A tecnologia de purificação do alumínio fundido é o principal tema de pesquisa nas fundições modernas de alumínio. Sua orientação básica é melhorar o efeito de refino e aumentar ao máximo a pureza do metal, tendo como premissa a prevenção da poluição ambiental. Durante a fundição do alumínio, a película de óxido fica imersa no metal fundido. Algumas flutuam na superfície do alumínio fundido ou aderem à parede do forno, e essas gotículas de alumínio, bem como a superfície do metal fundido, sofrem nova oxidação, o que também forma inclusões. Uma vez que as inclusões se misturem à tira fundida e laminada, elas causarão defeitos como inclusões de escória e película de óxido. Isso reduz significativamente as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão dos produtos. Portanto, no processo de lingotamento contínuo e laminação, o metal fundido deve ser refinado e purificado para reduzir efetivamente o teor de gás e inclusões e, por fim, produzir chapas e folhas de alta qualidade.
Impurezas no alumínio fundido
Impurezas na massa fundida de alumínio: além da carga de metal, o alumínio fundido também pode absorver impurezas do revestimento, dos gases do forno, fluxo, carga e ferramentas operacionais durante o processo de fusão.
No caso das inclusões não metálicas do alumínio fundido, trata-se principalmente da alumina. Por sua natureza, ela é densa e resistente; seja no estado sólido ou líquido, forma facilmente uma camada protetora sólida firmemente aderida à superfície. A película de óxido de alumínio, quando submetida a impacto no estado fundido, pode facilmente se transformar em uma película finamente fragmentada, causando o maior dano. Embora a densidade da alumina possa atingir 3 a 4 g/cm³, ela é de apenas 2,3 a 2,4 g/cm³ em alta temperatura, o que é quase igual à densidade do alumínio fundido. Portanto, na massa de alumínio fundido, as partículas de óxido de alumínio encontram-se, na verdade, em estado de suspensão.
Uma vez solidificada, a escória oxidada é incorporada à tira fundida. Isso ocorre porque ela não pode ser dissolvida na liga de alumínio nem formar um composto intermediário com outros elementos. Ela só pode se distribuir no estado sólido nos limites dos grãos, destruindo assim a força de ligação entre os grãos. Devido à existência dessa escória oxidada, que rompe a força de ligação intergranular, ela tem causado muitos riscos, reduzido o desempenho do processo durante o processamento sob pressão e provocado a delaminação do metal durante o processamento, resultando em trincas. A resistência do produto de alumínio é instável, e a taxa de alongamento é bastante reduzida. Especialmente sob carga de impacto ou vibração, ocorre fratura dúctil, o que afeta a vida útil do material.
Medidas de purificação do alumínio fundido
A fim de reduzir a contaminação dos metais por impurezas, podem ser adotadas as seguintes medidas de purificação do alumínio fundido:
- De acordo com as diferentes propriedades químicas do metal ou da liga fundida, são utilizados materiais refratários com alta estabilidade química. Para a liga de alumínio, deve-se utilizar um revestimento refratário com alto teor de alumínio.
- Novos metais com maior pureza são utilizados para garantir o cumprimento dos requisitos de pureza de determinadas ligas.
- O forno a chama deve utilizar combustível com baixo teor de enxofre: todas as ferramentas que entram em contato com a carga de metal devem ser feitas de materiais que, na medida do possível, não introduzam impurezas.
- No caso de ligas de conversão, o forno deve ser limpo de acordo com os requisitos de pureza e desempenho das duas ligas.
- Preste atenção à escolha dos materiais auxiliares.
- Reforçar o gerenciamento da carga do forno para evitar o fenômeno de mistura.
- Instalar equipamento de desgaseificação e equipamentos de filtragem entre o forno e a máquina de fundição, cujo principal objetivo é a desgaseificação e a remoção de impurezas.