Modelling research of hydrogen desorption from liquid aluminium and its alloys

Modelización de la desorción de hidrógeno del aluminio líquido y sus aleaciones

El proceso de refinado es esencial para eliminar el hidrógeno indeseable y las impurezas nocivas del aluminio líquido y sus aleaciones. La modelización física permite observar el nivel de dispersión del gas de refinado en el aluminio líquido. Se construyeron bancos de pruebas para la modelización física del proceso de barbotage del aluminio para el reactor de baño (URO-200) y el reactor continuo (URC-7000). Se realizaron mediciones de la eliminación de oxígeno del agua como analogía del proceso de desorción de hidrógeno del aluminio líquido. En la investigación se utilizó agua destilada saturada con oxígeno comprimido. El nivel de saturación del agua con oxígeno y, a continuación, la desorción de oxígeno del agua se alcanzaron mediante el medidor de oxígeno disuelto Elmetron CO-401.

INTRODUCCIÓN

El barbotage es uno de los métodos más utilizados en el proceso de refinado del aluminio y sus aleaciones. En este proceso se generan pequeñas burbujas de gas y durante su ascenso a la superficie se elimina el hidrógeno. Al mismo tiempo, algunas inclusiones como el sodio, el calcio y las partículas no metálicas, como óxidos o boruros, también pueden eliminarse del metal líquido gracias a la flotación [1].

Existen varias soluciones tecnológicas del proceso de barbotage. El método de introducción de gas en el metal, como lanzas, tapones cerámicos porosos, toberas o impulsores rotativos, desempeña un papel importante en estas soluciones. Hoy en día muchos reactores discontinuos se sustituyen por reactores continuos y el proceso de refinado continuo se hace cada vez más popular [2].

REACTORES URO-200 Y URC-7000

Para el proceso de refinado del aluminio y sus aleaciones se utilizan varios reactores. En Polonia los representantes típicos de los reactores que se pueden utilizar para el proceso de barbotaje son los reactores URO-200 y URC-7000. Estos reactores fueron diseñados en la División de Metales Ligeros OML Skawina, la rama del Instituto de Metales No Ferrosos IMN - Gliwice. Los reactores URO-200 y URC-7000 se presentan en las figuras 1 y 2 respectivamente.

El reactor URO-200 se utiliza para el proceso de refinado por lotes. Consta de un impulsor rotativo y un alimentador. El impulsor rotativo se introduce en el metal líquido del horno o crisol. Para obtener una mezcla uniforme del gas de refinado en el metal líquido, es muy importante elegir correctamente los parámetros de procesamiento, como el caudal de gas de refinado y la velocidad del impulsor rotativo. El tiempo de refinado es bastante corto: unos diez minutos.

El reactor URC-7000 consta de dos cámaras: de refinado y de filtración. Los tapones cerámicos porosos se encuentran en el interior de la cámara de refinado. La principal tarea de esta cámara es eliminar el hidrógeno y las partículas no metálicas no mojables del metal líquido.