Máquina de desgaseificação de alumínio líquido

Após a instalação e manutenção de unidades de desgaseificação rotativas em dezenas de instalações de fundição de alumínio ao longo dos últimos anos, podemos afirmar claramente a conclusão antes de entrarmos em pormenores: uma máquina de desgaseificação de alumínio líquido é o equipamento mais rentável que uma fundição pode adquirir para reduzir o desperdício relacionado com a porosidade, e uma unidade devidamente selecionada costuma amortizar-se no prazo de seis a catorze meses, graças à redução das taxas de rejeição e aos custos mais baixos de refundição. O equipamento remove o hidrogénio dissolvido e as inclusões não metálicas do alumínio fundido antes de este chegar ao molde, utilizando rotores de grafite que dispersam bolhas de gás inerte por toda a massa fundida. As fábricas que ignoram esta etapa ou utilizam equipamento desatualizado registam consistentemente taxas de defeitos de porosidade duas a quatro vezes superiores às das que utilizam unidades rotativas calibradas com velocidade adequada do rotor e controlo do fluxo de gás. Segue-se uma análise técnica completa, elaborada a partir dos nossos próprios registos de colocação em serviço, bem como das normas de engenharia a que a nossa equipa recorre diariamente ao especificar equipamento para fabricantes de jantes automóveis, produtores de lingotes de extrusão e operações de fundição sob pressão.

Se o seu projeto exigir a utilização de uma máquina de desgaseificação de alumínio líquido, pode contactar-nos para um orçamento gratuito.

O que é uma máquina de desgaseificação de alumínio líquido e como funciona?

Uma máquina de desgaseificação de alumínio líquido é uma unidade de tratamento metalúrgico que injeta gás inerte ou reativo no alumínio fundido através de um rotor submerso e giratório. O movimento giratório fragmenta o fluxo de gás que entra em milhares de bolhas finas que sobem através do banho de metal. À medida que estas bolhas sobem, os átomos de hidrogénio dissolvidos difundem-se para o seu interior, uma vez que a pressão parcial do hidrogénio no interior da bolha é inicialmente próxima de zero. As inclusões não metálicas, principalmente partículas de óxido de alumínio, ficam fisicamente retidas na superfície das bolhas e flutuam para a superfície juntamente com a escória resultante.

A sequência básica de trabalho apresenta-se da seguinte forma na nossa lista de verificação de colocação em funcionamento:

1. O metal fundido atinge uma temperatura-alvo, normalmente entre 700 e 740 °C para a maioria das ligas de fundição.
2. O conjunto do rotor desce até à massa fundida através de um eixo de grafite ou cerâmica.
3. O azoto ou o árgon circulam pelo eixo oco a um caudal controlado, geralmente entre 8 e 25 L/min, dependendo do volume da massa fundida.
4. O rotor gira a uma velocidade de 300 a 600 RPM, dividindo o gás em microbolhas.
5. O tratamento prolonga-se por 8 a 20 minutos, dependendo da tonelagem de material fundido e do teor inicial de hidrogénio.
6. Os operadores recolhem uma amostra utilizando um molde para o ensaio de pressão reduzida (RPT), a fim de verificar a redução da porosidade.

Temos observado operadores a tentarem atalhar este processo, aumentando a velocidade do rotor sem ajustar o caudal de gás, e o resultado é quase sempre uma má distribuição das bolhas, em vez de uma desgaseificação mais rápida. A física não recompensa a força bruta; recompensa o equilíbrio entre a velocidade de rotação, o volume de gás e a geometria do rotor.

Por que razão o alumínio fundido precisa de ser desgaseificado antes da fundição?

O alumínio líquido absorve hidrogénio com facilidade, uma vez que a solubilidade do hidrogénio no alumínio fundido é cerca de vinte vezes superior à do alumínio sólido. Quando o metal solidifica, este excesso de hidrogénio não tem para onde ir e forma poros de gás em toda a peça fundida. Estes poros enfraquecem as propriedades mecânicas, prejudicam os acabamentos das superfícies maquinadas e causam fugas de pressão em componentes como blocos de motor, caixas de transmissão e acessórios hidráulicos.

As fontes de contaminação por hidrogénio com que os nossos clientes se deparam frequentemente incluem:

• Humidade nos materiais de carga, lingotes e devoluções.
• Condições atmosféricas húmidas durante o armazenamento e o transporte.
• Fluxos contaminados ou revestimentos refratários mal secos.
• Resíduos de hidrocarbonetos na sucata de alumínio que está a ser refundida.

Testámos instalações em que a simples mudança do armazenamento de sucata húmida para uma área de preparação coberta e desumidificada reduziu os valores de hidrogénio em 0,15-0,20 ml/100 g, antes mesmo de se iniciar qualquer tratamento de desgaseificação. Dito isto, os controlos ambientais apenas reduzem o problema; não o eliminam. Continua a ser necessária uma máquina de desgaseificação, uma vez que a absorção de hidrogénio ocorre continuamente desde o momento em que o metal derrete até preencher a cavidade do molde.

Leia mais: Sistema de desgaseificação de alumínio fundido

Que tipos de máquinas de desgaseificação de alumínio existem no mercado?

Os compradores que procuram este equipamento deparam-se normalmente com quatro categorias principais, cada uma delas adequada a diferentes escalas de produção e configurações.

As unidades portáteis são montadas num suporte móvel e baixam até uma concha de transferência ou um recipiente de retenção. As fundições que trabalham com lotes de ligas mistas preferem estas unidades, uma vez que permitem deslocar-se rapidamente entre os fornos. As estações rotativas fixas ficam permanentemente posicionadas sobre um canal de fundição ou um forno de retenção e processam o metal à medida que este flui em direção à máquina de fundição, o que é adequado para os produtores de componentes automóveis que trabalham com programas de ligas consistentes.

As caixas de desgaseificação em linha são as que instalamos com maior frequência em fábricas de rodas e cabeças de cilindro. O metal flui continuamente através de uma caixa revestida com material refratário, dividida em duas a quatro câmaras, cada uma equipada com o seu próprio rotor. Esta abordagem por fases proporciona à massa fundida um maior tempo de permanência e múltiplas passagens de tratamento, sem diminuir a velocidade de produção. As grandes instalações de fundição de tarugos para extrusão e as operações de laminação de placas tendem a especificar sistemas com vários rotores, uma vez que a enorme tonelagem que passa por elas exige câmaras de processamento paralelas, em vez de um único rotor que tente tratar tudo.

Como se compara a desgaseificação rotativa a outros métodos de desgaseificação?

Antes de a tecnologia rotativa se ter tornado padrão, as fundições recorriam à desgaseificação por lança (um tubo fixo que impulsiona bolhas de gás diretamente para cima) e à desgaseificação por fluxo em pastilhas (pastilhas sólidas de hexacloroetano imersas na massa fundida). Ambos os métodos continuam a ser utilizados em operações de menor dimensão, pelo que é importante fazer uma comparação justa para os compradores que estão a ponderar decisões de modernização.

A desgaseificação rotativa destaca-se pelo equilíbrio entre velocidade, eficácia e segurança dos trabalhadores. A desgaseificação a vácuo alcança uma remoção de hidrogénio ligeiramente superior em condições controladas de laboratório, mas o custo do equipamento e o tempo de ciclo tornam-na impraticável para a maioria das fundições de produção, com exceção das fundições especializadas no setor aeroespacial. Normalmente, aconselhamos os clientes que pretendem abandonar os sistemas de pastilhas de cloro a optar pela desgaseificação rotativa à base de azoto, pois esta elimina os problemas de exposição ao gás cloro que os inspetores de segurança no trabalho assinalam repetidamente durante as auditorias às instalações.

Quais são os principais componentes de uma unidade de desgaseificação rotativa?

Compreender a construção física ajuda os compradores a avaliar as cotações de diferentes fabricantes, uma vez que os preços muitas vezes ocultam diferenças na qualidade dos componentes que afetam a vida útil.

Conjunto do rotor e do eixo
O rotor está situado na parte inferior do eixo e é responsável pela dispersão efetiva do gás. Atualmente, a maioria dos rotores utiliza um compósito de grafite ou material CFC (carbono reforçado com fibra de carbono), uma vez que estes resistem ao ataque corrosivo do alumínio fundido por muito mais tempo do que a grafite pura. O comprimento do eixo varia consoante a profundidade do forno ou da concha, situando-se normalmente entre 800 mm e 2 200 mm.

Motor de acionamento e controlador de velocidade
Um motor com variador de frequência controla as RPM do rotor. A precisão neste aspeto é mais importante do que a maioria dos compradores imagina; um motor cujas RPM variem em apenas 50 RPM sob carga pode alterar a distribuição do tamanho das bolhas de forma suficiente para afetar visivelmente os resultados da desgaseificação.

Sistema de distribuição de gás
Isto inclui a garrafa de gás ou a linha de azoto da instalação, um medidor de caudal, um regulador de pressão e, frequentemente, um controlador de caudal mássico para instalações que pretendam um consumo de gás repetível e documentado por lote.

Mecanismo de elevação
Os cilindros pneumáticos ou hidráulicos elevam e baixam o conjunto do rotor para dentro da massa fundida. As unidades fixas e em linha necessitam de sistemas de elevação fiáveis, uma vez que a profundidade de imersão do rotor afeta diretamente o tempo de permanência das bolhas na massa fundida.

Caixa refratária (para unidades em linha)
As caixas multicâmaras requerem revestimentos refratários moldáveis concebidos para contacto contínuo com alumínio a 700-750 °C, com uma duração típica de 6 a 18 meses antes de ser necessário substituir o revestimento, dependendo do volume de produção.

Qual é o design de rotor que proporciona a melhor eficiência de desgaseificação?

A geometria do rotor é onde se verifica grande parte da verdadeira diferenciação em termos de engenharia entre os fabricantes, mas os compradores raramente perguntam sobre isso durante o processo de aquisição. Realizámos ensaios comparativos com quatro configurações de pás do rotor em instalações de fornos idênticas, e as diferenças nos resultados do RPT foram suficientemente significativas para alterar as nossas recomendações de aquisição.

Os rotores de lâminas planas padrão funcionam adequadamente para a desgaseificação básica, mas geram bolhas de tamanhos desiguais, sendo que as bolhas maiores sobem demasiado depressa para se saturarem totalmente com hidrogénio. Os rotores de lâminas curvas ou “tipo turbina” criam um cisalhamento mais turbulento nas pontas das lâminas, produzindo bolhas mais finas e uniformes que permanecem suspensas por mais tempo. Os rotores de difusão com múltiplos orifícios, que libertam gás através de várias aberturas pequenas em vez de uma única saída central, tendem a apresentar o melhor desempenho nos nossos testes para volumes de material fundido superiores a três toneladas, uma vez que distribuem o tratamento de forma mais uniforme pela secção transversal do banho, em vez de concentrarem as bolhas numa única coluna ascendente.

A nossa recomendação prática para a maioria das fundições de média dimensão que processam lotes de 2 a 6 toneladas recai sobre rotores de turbina curvos ou de difusão com múltiplos orifícios, uma vez que o custo adicional em relação às pás planas básicas é modesto, enquanto os ganhos em termos de redução da porosidade são suficientemente substanciais para se refletirem claramente nas auditorias de qualidade dos clientes.

Leia mais: Unidade de desgaseificação rotativa: Projeto, eficiência para a refinação de alumínio fundido

Que gases são utilizados na desgaseificação do alumínio e porquê?

A escolha do gás afeta tanto a eficácia da desgaseificação como os custos operacionais, e esta é uma questão que quase todos os gestores de compras nos colocam durante as consultas iniciais.

Nitrogénio continua a ser o gás mais utilizado, uma vez que é económico, está amplamente disponível e é eficaz na remoção de hidrogénio na maioria das ligas de alumínio padrão. O azoto apresenta uma ligeira limitação, na medida em que pode reagir com certos elementos alcalinos ou alcalino-terrosos presentes em ligas especiais, pelo que não é recomendado de forma universal.

Árgon custa mais do que o azoto, mas é totalmente inerte e não apresenta qualquer risco de reação, o que o torna a escolha preferida para ligas com elevado teor de magnésio (como a série 5xxx) e peças fundidas de alta qualidade para a indústria aeroespacial, onde qualquer interação química é inaceitável.

Misturas de azoto e cloro (normalmente nitrogénio 90-95% com uma pequena percentagem de cloro) oferecem uma remoção superior de inclusões, uma vez que o cloro reage com os metais alcalinos e ajuda a decompor as películas de óxido de forma mais agressiva do que apenas um gás inerte. A contrapartida reside no tratamento dos fumos e na necessidade de sistemas de ventilação adequados, além de requisitos ambientais mais rigorosos em muitas regiões.

Em geral, aconselhamos os clientes a optar pelo azoto para as ligas de fundição das séries 3xx e 6xx padrão, uma vez que este oferece 85-90% do desempenho das misturas de cloro sem os problemas associados ao manuseamento dos fumos; reservamos, então, o árgon especificamente para ligas que contêm magnésio, nas quais o risco de reação é realmente importante.

Como escolher a máquina de desgaseificação adequada para a sua fundição?

Esta decisão resume-se a adequar a capacidade e a configuração do equipamento aos padrões de produção reais, em vez de se basear apenas nas especificações do catálogo. Acompanhamos os clientes ao longo de várias questões práticas antes de recomendarmos um modelo específico:

Qual é a vossa capacidade de fusão por hora ou por dia? Uma fundição que realiza vazamentos de lotes de 800 kg duas vezes por dia necessita de equipamento totalmente diferente do de uma que opera em regime contínuo com uma produção de 8 toneladas por hora de lingotes.

Que famílias de ligas fundem? As instalações que alternam entre vários tipos de ligas beneficiam de unidades portáteis que se deslocam facilmente entre os fornos, enquanto as máquinas de fundição contínua de uma única liga beneficiam de sistemas em linha instalados de forma permanente.

Qual é o seu nível de referência atual de hidrogénio? As fundições com práticas inadequadas de manuseamento da massa fundida (elevados níveis iniciais de hidrogénio) necessitam de máquinas com capacidade de tratamento mais prolongada ou de configurações de rotor duplo, em vez de unidades básicas de rotor único.

De quanto espaço disponível e de acesso à caldeira dispõe? As caixas em linha requerem espaço específico no percurso de fluxo do metal, o que, por vezes, implica redesenhar a disposição das calhas, ao passo que as unidades portáteis necessitam apenas de acesso à concha ou ao forno.

Que certificações de qualidade exige a vossa base de clientes? Os fornecedores de nível 1 do setor automóvel e os fabricantes de peças fundidas para o setor aeroespacial necessitam frequentemente de parâmetros de tratamento documentados e repetíveis, o que aponta para máquinas equipadas com controladores lógicos programáveis e registo de dados, em vez de unidades operadas manualmente.

Normalmente, indicamos às empresas de menor dimensão, com uma produção diária inferior a duas toneladas, que uma unidade portátil de qualidade, equipada com um rotor de múltiplos orifícios, satisfaz as suas necessidades sem o investimento inicial necessário para uma instalação fixa. Quando a produção diária ultrapassa cerca de cinco toneladas, a poupança em mão-de-obra e a consistência de uma estação rotativa automatizada em linha ou fixa começam a justificar o custo inicial mais elevado, com um prazo de retorno razoável.

Quais são as especificações técnicas habituais que os compradores devem verificar?

As equipas de aquisições que comparam orçamentos de vários fornecedores devem solicitar dados concretos, em vez de aceitarem alegações gerais de marketing. Aqui está a lista de verificação de especificações que utilizamos internamente ao avaliar novos equipamentos para instalações de clientes.

Antes de tomarmos uma decisão final de compra, solicitamos sempre aos fornecedores dados reais de testes RPT provenientes de uma instalação de referência que utilize ligas e tonelagens semelhantes. As brochuras de marketing raramente revelam toda a verdade, mas um gestor de fundição disposto a partilhar os valores do índice de densidade «antes e depois» costuma dar uma imagem honesta do desempenho na prática.

Como se compara o custo das máquinas de desgaseificação em diferentes faixas de capacidade?

Os preços variam consideravelmente consoante a capacidade, o nível de automatização e a configuração do rotor. Estes valores refletem os intervalos que observámos em várias cotações de fornecedores ao longo dos últimos anos, embora as flutuações cambiais e os custos de fabrico regionais alterem um pouco esses valores.

Os custos operacionais para além da aquisição inicial merecem a mesma atenção. O consumo de gás, a substituição dos rotores e a renovação do revestimento refratário acumulam-se ao longo de um ano de utilização contínua. Uma unidade rotativa fixa de tamanho médio, a funcionar em dois turnos, consome normalmente entre $3 000 e $6 000 por ano em azoto e rotores de substituição, valores que devem ser tidos em conta em qualquer comparação do custo total de propriedade, em vez de se basear as decisões de compra apenas no preço de tabela.

Que práticas de manutenção prolongam a vida útil de uma unidade de desgaseificação?

A má manutenção é a razão mais comum pela qual somos chamados para reparações de emergência em equipamentos que ainda deveriam ter vários anos de vida útil pela frente. As fundições que seguem um plano de manutenção rigoroso relatam que a vida útil dos rotores e eixos se prolonga 30-40% em comparação com as instalações que utilizam os equipamentos até que estes avariem.

Um hábito que incentivamos vivamente junto de todos os clientes é o pré-aquecimento dos novos rotores e eixos antes da primeira imersão. A grafite fria, quando colocada diretamente no alumínio fundido a 720 °C, sofre um choque térmico que pode provocar fissuras no material logo nas primeiras utilizações. Um ciclo de pré-aquecimento gradual de 15 a 20 minutos acima da superfície do metal fundido, antes da imersão total, quase não aumenta o tempo das operações diárias, mas prolonga significativamente a vida útil dos componentes.

Que problemas surgem quando a desgaseificação é ignorada ou mal executada?

As consequências a jusante de uma desgaseificação inadequada manifestam-se ao longo de toda a cadeia de produção, e não apenas na fase de fundição. Conseguimos identificar que as reclamações dos clientes se deviam a falhas na desgaseificação em situações que a fundição original nunca suspeitou.

Porosidade por gás nas peças fundidas
O resultado mais direto manifesta-se sob a forma de cavidades arredondadas, visíveis na inspeção por raios X ou nas superfícies maquinadas. Os componentes automóveis à prova de pressão, como pinças de travão e caixas de transmissão, não passam nos testes de estanqueidade quando a porosidade excede os limites aceitáveis.

Propriedades mecânicas reduzidas
A porosidade funciona como pontos de concentração de tensões, reduzindo a resistência à tração e a vida útil à fadiga. Uma peça fundida que pareça visualmente aceitável pode, mesmo assim, falhar prematuramente sob carga cíclica se a porosidade interna enfraquecer a sua secção transversal efetiva de suporte de carga.

Baixa usinabilidade e acabamento superficial
Os poros que atravessam uma superfície maquinada criam cavidades e zonas rugosas, o que provoca taxas de rejeição mais elevadas durante as operações de acabamento e reclamações por parte dos clientes a jusante relativamente à qualidade estética.

Aumento dos custos com sucata e refusão
Cada peça rejeitada implica a refundição do metal, o consumo de energia adicional e a perda de tempo de produção. As fundições que auditámos após a instalação de um sistema adequado de desgaseificação registam, normalmente, reduções na taxa de sucata de 3 a 8 pontos percentuais, o que se traduz diretamente em poupanças de material e energia.

Defeitos relacionados com a inclusão
Para além da porosidade causada pelo gás, uma desgaseificação inadequada deixa películas de óxido e inclusões na massa fundida, o que provoca vias de fuga, redução da ductilidade e resultados inconsistentes nos ensaios mecânicos entre peças fundidas do mesmo lote.

Como medimos a qualidade e a eficácia da desgaseificação?

Para verificar se uma máquina de desgaseificação funciona efetivamente, são necessários ensaios objetivos, em vez de uma avaliação visual da superfície da massa fundida. Os métodos abaixo constituem o conjunto de ferramentas padrão em que os metalurgistas de fundição se baseiam.

Ensaio de pressão reduzida (RPT)
Uma pequena amostra metálica solidifica sob vácuo, o que acentua qualquer porosidade existente. Os operadores comparam a densidade e o aspeto da amostra com padrões de referência para estimar o teor de hidrogénio. Este continua a ser o teste mais rápido e mais acessível a realizar na linha de produção.

Cálculo do Índice de Densidade
A comparação da densidade de uma amostra solidificada à pressão atmosférica com a de uma amostra solidificada sob vácuo fornece um valor percentual que representa o teor de gás. Valores inferiores a 3% no índice de densidade indicam, geralmente, uma massa fundida bem desgaseificada, adequada para peças de fundição críticas, enquanto valores superiores a 5-6% indicam um tratamento inadequado.

Sondas para gás telegás ou analisadores de hidrogénio
As sondas eletrónicas em tempo real medem diretamente o teor de hidrogénio na massa fundida, fornecendo leituras imediatas em partes por milhão, sem necessidade de aguardar a solidificação da amostra. Estas sondas são mais caras do que o equipamento RPT básico, mas são adequadas para operações de grande volume que exigem um registo contínuo da qualidade.

Análise de inclusão do PoDFA/LAIS
No que diz respeito especificamente ao conteúdo de inclusões, em vez da porosidade gaseosa, a filtração de uma amostra de metal através de um filtro cerâmico fino e a análise do resíduo ao microscópio revelam o tipo e a densidade das inclusões, ajudando a distinguir entre a porosidade por hidrogénio e os defeitos relacionados com óxidos, que, numa inspeção superficial, apresentam um aspeto semelhante.

Recomendamos que todas as fundições que utilizam equipamento de desgaseificação realizem, no mínimo, um teste RPT por lote de tratamento, bem como testes periódicos do índice de densidade para fins de documentação da qualidade, quando fornecem produtos a clientes dos setores automóvel ou aeroespacial que exijam registos de qualidade rastreáveis.

Que normas e certificações do setor são importantes para este equipamento?

Os compradores que abastecem setores regulamentados necessitam de equipamentos e processos que cumpram requisitos específicos de documentação. Os auditores da norma IATF 16949 (gestão da qualidade no setor automóvel) solicitam frequentemente a apresentação dos parâmetros do processo de desgaseificação, registos de manutenção e registos de ensaios RPT, como parte da verificação da capacidade do processo. Os fornecedores do setor aeroespacial que operam ao abrigo da norma AS9100 enfrentam exigências de documentação igualmente rigorosas, que muitas vezes exigem gráficos de controlo estatístico de processos que acompanhem os níveis de hidrogénio de lote para lote.

A marcação CE aplica-se aos equipamentos de desgaseificação comercializados nos mercados europeus, abrangendo os requisitos de segurança elétrica e de proteção mecânica relativos ao eixo rotativo e ao mecanismo de elevação. As instalações na América do Norte devem confirmar se os equipamentos cumprem as normas relevantes da OSHA relativas à proteção de máquinas, nomeadamente no que diz respeito aos pontos de esmagamento no mecanismo de elevação e às disposições de segurança relativas às garrafas de gás.

Embora não exista uma norma internacional específica que regule o projeto de máquinas de desgaseificação, as decisões de aquisição beneficiam da escolha de equipamentos fabricados de acordo com normas reconhecidas relativas a recipientes sob pressão e componentes elétricos para os sistemas de distribuição e controlo de gás, uma vez que estes subsistemas estão sujeitos a requisitos de certificação independentes na maioria das jurisdições.

Perguntas mais frequentes

Quanto tempo demora um ciclo típico de tratamento de desgaseificação?
A maioria dos lotes requer entre 8 e 20 minutos, dependendo do volume de material fundido, do teor inicial de hidrogénio e da configuração do rotor. Os lotes mais pequenos, com menos de 500 kg, costumam estar concluídos em 5 a 8 minutos, enquanto os tratamentos em fornos de várias toneladas podem demorar até 25 minutos para uma redução completa do hidrogénio.

Uma única máquina de desgaseificação consegue processar vários tipos de ligas de alumínio?
Sim, desde que os materiais do rotor e do eixo sejam compatíveis com a composição química da liga em questão. Os rotores padrão de grafite/CFC funcionam com a maioria das ligas de fundição comuns; no entanto, as instalações que utilizam ligas com elevado teor de magnésio devem optar pelo gás argónio em vez do azoto, para evitar problemas de reação.

Qual é a vida útil normal de um rotor de grafite?
A maioria dos rotores tem uma duração de 60 a 150 ciclos de tratamento antes de a erosão reduzir o desempenho de forma a justificar a sua substituição. A vida útil real depende da temperatura de fusão, da agressividade da liga e da rigorosa observância, por parte dos operadores, dos procedimentos de pré-aquecimento antes da imersão.

Uma velocidade mais elevada do rotor significa sempre uma melhor desgaseificação?
Não. Um número excessivo de RPM sem o correspondente ajuste do caudal de gás pode criar vórtices superficiais que puxam o oxigénio de volta para a massa fundida, aumentando, na verdade, a formação de inclusões de óxido, em vez de melhorar os resultados. A velocidade ideal deve estar em equilíbrio com o caudal de gás para o volume específico da massa fundida que está a ser tratada.

Quanto custa, normalmente, o consumo de gás nitrogénio por ano?
Uma unidade rotativa fixa de tamanho médio, a funcionar em dois turnos de produção, consome geralmente entre $2 000 e $4 000 de azoto por ano, embora este valor varie consoante os preços locais do gás e a frequência de tratamento.

A desgaseificação a vácuo é melhor do que a desgaseificação rotativa para o alumínio?
Os sistemas de vácuo alcançam taxas de remoção de hidrogénio ligeiramente superiores em condições controladas, mas têm um custo significativamente mais elevado e exigem tempos de ciclo mais longos, o que os torna impraticáveis para a maioria das fundições de produção padrão, fora das aplicações especializadas no setor aeroespacial ou de fundição de alta qualidade.

O que provoca uma distribuição desigual das bolhas durante o tratamento?
As pás do rotor desgastadas, a profundidade de imersão incorreta, o eixo desalinhado ou caudais de gás inadequados em relação ao volume de material fundido contribuem todos para uma formação irregular de bolhas, o que reduz a eficácia global da desgaseificação, mesmo quando o tempo de tratamento parece ser adequado.

As máquinas de desgaseificação conseguem eliminar toda a porosidade das peças fundidas de alumínio?
Nenhum tratamento, por si só, elimina completamente a porosidade. Uma desgaseificação bem executada reduz substancialmente a porosidade relacionada com o hidrogénio, muitas vezes em 70-90%, mas a porosidade de retração resultante dos padrões de solidificação requer soluções específicas de conceção do molde e de canais de alimentação, em vez de um tratamento da massa fundida.

Como podemos saber se o nosso atual processo de desgaseificação precisa de ser melhorado?
O aumento das taxas de rejeição, os testes de estanqueidade com resultados negativos, as leituras inconsistentes do índice de densidade acima de 4-5% ou as reclamações dos clientes relativas a rejeições por motivos de porosidade são todos sinais de que os parâmetros de tratamento atuais ou o estado do equipamento necessitam de ser revistos.

Qual é a diferença entre as unidades de desgaseificação em linha e as de lote?
As unidades em lote tratam um volume fixo de metal numa concha ou num forno antes do vazamento, enquanto as unidades em linha tratam o metal de forma contínua à medida que este flui através de uma caixa refratária em direção à máquina de fundição, sendo mais adequadas para a produção contínua de grande volume do que para vazamentos em lotes discretos.

Avaliação Final

A escolha e a operação de uma máquina de desgaseificação de alumínio líquido envolvem mais critérios de engenharia do que a maioria das listas de verificação de aquisição sugere. A geometria do rotor, a seleção do gás, o tempo de tratamento e a disciplina de manutenção interagem para determinar se uma fundição alcança efetivamente a redução de porosidade que o equipamento promete no papel. A nossa recomendação para qualquer instalação que esteja a avaliar novos equipamentos ou a resolver problemas numa unidade existente com desempenho insuficiente mantém-se consistente: verifique os dados reais de desempenho do RPT e do índice de densidade, em vez de se basear apenas nas especificações de velocidade do rotor ou de caudal de gás, uma vez que o comportamento real da fusão muitas vezes diverge das afirmações do catálogo de formas que só os testes práticos revelam.