La fundición de aluminio con «hot top» presenta las ventajas de una excelente calidad interna y superficial del lingote, así como de una producción y un funcionamiento sencillos, por lo que se ha optado por el proceso de fundición con «hot top» para la producción de lingotes redondos de aleación de aluminio. Una vez determinadas la composición de la aleación y el equipo del proceso de fundición con tapa caliente, los parámetros del proceso de fundición son fundamentales para producir lingotes redondos de aleación de aluminio de gran diámetro y alta calidad.
Los parámetros del proceso de colada incluyen principalmente la velocidad de colada, la temperatura de colada y la resistencia al enfriamiento del lingote. La producción de lingotes redondos de aleación de aluminio de alta calidad es, en realidad, el resultado de la combinación óptima de estos tres parámetros principales.
(1) Velocidad de lanzamiento. Hay una manguito de elevación en el cristalizador de colada de cabeza caliente, que desempeña una función de enfriamiento y lubricación durante el proceso de enfriamiento. Dado que la anchura del manguito del conducto de colada es fija, la altura de enfriamiento del lingote también lo es. La elección de la velocidad de colada debe basarse en garantizar que el lingote redondo de aleación de aluminio tenga una buena conformabilidad, lo que significa asegurar que el lingote redondo de aleación de aluminio no presente grietas y tenga una buena calidad superficial. Teniendo en cuenta los factores anteriores, junto con el gran diámetro del lingote, resulta más adecuado fundir lingotes redondos de aleación de aluminio a una velocidad de colada relativamente baja, por lo que se selecciona una velocidad de colada de 20-30 mm/min.
(2) Temperatura de fundición. La elección de la temperatura de fundición se basa en garantizar que la aleación de aluminio fundida, tras la fundición por liberación, presente una buena fluidez durante el proceso de fundición. Y es que solo una buena fluidez puede garantizar que la aleación de aluminio fundida tenga buenas propiedades de llenado.
Entre los factores que influyen en la temperatura de colada se encuentran la distancia de flujo del aluminio fundido (longitud del canal de colada), la caída de temperatura durante el flujo (longitud del canal de colada y temperatura ambiente), la composición de la aleación, las especificaciones del lingote y el flujo de la masa fundida en el canal de colada. Por lo general, la temperatura de fundición debe ser entre 50 y 100 grados Celsius superior a la temperatura de liquidus de la aleación. Además, debido al gran diámetro del lingote redondo de aleación de aluminio fundido, durante el proceso de fundición, la velocidad de solidificación de las partes interior y exterior del lingote no es uniforme, por lo que es fácil que se produzcan defectos de porosidad. Si la temperatura de fundición es baja, la parte central del lingote no puede alimentarse de forma eficaz y oportuna, y pueden producirse graves defectos de holgura, lo que provocará grietas en el producto extruido durante el posterior proceso de extrusión, lo que afectará gravemente a la calidad. Por lo tanto, se elige una temperatura de fundición de entre 680 y 690 grados Celsius.
(3) Intensidad de enfriamiento. La intensidad de enfriamiento influye considerablemente en la estructura del lingote, sus prestaciones, su tendencia a agrietarse y la calidad de su superficie. El caudal, la velocidad de flujo y la temperatura del agua de enfriamiento, la estructura del cristalizador y la temperatura de colada son los tres factores básicos que determinan la intensidad de enfriamiento. En la producción industrializada de fundición por fusión de aleaciones de aluminio, para un grado de aleación y una especificación de lingote determinados, la estructura del cristalizador y la temperatura de colada son básicamente fijas, y la intensidad de enfriamiento del lingote solo puede controlarse ajustando el caudal y la velocidad de flujo del agua de enfriamiento. Por lo tanto, la presión del agua de enfriamiento se fija entre 0,05 y 0,10 MPa.