Métodos de desgaseificação do alumínio - Escolher o melhor método
Existem seis métodos comummente reconhecidos de desgaseificação do alumínio. Estes são brevemente discutidos abaixo, juntamente com os prós e contras de cada método.
1. Borbulhamento de gás de purga
Como funciona: O gás inerte (azoto, árgon ou misturas com cloro) é introduzido através de lanças ou tampões porosos imersos no alumínio fundido. As bolhas sobem à superfície, transportando consigo o hidrogénio e as impurezas.
Prós: Simples e relativamente barato de instalar. A punção manual é um trabalho perigoso e quente.
Contras: Menos eficiente do que a desgaseificação rotativa, particularmente em ambientes húmidos onde a humidade reintroduz o hidrogénio.
2. Desgaseificação de comprimidos
Como é que funciona: As pastilhas sólidas (frequentemente contendo hexacloroetano) são adicionadas à massa fundida. Estas pastilhas libertam gases inertes à medida que se decompõem, formando bolhas em toda a massa fundida e facilitando a desgaseificação.
Prós: Prático e fácil de aplicar.
Contras: Possibilidade de introdução de elementos indesejados a partir de resíduos de comprimidos, problemas de consistência e controlo, possíveis preocupações ambientais. Os melhores resultados requerem a circulação automatizada ou manual da massa fundida para obter uniformidade.
3. Desgaseificação sob vácuo
Como é que funciona: O alumínio fundido é colocado numa câmara onde a pressão é significativamente reduzida. Esta pressão reduzida promove a rápida expansão e remoção dos gases dissolvidos, incluindo o hidrogénio.
Prós: Pode atingir níveis muito baixos de hidrogénio, eficaz para grandes lotes de fusão.
Contras: Equipamento dispendioso e custos operacionais mais elevados, mas pode ser um processo muito mais lento.
4. Desgaseificação por ultra-sons
Como funciona: As vibrações ultra-sónicas de alta frequência são introduzidas no alumínio fundido, criando bolhas de cavitação. Estas bolhas atraem o hidrogénio dissolvido e facilitam a sua remoção.
Prós: Potencialmente muito eficiente, pode melhorar tanto a desgaseificação como o refinamento da fusão (remoção de inclusões).
Contras: Tecnologia relativamente nova, ainda em desenvolvimento para uma adoção industrial generalizada, potenciais desafios com o equipamento e o controlo do processo.
5. Desgaseificação do fluxo
Como é que funciona: Os fluxos (misturas de sais) são adicionados à massa fundida. Estes fluxos podem reagir com o hidrogénio e ajudar a retê-lo dentro do fluxo, ou podem promover a formação de bolhas.
Prós: Método relativamente simples e económico.
Contras: Pode introduzir resíduos ou contaminantes na fusão, potencialmente menos eficaz na obtenção de níveis muito baixos de hidrogénio.
6. Desgaseificação rotativa
Como funciona: O gás inerte (nitrogénio, árgon ou misturas com cloro) é introduzido através de um rotor de grafite ligado a um eixo oco de grafite. O rotor é imerso no alumínio fundido e rodado para dispersar o gás e fazer circular o alumínio.
Prós: Rápido e eficiente, combinando agitação mecânica e bolhas de gás. O fluxo granular pode ser injetado na corrente de gás para processos de adição como a remoção de magnésio. A desgaseificação rotativa pode ser automatizada para garantir os resultados de qualidade mais repetíveis.
Contras: É necessária uma manutenção regular do veio de grafite e do rotor. O desgaste excessivo do rotor reduz a agitação mecânica. Se o fluxo granular estiver a ser introduzido através do eixo e do rotor, o caminho do gás pode ficar bloqueado pelo fluxo.
Escolher o método correto
O melhor método de desgaseificação depende de vários factores, incluindo:
Níveis de hidrogénio desejados: Alguns métodos são mais adequados para obter um teor de hidrogénio muito baixo.
Tamanho do lote e volume de produção: Alguns métodos são mais eficientes para operações em grande escala.
Considerações sobre os custos: Os custos operacionais e de equipamento variam consoante os métodos.
Composição da liga: Certos métodos podem ser mais adequados para ligas de alumínio específicas.
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