En procesos como la fundición y extrusión de aluminio y sus aleaciones, el hidrógeno disuelto en el metal fundido causa porosidad (poros de gas) y degrada el rendimiento del producto. Por lo tanto, antes del vertido, el aluminio fundido debe ser desgasificado. La desgasificación no solo reduce el contenido de hidrógeno, sino que también elimina inclusiones y mejora la densidad del metal, mejorando así las propiedades mecánicas y la calidad superficial de las piezas fundidas.

Purgado con Gas Inerte/Desgasificación Rotatoria: Este método, ampliamente adoptado en la industria del aluminio, implica atomizar el gas inerte en una gran cantidad de burbujas muy pequeñas. El ascenso de las burbujas provoca la liberación del hidrógeno y la eliminación de algunas inclusiones simultáneamente. Los rotores giratorios dispersan las burbujas de manera más fina y prolongan el tiempo de residencia, aumentando así la eficiencia de la eliminación de hidrógeno. ([Sohu][1])

Desgasificación Ultrasónica: Los ultrasonidos de alta intensidad generan cavitación en el aluminio fundido, permitiendo la nucleación, crecimiento y coalescencia de microburbujas. Aumenta considerablemente la cinética de eliminación de hidrógeno y no presenta riesgos ambientales (como productos químicos como el cloro). Aplicaciones de laboratorio e industriales han demostrado que la desgasificación ultrasónica logra resultados comparables o mejores que la desgasificación rotatoria tradicional con argón.

Vacío/Asistido por Vacío: Al disminuir la presión sobre la superficie del metal fundido, se favorece la difusión y liberación del hidrógeno. En la industria del acero, la desgasificación al vacío se utiliza con mayor frecuencia; en el caso del aluminio, este proceso a menudo se combina con otros métodos para una mayor eficiencia.

Algunos tipos comunes de desgasificadores de aluminio en el mercado y fábricas son:

• desgasificadores rotatorios móviles de aluminio, que funcionan bien en hornos pequeños y medianos;
• sistemas rotatorios en línea a gran escala;
• equipos de desgasificación ultrasónica; y
• sistemas de desgasificación asistidos por vacío.

Los equipos móviles y de pequeña escala utilizan rotores mecánicos para crear vórtices en el aluminio fundido e introducir los gases inertes.

A través de transductores, los equipos ultrasónicos producen cavitación en la fase líquida.

Los sistemas de vacío reducen la presión local en entornos cerrados o semicerrados para facilitar la desgasificación.

Los diferentes tipos de desgasificadores de aluminio varían mucho en estructura, espacio requerido y costo de inversión. La selección debe hacerse considerando la capacidad de producción y los requisitos del proceso.

Al comprar o configurar un proceso de desgasificación de aluminio, se debe prestar atención a lo siguiente:

• Tipo de gas inerte (el argón es la opción principal).
• Caudal de gas y método de inyección (orificio único, ladrillo poroso o rotor giratorio).
• Velocidad del rotor y geometría (afectan el diámetro y dispersión de las burbujas).
• Tiempo de procesamiento y temperatura del aluminio fundido.

Desgasificación rotatoria: se prefieren burbujas pequeñas y numerosas con un tiempo de residencia prolongado en el líquido. Desgasificación ultrasónica: la frecuencia, potencia, posición de la sonda y profundidad de inmersión son los parámetros clave de operación. La práctica industrial ha demostrado que los métodos de dispersión porosa o rotatoria superan al purgado de orificio único.

Pre-tratamiento: Se eliminan las inclusiones grandes y los óxidos antes de la desgasificación. Precalentamiento y estabilización de la temperatura del aluminio fundido.

Monitoreo en Línea: Garantizar la efectividad de la desgasificación mediante pruebas de contenido de hidrógeno, pruebas de densidad o pruebas metalográficas/de TC en muestras fundidas.

Mantenimiento del Equipo: Las piezas giratorias, sondas y sellos deben inspeccionarse regularmente para evitar daños en cerámicas/sellos o bloqueos en las vías de aire. Las buenas prácticas operativas prolongarán la vida útil del desgasificador de aluminio y reducirán las tasas de fallos.

Históricamente, algunos procesos de desgasificación (por ejemplo, el uso de compuestos que contienen cloro) tenían impactos ambientales. Por lo tanto, la industria está cambiando a soluciones más ecológicas, como el gas inerte puro y los métodos ultrasónicos.

Además, durante el uso del equipo, se debe prestar atención a lo siguiente:

• Protección personal.
• Tratamiento de gases residuales, si se utilizan gases químicos.
• Seguridad eléctrica y procedimientos de operación a alta temperatura.

Las normas nacionales e industriales tienen requisitos claros sobre los procesos de electrólisis y tratamiento de gases de combustión, y una empresa debe operar en cumplimiento de ellas.

La selección de la combinación adecuada de desgasificador/proceso de aluminio depende de los requisitos de calidad del producto, la escala de producción y los estándares ambientales/de seguridad:

• Prefiera equipos móviles pequeños o ultrasónicos para lotes pequeños o cuando el espacio sea limitado.
• Para fundiciones continuas grandes, se prefieren sistemas de desgasificación rotatoria en línea o asistidos por vacío.
• Para altos requisitos ambientales, utilice métodos físicos de desgasificación sin cloro y sin residuos (gas inerte/ultrasónico).
• Solo las pruebas regulares y el mantenimiento del equipo pueden garantizar una calidad de desgasificación estable.