Il processo di fusione dei lingotti di alluminio prevede il versamento dell'alluminio fuso in uno stampo, dove si raffredda e si solidifica in una billetta. Questa fase cruciale della produzione influisce sulla qualità complessiva del prodotto finale. Durante questo processo l'alluminio liquido subisce la cristallizzazione, trasformandosi in alluminio solido. Due metodi comuni di fusione sono la colata continua e la colata semicontinua verticale-.
Colata continua
La colata continua può essere divisa in due tipologie: colata in forno miscelatore e colata esterna. Entrambi i metodi utilizzano macchine di colata continua.
La fusione nel forno di miscelazione inizia caricando l'alluminio fuso in un forno di miscelazione. Dopo il dosaggio, l'alluminio viene versato nel forno, agitato e raffinato utilizzando un flusso per rimuovere le impurità. La miscela deve riposare per almeno 30 minuti per garantire la limpidezza. Una volta pronto, il forno viene allineato con gli stampi sulla macchina di colata e l'alluminio viene colato, riducendo al minimo l'ossidazione e gli spruzzi. Il liquido di alluminio scorre da uno stampo all'altro, raffreddandosi e solidificandosi in lingotti. Questo metodo richiede il raffreddamento ad acqua, utilizzando circa 8-10 tonnellate di acqua per tonnellata di alluminio liquido. I difetti comuni nella colata continua includono la porosità, causata da temperature di colata elevate e da un contenuto eccessivo di gas. L'inclusione di scorie può derivare da scorie sporche o da basse temperature dell'alluminio. Problemi come ondulazioni e bave possono derivare da operazioni imprecise o malfunzionamenti delle apparecchiature. Le crepe sono spesso il risultato di temperature errate, mentre la segregazione dei componenti può verificarsi a causa di un'agitazione non uniforme durante il processo di fusione della lega.
La colata esterna prevede il versamento diretto da una siviera alla macchina di colata. Viene generalmente utilizzato quando l'attrezzatura non è in grado di ospitare la fusione in forno di miscelazione o quando i materiali sono di qualità inferiore. Mantenere una temperatura adeguata nella siviera è fondamentale per ottenere una superficie uniforme sui lingotti di alluminio.
Trasmissione verticale semi-continua
La colata semi{0}}continua verticale viene spesso utilizzata per lingotti di filo di alluminio, lingotti di piastre e varie leghe deformate. Il processo inizia versando l'alluminio fuso in un forno di miscelazione, dove vengono introdotti additivi come Al-B, Al-Ti-B e agenti di raffinazione per migliorare la struttura superficiale. Il preriscaldamento dei componenti dello stampo e la lubrificazione delle pareti interne del cristallizzatore sono essenziali per garantire un processo di fusione regolare. Durante il processo di colata, l'alluminio fluisce dal forno di miscelazione attraverso una piastra di distribuzione nel cristallizzatore, dove si solidifica dal fondo e dai lati. Il telaio della macchina di colata scende a una velocità controllata, consentendo una solidificazione graduale, mentre gli spray di raffreddamento ad acqua forniscono un controllo costante della temperatura durante tutto il processo.
I problemi più comuni nella colata verticale semi-continua includono crepe, che possono essere causate da temperature elevate, velocità elevate o raffreddamento inadeguato. Le inclusioni di scorie possono derivare da fluttuazioni nel metallo fuso o da una rimozione impropria delle scorie. Le chiusure a freddo possono verificarsi a causa di livelli di alluminio non uniformi o di temperature errate, mentre i pori si formano tipicamente a causa delle alte temperature che intrappolano il gas all'interno del lingotto. Le superfici ruvide possono essere causate da una lubrificazione insufficiente o da un raffreddamento non uniforme, con conseguenti imperfezioni sul prodotto finito.
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