Un nuevo inyector poroso para la purificación de metales fundidos de aluminio: preparación y modelo matemático-físico
Autores: Tan, Yapeng; Zhang, Guoqing; Lu, Weihong; Yang, Bo; Tang, Zhichao; Xu, Zhengbing; Zheng, Qinjia; Zeng, Jianmin; Tang, Hongqun; Wang, Junsheng; Jiang, Aoke; Xiang, Lei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aluminio
Fundiciones de aleación
Impurezas
Boquilla porosa
Permeabilidad
Resistencia a la compresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Las fundiciones de aluminio y sus aleaciones se utilizan cada vez más, y es particularmente importante eliminar las impurezas en la aleación. De acuerdo con el principio de flotación de burbujas para desgasificar el metal de aluminio, se desarrolló una nueva boquilla porosa con poros controlables, y se estudió un dispositivo experimental de simulación hidráulica con la boquilla. Se estudiaron los efectos de la relación de tamaño de partículas de arena gruesa a arena fina y la fracción de volumen de arena fina sobre la porosidad de la boquilla porosa mediante un experimento ortogonal, y se utilizaron la permeabilidad y la resistencia a la compresión de la boquilla porosa como indicadores de prueba para determinar los parámetros óptimos de preparación de la boquilla porosa. Los parámetros óptimos son arena fina de 100 mallas, y arena fina de 50% en peso, aglutinante de 17.5% en peso, agente formador de poros de 6% en peso, y presión de fabricación de muestra de 5 MPa. Se preparó y probó la boquilla con parámetros óptimos, y la permeabilidad es de 112.2 x 10-12 m2 y la resistencia a la compresión es de 2.3 MPa. Además, se propuso un modelo físico de transmisión de gas en la boquilla porosa. Con el aumento en la proporción de arena fina, la permeabilidad de la boquilla porosa disminuye, la resistencia a la compresión aumenta y la porosidad calculada aumenta. Se llevó a cabo la simulación hidráulica de inyección de metal fundido, y se formuló el modelo matemático para calcular el diámetro de burbuja de la flotación de burbujas. El modelo muestra que el diámetro de burbuja aumenta con el aumento de la tasa de flujo de gas. El experimento muestra que la boquilla porosa preparada tiene las ventajas de un proceso de preparación simple y bajo costo, lo que se espera que desgasifique los metales de aluminio fundido.
Descripción
Las fundiciones de aluminio y sus aleaciones se utilizan cada vez más, y es particularmente importante eliminar las impurezas en la aleación. De acuerdo con el principio de flotación de burbujas para desgasificar el metal de aluminio, se desarrolló una nueva boquilla porosa con poros controlables, y se estudió un dispositivo experimental de simulación hidráulica con la boquilla. Se estudiaron los efectos de la relación de tamaño de partículas de arena gruesa a arena fina y la fracción de volumen de arena fina sobre la porosidad de la boquilla porosa mediante un experimento ortogonal, y se utilizaron la permeabilidad y la resistencia a la compresión de la boquilla porosa como indicadores de prueba para determinar los parámetros óptimos de preparación de la boquilla porosa. Los parámetros óptimos son arena fina de 100 mallas, y arena fina de 50% en peso, aglutinante de 17.5% en peso, agente formador de poros de 6% en peso, y presión de fabricación de muestra de 5 MPa. Se preparó y probó la boquilla con parámetros óptimos, y la permeabilidad es de 112.2 x 10-12 m2 y la resistencia a la compresión es de 2.3 MPa. Además, se propuso un modelo físico de transmisión de gas en la boquilla porosa. Con el aumento en la proporción de arena fina, la permeabilidad de la boquilla porosa disminuye, la resistencia a la compresión aumenta y la porosidad calculada aumenta. Se llevó a cabo la simulación hidráulica de inyección de metal fundido, y se formuló el modelo matemático para calcular el diámetro de burbuja de la flotación de burbujas. El modelo muestra que el diámetro de burbuja aumenta con el aumento de la tasa de flujo de gas. El experimento muestra que la boquilla porosa preparada tiene las ventajas de un proceso de preparación simple y bajo costo, lo que se espera que desgasifique los metales de aluminio fundido.