Título

Avaliação DE SISTEMA DE PROTEÇÃO DE GÁS INERTE PARA FORNO ELÉTRICO RESISTIVO PARA FUSÃO DE LIGAS Al-Mg

EVALUATION OF INERT GAS PROTECTION SYSTEM FOR Al-Mg ALLOY CASTING IN A ELETRIC RESISTIVE FURNACE

Autoria

Pasini, Willian Martins; Susin, Camila Hamden; Bellé, Matheus Roberto; Pereira, Leonardo; Amaral, Regis Fabiano do; Barcellos, Vinicius Karlinski de

DOI

10.5151/1516-392X-31956

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Resumo

O alumínio tem suas propriedades melhoradas quando combinado com outros metais, tais como em ligas de Al-Mg fundidas, que possuem boa resistência mecânica e a melhor resistência à corrosão associada à menor massa dentre todas as ligas de alumínio. No entanto, o magnésio apresenta uma grande afinidade pelo oxigênio, apresentando energia livre de Gibbs bastante negativa para a reação de oxidação, o que leva a oxidação rápida do elemento de liga no banho, como também capta hidrogênio facilmente, durante a fusão, tornando difícil o processo das ligasAl-Mg. Sendo assim, mecanismos para reduzir ou evitar o contato da atmosfera com o banho metálico têm sido estudados; algumas propostas envolvem o uso de fluxantes sólidos, atmosferas à vácuo, barreiras laminares de gases inertes e também expansão de gás líquido. O seguinte estudo tem por propósito o desenvolvimento de um dispositivo que é capaz de proteger o metal líquido da interação com a atmosfera através da circulação de argônio dentro de um cone refratário afim de formar uma proteção uniforme no topo do forno. A metodologia usada consiste em projetar e produzir o aparato protetor, testando o sistema através de fusões de ligas de Al-Mg e, finalmente, analisar o rendimento metálico do ligante. O sistema provou-se funcional, o fluxo de argônio se manteve estável e houve uma redução de 0,8% em massa do teor de magnésio por oxidação. Desta maneira, é possível afirmar que o dispositivo garante uma atmosfera de gás inerte sobre a superfície do banho metálico e reduz a oxidação de magnésio na produção de ligas de Al-Mg fundidas eficientemente.

 

Aluminum has its properties enhanced when combined with others metals, such as in the Al-Mg cast alloys, which has appreciable mechanical resistance and the best corrosion resistance associated to the lowest weigh of all aluminum alloys. However, However, magnesium oxide present a strong negative gibbs free energy, wich means it magnesium additons in liquid metal has a strong pontencial for oxidizes during melting process and picks up hydrogen easily, especially during melting, making it hard to process Mg-Al alloys. Therefore, mechanisms to reduce or avoid atmosphere contact to the melting bath have been studied; some proposals involve the use of solid fluxes, vacuum atmospheres, laminar barriers of inert gas or the expansion of liquid gas. This study has developed a device that is capable of protecting the molten metal from atmosphere interaction through circulation of argon inside a refractory cone to form a uniform cover. The methodology used consists of projecting the apparatus and its manufacture, testing the system through experimental melts of Al-Mg alloys and, finally, analyzing the metal losses. the system has proved to be functional, the argon flow was stable and there was a reduction of 0,8%wt in the content of magnesium oxidation. Thus, it is possible to conclude that the device provides an inert gas atmosphere above the liquid metal surface in order to reduce the Mg oxidation losses in production of Al-Mg cast alloys very efficiently.

Palavras-chave

Cobertura de gás inerte, Perdas por oxidação, processamento de ligas de alumínio

Inert gas blanketing; Oxidation losses; Aluminum alloys processing.