Attrezzatura di degasaggio a scatola singola e rotore singolo
La configurazione a scatola singola e rotore singolo è la configurazione più basilare nel sistema di affondamento. Un rotore rotante di soffiaggio è disposto all'interno di una singola scatola di degasaggio, e il fuso entra dall'estremità di ingresso, passa attraverso la zona di soffiaggio di agitazione del rotore per completare il trasferimento di massa di contatto gas-liquido, e fuoriesce direttamente nel processo di colata dall'estremità di uscita. Il corpo della scatola è generalmente costruito con materiali refrattari nel suo complesso o con canali di flusso prefabbricati. Il tempo di permanenza effettivo del fuso all'interno della scatola è solitamente di 30-60 secondi. La velocità del rotore è per lo più controllata a 300-600 giri/min, e la portata del gas inerte viene regolata dinamicamente in base alla portata oraria del fuso e al contenuto di idrogeno del materiale in ingresso.

I vantaggi principali di questa configurazione si riflettono in tre aspetti: in primo luogo, ha una struttura compatta, un ingombro ridotto, bassi costi di investimento per l'attrezzatura, ed è molto adatta per linee di produzione di fonderia di piccole e medie dimensioni con spazio limitato; In secondo luogo, la logica di controllo del sistema a rotore singolo è semplice, la soglia di funzionamento e manutenzione è bassa, e gli operatori possono iniziare dopo una formazione di base; In terzo luogo, il processo di fusione è breve e la caduta di temperatura durante il trasporto è piccola, il che può ridurre di conseguenza il consumo energetico di fusione e riscaldamento, riducendo al contempo l'ossidazione secondaria e l'assorbimento di idrogeno del fuso causati da processi lunghi.

Le sue limitazioni sono anch'esse evidenti: in primo luogo, il fuso subisce solo un trattamento di iniezione di primo stadio, con tempo di permanenza limitato, e c'è un tetto all'efficienza di degasaggio. Il tasso convenzionale di rimozione dell'idrogeno è compreso tra il 40% e il 60%, il che rende difficile soddisfare i requisiti di contenuto di idrogeno estremamente basso dei prodotti di fascia alta; In secondo luogo, ci sono angoli morti locali nel campo di flusso di agitazione a rotore singolo, e alcuni fusi non entrano in pieno contatto con le piccole bolle, con conseguente insufficiente uniformità di trattamento e significative fluttuazioni nel contenuto di idrogeno; Infine, l'attrezzatura ha un limite di capacità inferiore ed è adatta solo per linee di produzione di piccole e medie dimensioni con una portata oraria inferiore a 10 tonnellate. Le attrezzature a scatola singola e rotore singolo sono ampiamente utilizzate in scenari di prodotto con requisiti di contenuto di idrogeno relativamente rilassati, come profili per l'edilizia, profili industriali ordinari e parti di pressofusione di fascia bassa.

Attrezzatura di degasaggio a doppia scatola e doppio rotore
La doppia scatola e il doppio rotore sono disposti in serie con scatole di degasaggio a due stadi, e ogni scatola è dotata indipendentemente di un rotore rotante di soffiaggio. Il fuso viene purificato sequenzialmente attraverso il soffiaggio a due stadi per ottenere una purificazione a gradiente. I rotori a due stadi possono regolare indipendentemente la velocità, la portata del gas e la modalità di funzionamento. Di solito, il primo stadio è responsabile della funzione di degasaggio grossolano, rimuovendo la maggior parte del contenuto di idrogeno nel fuso; Il secondo stadio è responsabile del raffinamento dell'energia Qi e della stabilizzazione del contenuto di idrogeno all'uscita terminale. Una parziale ottimizzazione del design prevede una zona di accumulo statica e una barriera di scorie tra i due stadi della scatola per promuovere il pieno galleggiamento delle bolle e la separazione delle scorie galleggianti, migliorando ulteriormente l'effetto di purificazione.

Rispetto alle attrezzature a stadio singolo, i vantaggi della configurazione a due stadi sono molto evidenti: in primo luogo, il trattamento in serie a due stadi estende il tempo di permanenza effettivo del fuso a 60-120 secondi, e il tasso di rimozione dell'idrogeno può raggiungere il 60% -80%. Dopo il trattamento, il contenuto di idrogeno del fuso può essere stabilmente controllato a 0,12~0,15 ml/100g Al, il che può soddisfare i requisiti di qualità della maggior parte delle strisce di piastre intermedie, fogli e profili industriali di fascia alta; In secondo luogo, i parametri di processo a due stadi sono regolabili in modo indipendente, consentendo un abbinamento flessibile dei processi in base alle fluttuazioni del contenuto di idrogeno in ingresso, con conseguente maggiore adattabilità a diverse leghe e materiali di forno; In terzo luogo, l'investimento in attrezzature e la scala di occupazione del suolo sono moderati, raggiungendo un buon equilibrio tra prestazioni di purificazione ed economia.

I principali svantaggi delle attrezzature a doppio stadio sono: un significativo aumento della lunghezza dell'attrezzatura, un ingombro maggiore rispetto ai sistemi a rotore singolo, una corrispondente maggiore caduta di temperatura del fuso, e alcune linee di produzione di leghe sensibili alle basse temperature richiedono dispositivi di riscaldamento abbinati per la compensazione della temperatura; Due set di sistemi rotore funzionano in modo sincrono, raddoppiando il consumo di materiali di consumo come i rotori in grafite e aumentando di conseguenza i costi di manutenzione; Allo stesso tempo, il numero di interfacce del canale di flusso è aumentato, il che aumenta il rischio di incrostazioni e scorie, e aumenta di conseguenza il carico di lavoro di pulizia e manutenzione del forno. Attualmente, il doppio box doppio rotore è la scelta principale per le linee di produzione di fascia media con capacità produttiva media, ampiamente utilizzato nel processo di colata di billette di fogli di alluminio, basi per lastre PS, profili automobilistici, telai fotovoltaici e altri prodotti.

Attrezzatura di degasaggio a tre scatole e tre rotori
Il sistema a tre scatole e tre rotori è la configurazione più elevata di degasaggio per affondamento a pressione atmosferica. Le scatole di degasaggio a tre stadi sono disposte in serie, e i tre rotori sono azionati in modo indipendente per formare un sistema di purificazione profonda a tre stadi di "degasaggio grossolano, degasaggio fine, degasaggio finale". Il design di fascia alta prevede pareti di scorie e zone di sedimentazione statica tra ogni livello della scatola, separando le scorie galleggianti e le bolle passo dopo passo, massimizzando il trasferimento di massa gas-liquido e gli effetti di separazione scorie-liquido. Il tempo di permanenza totale del fuso nel sistema può raggiungere i 120-180 secondi, rendendolo il percorso di processo con la più alta profondità di purificazione a pressione atmosferica.

I vantaggi delle attrezzature terziarie sono concentrati sull'aspetto delle prestazioni di purificazione: in primo luogo, il tasso di rimozione dell'idrogeno del trattamento profondo terziario può raggiungere oltre l'80%, e il contenuto di idrogeno all'uscita può essere ridotto a meno di 0,1 ml/100g Al in condizioni operative stabili, con un effetto di purificazione vicino a quello delle attrezzature di degasaggio sottovuoto di base; In secondo luogo, la tecnologia di elaborazione multistadio ha una forte tolleranza ai guasti. Anche in presenza di significative fluttuazioni nel contenuto di idrogeno dei materiali in ingresso, il contenuto di idrogeno terminale può rimanere stabile, rendendolo molto adatto per una produzione continua di alta qualità; Infine, l'attrezzatura opera in un ambiente a pressione normale senza la necessità di complessi sistemi di sigillatura e vuoto, con una maggiore affidabilità rispetto alle attrezzature di degasaggio sottovuoto e una difficoltà di manutenzione relativamente inferiore.

Gli svantaggi di questa configurazione sono anch'essi significativi: in primo luogo, l'attrezzatura occupa una vasta area, il costo di investimento è elevato, ed è adatta solo per configurazioni di linee di produzione di fascia alta su larga scala; La seconda ragione è che il processo di fusione è lungo e la caduta di temperatura è grande, richiedendo solitamente un sistema di riscaldamento elettrico o a gas per compensare la temperatura, aumentando ulteriormente il consumo energetico e i costi operativi; Il terzo è che tre rotori lavorano contemporaneamente, il che consuma una grande quantità di materiali di consumo e comporta costi operativi giornalieri più elevati rispetto alle attrezzature a stadio singolo e a due stadi. Le attrezzature a tre scatole e tre rotori servono principalmente linee di produzione ad alta capacità con requisiti estremamente rigorosi per il contenuto di idrogeno e le inclusioni, come materiali per serbatoi di fascia alta, pannelli per carrozzerie automobilistiche, leghe di alluminio aerospaziali, fogli elettronici ad alta precisione, ecc.