Дегазация металлов применяется для обработки расплавленного металла с целью эффективного удаления нежелательных включений, таких как газы, щелочные металлы и увлеченные твердые частицы.
При использовании расплавов многих металлов в литейном производстве и аналогичных процессах их необходимо подвергнуть предварительной обработке с целью удаления вредных компонентов, которые могут негативно повлиять на физические или химические свойства получаемого литого изделия. Например, расплавленный алюминий и алюминиевые сплавы из ванн восстановления глинозема или печей для выдержки металла обычно содержат растворенный водород, твердые неметаллические включения (карбиды алюминия) и различные реактивные элементы (такие как металлы щелочных и щелочноземельных групп). По мере остывания металла растворенный водород выделяется из раствора и образует вредные поры в изделии. Твердые неметаллические включения могут снижать чистоту металла, а реактивные элементы и включения — приводить к появлению нежелательных свойств металла.
Эти нежелательные компоненты обычно удаляются из расплава путем вдувания газа под поверхность металла с помощью газового инжектора. По мере того как образующиеся пузырьки поднимаются через массу расплава, они поглощают газ, растворенный в металле, и удаляют его из расплава. Кроме того, неметаллические твердые частицы выносятся на поверхность за счет флотационного эффекта пузырьков и могут быть сняты с поверхности. Если газ, используемый для этой цели, вступает в реакцию с содержащимися в металле примесями, элемент может быть преобразован в соединение в результате химической реакции и удален из расплава таким же образом, как и содержащиеся твердые частицы, либо путем жидко-жидкостного разделения.
Этот процесс обычно называют “дегазацией металлов”, и его можно использовать не только для дегазации металла, но и для удаления включений. Процесс обычно осуществляется одним из двух способов: в печи, где, как правило, используется одна или несколько статических труб для впрыска газа; либо последовательно, путем пропускания металла через камеру в резервуаре, обычно расположенном между печью-держателем и литьевой машиной. В выпускной трубе можно использовать более эффективный газовый инжектор. В первом случае процесс является неэффективным и трудоемким, поскольку образуется большое количество пузырьков, что может привести к плохому контакту газа с металлом, недостаточному перемешиванию металла, а также к высокой турбулентности на поверхности и разбрызгиванию. Возникающая в результате поверхностная турбулентность может вызывать образование золы и потери металла, а недостаточная перемешиваемость металла может привести к появлению необработанных участков металла. Второй метод является более эффективным с точки зрения введения и использования газа. Отчасти это объясняется тем, что метод непрерывного действия представляет собой непрерывный процесс, а не периодический.
Для обеспечения эффективного онлайн-обработки пузырьки должны находиться в контакте с расплавом в течение необходимого периода времени, что достигается за счет впрыска инертного газа. Например, газ распадается на более мелкие пузырьки, а эти более мелкие пузырьки, в свою очередь, ротационный дегазатор, который более эффективно распределяется по всему объему металла. Эффективность обычно определяется с учетом реакции дегазации водорода из алюминия, и, как правило, считается, что адекватная реакция должна обеспечивать удаление не менее 50% водорода (обычно от 50% до 60%).
