El lingote de aluminio producido mediante fundición con parte superior caliente presenta una estructura uniforme y buenas propiedades mecánicas. Para obtener dicha estructura de fundición, se utiliza la fundición con parte superior caliente para la fundición de lingotes redondos.
La calidad de los lingotes de aleación de aluminio tiene un impacto importante en los procesos de transformación posteriores y en la calidad de los productos de aluminio. Entre los defectos más comunes en los lingotes se encuentran las grietas, los poros, la porosidad, las inclusiones de escoria, la segregación y la separación en frío, entre otros. En la producción real, estos defectos pueden deberse a numerosas causas, entre las que se incluyen la estructura del molde de fundición y las propiedades de la aleación, el grado de purificación de la masa fundida y el refinamiento del grano, así como los parámetros del proceso de fundición, etc.
La calidad del lingote incluye su estructura y el acabado de su superficie. Actualmente se considera que la estructura de grano fino y uniforme en la sección transversal del lingote es la más adecuada para este. Para obtener este tipo de estructura de fundición, la fundición de lingotes redondos se realiza mediante el método de fundición con parte superior caliente.
Ventajas de la fundición en caliente de lingotes
(1) El lingote producido mediante fundición con parte superior caliente presenta una estructura uniforme y buenas propiedades mecánicas. Esto se debe a que la altura efectiva de cristalización del molde de «hot top» es muy reducida, lo que aumenta la velocidad de enfriamiento del lingote, hace que la cavidad líquida del lingote sea menos profunda y reduce la zona de transición, mejorando así la compactación del lingote.
(2) La colada con «hot top» elimina el embudo y permite un flujo lateral. El nivel del metal fundido en el «hot top» y canal de distribución se mantiene en el mismo nivel, lo que permite una colada estable en molde corto y una colada uniforme. La película de óxido presente en la superficie del líquido dentro del cristalizador es estable y no provoca agitación, lo que evita de forma eficaz la contaminación secundaria de la masa fundida y mejora la pureza del metal.
(3) La superficie del lingote es lisa, y el grado y la profundidad de la segregación inversa alrededor del lingote se reducen considerablemente. Esto se debe a que, en la colada con parte superior caliente, el efecto de enfriamiento a contracorriente del agua de enfriamiento secundaria es relativamente suficiente, lo que evita de forma eficaz la refundición secundaria del condensado, inhibiendo así la formación de nódulos de segregación. Al mismo tiempo, durante el proceso de colada, la cabeza del lingote mantiene siempre una columna líquida estable, lo que reduce la posición de solidificación del metal fundido en el molde, evita eficazmente el enfriamiento prematuro del nivel del metal líquido y hace que el menisco se estabilice, inhibiendo así de forma eficaz la formación de barreras frías.