hidrógeno muy bajos.
Tamaño del lote y volumen de producción: Algunos métodos son más eficientes para operaciones a mayor escala.
Consideraciones sobre los costes: El equipamiento y los costes operativos varían según los métodos.
Composición de la aleación: Ciertos métodos pueden ser más adecuados para aleaciones de aluminio específicas.
High Temperature Systems ofrece soluciones de desgasificación rotativas tanto portátiles como fijas que puede consultar aquí.
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