Лопатки сопла дегазационного оборудования играют важную роль в эффективности удаления водорода. Они могут разбивать пузырьки при столкновении, уменьшая их размер, и одновременно, используя центробежную силу, рассеивать пузырьки и равномерно распределять их, что снижает вероятность их слияния и улучшает эффективность удаление водорода.
Вращающаяся форсунка дегазационного оборудования играет важную роль в утончении пузырьков и их диспергировании в расплаве алюминия во время вращения, но при этом она также вызывает переворачивание поверхности расплава. С непрерывным увеличением скорости сопла в центре расплава алюминия образуется трубчатая зона отрицательного давления, которая усиливает поглощение водорода, окисление и образование шлаковых включений в расплаве алюминия. Лопасти сопла не только оказывают боковое перемешивающее воздействие на расплав алюминия, но и создают эффект восходящей струи газа и жидкости. Эффект восходящей струи усиливает перемешивание расплавленного алюминия. Благодаря механическому воздействию лопастей вращающегося сопла расплавленный алюминий находится в турбулентном состоянии, а центробежная сила заставляет его двигаться в радиальном направлении внутри сопла, при этом газ впрыскивается в расплавленный алюминий вместе с его потоком.
При низкой скорости сопла его перемешивающее воздействие на расплавленный алюминий незначительно, турбулентность расплава низкая, а механический эффект разбивания газа лопастью невелик, поэтому размер пузырьков больше; при высокой скорости степень турбулентности расплавленного алюминия усиливается, лопасть оказывает значительное механическое воздействие на газ, а центробежная сила, действующая на расплавленный алюминий, велика. Пузырьки рассеиваются на большое расстояние вместе с расплавленным алюминием, вероятность их образования мала, а размер пузырьков невелик. Таким образом, учитывая влияние скорости вращения на степень очистки от пузырьков и эффект взаимодействия с расплавленным алюминием, скорость вращения сопла дегазационного оборудования в реальных производственных условиях должна составлять около 250 об/мин.
Расход газа является важным параметром для удаления водорода из расплава алюминия. Для достижения определенного эффекта удаления водорода в плавильной ванне объемом около 60 т необходима достаточная скорость вдувания газа. Чем больше расход газа, тем выше эффективность удаления водорода. Однако расход воздуха нельзя увеличивать без ограничений. Если расход газа слишком велик, в реакционной камере образуется слишком много пузырьков. Относительно говоря, большая часть обрабатываемого расплавленного алюминия превращается в газ, а время контакта с жидкостью сокращается. В то же время при слишком большом расходе воздуха усиливается верхняя и нижняя конвекция алюминиевого расплава, в результате чего время пребывания пузырьков в расплаве значительно сокращается, что снижает эффективность удаления водорода. По этой причине в реальных производственных условиях, с целью снижения влияния верхней и нижней конвекции и повышения коэффициента использования газа, следует по возможности избегать чрезмерного расхода газа. Трудно повысить эффективность удаления водорода, просто увеличивая расход газа. Расход газа следует регулировать таким образом, чтобы уровень расплавленного алюминия не переворачивался.
