La tecnología de purificación del aluminio fundido es el principal tema de investigación en las fundiciones modernas de aluminio. Su objetivo fundamental es mejorar el efecto de refinado y aumentar al máximo la pureza del metal, siempre que se evite la contaminación medioambiental. Durante la fundición del aluminio, la película de óxido queda sumergida en el metal fundido. Parte de ella flota en la superficie del aluminio fundido o se adhiere a la pared del horno, y esas gotitas de aluminio, así como la superficie del fundido, se oxidan de nuevo, lo que también da lugar a la formación de inclusiones. Una vez que las inclusiones se mezclan con la banda laminada en caliente, provocan defectos como inclusiones de escoria y película de óxido. Esto reduce significativamente las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de los productos. Por lo tanto, en el proceso de colada continua y laminación, el metal fundido debe refinarse y purificarse para reducir eficazmente el contenido de gases e inclusiones y, en última instancia, producir chapas y láminas de alta calidad.
Impurezas en el aluminio fundido
Impurezas en el aluminio fundido: además de la carga de metal, el aluminio fundido también puede absorber impurezas del revestimiento, de los gases del horno, flujo, la carga y las herramientas de trabajo durante el proceso de fundición.
En el caso de las inclusiones no metálicas del aluminio fundido, se hace referencia principalmente a la alúmina. Su naturaleza es densa y resistente; tanto en estado sólido como en estado líquido, tiende a formar fácilmente una capa protectora sólida que se adhiere firmemente a la superficie. La película de óxido de aluminio, al sufrir un impacto en estado fundido, puede fragmentarse fácilmente en partículas finas, causando el mayor daño. Aunque la densidad de la alúmina puede alcanzar los 3-4 g/cm³, a altas temperaturas es de solo 2,3-2,4 g/cm³, lo que es casi igual a la densidad del aluminio fundido. Por lo tanto, en el baño de aluminio fundido, estas partículas se encuentran en realidad en estado de suspensión.
Una vez solidificada la escoria oxidada, se mezcla con la banda fundida. Esto se debe a que no puede disolverse en la aleación de aluminio ni formar un compuesto intermedio con otros elementos. Solo puede distribuirse en estado sólido en los límites de los granos, destruyendo así la fuerza de unión entre ellos. La presencia de esta escoria oxidada, que rompe la fuerza de unión intergranular, ha provocado numerosos problemas, ha reducido el rendimiento del proceso durante el procesamiento a presión y ha causado la delaminación del metal durante el procesamiento, lo que da lugar a grietas. La resistencia del producto de aluminio es inestable y la tasa de elongación se ve muy reducida. Especialmente bajo cargas de impacto o vibración, se produce una fractura dúctil, lo que afecta a la vida útil del material.
Medidas de purificación del aluminio fundido
Con el fin de reducir la contaminación de los metales por impurezas, se pueden adoptar las siguientes medidas de purificación del aluminio fundido:
- En función de las diferentes propiedades químicas del metal o la aleación fundidos, se utilizan materiales refractarios con una elevada estabilidad química. Para la aleación de aluminio se debe utilizar un revestimiento refractario con alto contenido en aluminio.
- Se utilizan nuevos metales de mayor pureza para garantizar que se cumplan los requisitos de pureza de determinadas aleaciones.
- El horno de llama debe utilizar combustible con bajo contenido en azufre: todas las herramientas que entren en contacto con la carga de metal deben estar fabricadas, en la medida de lo posible, con materiales que no aporten impurezas.
- En el caso de las aleaciones de conversión, el horno debe limpiarse de acuerdo con los requisitos de pureza y rendimiento de ambas aleaciones.
- Presta atención a la elección de los materiales auxiliares.
- Mejorar la gestión de la carga del horno para evitar que se produzcan mezclas.
- Instalar equipos de desgasificación y equipos de filtrado entre el horno y la máquina de colada, cuyo objetivo principal es la desgasificación y la eliminación de impurezas.