Proceso de fundición de lingotes de aluminio
El proceso de fundición de lingotes de aluminio implica la inyección de aluminio fundido en un molde, que luego se enfría para formar un tocho. Este proceso es crucial ya que determina la calidad del producto final. El proceso de fundición transforma el aluminio líquido en aluminio sólido mediante cristalización. Existen dos métodos de fundición comunes: la fundición continua y la fundición semicontinua vertical.
Colada continua
La colada continua se puede clasificar en dos tipos: colada en horno de mezcla y colada externa. Ambos métodos utilizan máquinas de colada continua. En la colada en horno de mezcla, el proceso comienza cargando aluminio líquido en un horno de mezcla. Después de la dosificación, el aluminio se vierte en el horno, se agita y se refina con fundente. La aleación debe clarificarse durante al menos 30 minutos antes de la colada. Una vez clarificado, el aluminio está libre de impurezas y listo para la colada. Durante el proceso de colada, el ojo del horno se alinea con los moldes en la máquina de colada. El canal de flujo que conecta el horno y la máquina de colada debe ser corto para minimizar la oxidación y evitar salpicaduras. Después de que el aluminio líquido llena un molde, pasa al siguiente, y continúa hasta que el aluminio se ha enfriado y solidificado en un lingote. El enfriamiento por agua es una parte esencial de este proceso, que utiliza alrededor de 8 a 10 toneladas de agua por tonelada de aluminio líquido.
Los defectos comunes en la colada continua incluyen la porosidad, que es causada por altas temperaturas de colada y un contenido excesivo de gas. La inclusión de escoria puede ser resultado de escoria sucia o temperaturas bajas de aluminio líquido, mientras que problemas como corrugación y rebabas pueden surgir de operaciones imprecisas o mal funcionamiento de la máquina. Se pueden formar grietas debido a temperaturas de colada incorrectas, y la segregación de componentes a menudo es resultado de una agitación desigual durante la colada de aleaciones.
La colada externa, por otro lado, implica la colada directamente desde una cuchara a la máquina de colada. Este método se utiliza normalmente cuando el equipo no es adecuado para la colada en horno de mezcla o cuando los materiales entrantes son de mala calidad. Dado que no se utiliza una fuente de calor externa, es vital mantener una cierta temperatura en la cuchara para garantizar una mejor apariencia de los lingotes de aluminio.
Vertical Semi-Continuous Casting
La colada semicontinua vertical se utiliza con frecuencia para producir lingotes de alambre de aluminio, lingotes de placa y otras aleaciones deformadas para perfiles. El proceso comienza con el vertido del líquido de aluminio en un horno mezclador para el procesamiento por lotes. Se añaden diversos aditivos, como Al-B, Al-Ti-B y agentes de refinación 2#, para refinar el metal y garantizar una estructura superficial fina. El precalentamiento de los componentes del molde es crucial, y la lubricación de las paredes internas del cristalizador garantiza una colada suave.
Durante el procedimiento de colada, el líquido de aluminio fluye desde el horno mezclador a través de una placa de distribución hasta el cristalizador, donde comienza a cristalizarse desde el fondo y los lados. El chasis de la máquina de colada desciende a una velocidad controlada, lo que permite que el líquido de aluminio se solidifique gradualmente. El agua de enfriamiento continuo se rocía sobre la superficie del lingote para un enfriamiento secundario, lo que garantiza un proceso de solidificación constante.
Los defectos comunes en la colada semicontinua vertical incluyen grietas, que a menudo son resultado de altas temperaturas, velocidades rápidas o enfriamiento insuficiente. Las inclusiones de escoria pueden surgir de fluctuaciones en el líquido y una eliminación inadecuada de la escoria. Los cierres en frío pueden deberse a niveles de aluminio desiguales o temperaturas incorrectas, mientras que los poros se forman normalmente debido a las altas temperaturas de fundición que atrapan el gas en el interior. Una superficie rugosa puede aparecer debido a una lubricación deficiente o un enfriamiento desigual, lo que genera imperfecciones en el lingote terminado.
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