Simple Solutions That Work! Issue 6

SYSTEMS INTEGRATION Si se incluye cloro en la mezcla del gas, el contenedor de metal debe ser de un material como Inconel para prevenir ataque de la corrosión. El cuerpo del tapón es actualmente una masa sólida de cerámico, con una alta porosidad aparente para permitir el flujo de gas a través de los poros abiertos. El tamaño promedio de poro en el cerámico es de 50-100 micrones en diámetro. Aunque este sistema se ha usado en la industria del aluminio por muchos años, tiene desventajas significativas: • El contenedor metálico le agrega costo significativo al tapón • El diseño de cuerpo sólido no permite control en la dirección del flujo de gas • El tamaño de poro en el cuerpo precisa un flujo continuado de gas para impedir la penetración del metal • El tamaño de poro genera un tamaño de burbuja inicial relativamente grande Con un cuerpo cerámico altamente permeable los poros se encuentran en un rango de 5-micrones de diámetro, menos del 10 por ciento de los materiales corrientes actualmente. El proceso también permite la producción de formas precisas, intrincadas. Esta combinación única de propiedades ofrece dramáticas mejoras a los sistemas de desgasificado estáticos: • El tamaño reducido del poro aumenta la eficiencia del tapón al crear burbujas iniciales mucho más pequeñas. Como las burbujas individuales son más pequeñas, la cantidad de burbujas aumenta dramáticamente para un mismo caudal de gas dado. Un criterio clave para máxima eficiencia es un alto número de pequeñas burbujas. • El tamaño de poro es lo suficientemente pequeño para prevenir una penetración de metal significativa en el cerámico, permitiendo caudales de gas mucho menores durante los periodos de espera y una mucho mayor probabilidad de que el tapón sobreviva en caso de interrupción del flujo de gas. La capacidad de colar formas intrincadas de manera precisa elimina la costosa cubierta metálica para muchas aplicaciones. Pueden colarse roscas en la forma cerámica para permitir conexión directa a la tubería. Pueden diseñarse huecos interiores en el tapón para direccionar el gas preferencialmente a través de la cara superior del tapón y hacia el metal líquido donde se lo desea. Esto se logra al ajustar el espesor de la pared cerámica apropiadamente. La versatilidad de este proceso permite el diseño a medida de sistemas de desgaseado estático para optimizar según las necesidades específicas del usuario. Sistemas dinámicos Los sistemas de desgasificado dinámicos varían más en complejidad que sus contrapartes estáticos, pero la mayoría son dispositivos relativamente simples, consistentes de un eje vertical suspendido en un baño de aluminio e impulsado por un motor. Se bombea gas a través del eje, el cual rota a 200-400 rpm, y se entrega a través y/o alrededor de un cabezal en el extremo del eje. El cabezal usualmente tiene algún diseño geométrico para cizallar las burbujas, las cuales salen o bien a través del mismo o debajo de éste. Figura 5 Desgasificador Dinámico/ Rotatorio Por muchos años, el grafito fue el material elegido tanto para el eje como el cabezal de las unidades desgasificadoras rotatorias. Es relativamente fuerte, y se puede mecanizar fácilmente, una ventaja distintiva para la geometría compleja de algunos componentes. Sin embargo, el grafito se oxida fácilmente a las temperaturas del aluminio líquido, logrando una muy corta vida de las vainas. En casos donde los cabezales tienen múltiples orificios de salida para mejorar la dispersión del gas, estos pueden taparse rápidamente al no estar en uso. Se han introducido componentes de sílica para solucionar estos inconvenientes y, aunque el material no se va a oxidar, reacciona de manera adversa con el aluminio, reduciendo su vida útil. Figura 4 Disposición del Desgasificado Estático 86