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Cómo se fabrican las bobinas de aluminio

Vistas:243     Autor:Julong     Hora de publicación: 2023-09-19      Origen:aluminum panel systems manufacturer Preguntar

Cómo se fabrican las bobinas de aluminio

Paso 1: fundición

La fundición se utiliza en la metalurgia extractiva para producir metal a partir de minerales.La fundición utiliza calor y un agente reductor químico para descomponer el mineral, eliminando otros componentes como gases o escoria (el material de desecho parecido a la piedra que se elimina del metal durante la fundición) y dejando solo el metal.Con frecuencia se utiliza como agente reductor una fuente de carbono, como carbón, coque o carbón vegetal.Durante la etapa de fundición, el aluminio normalmente se separa de su óxido, la alúmina, mediante el proceso Hall-Heroult.En una refinería de alúmina, se utiliza el proceso Bayer para extraer alúmina del mineral de bauxita.Los procesos de Hall-Heroult y Bayer se explican a continuación.Producto relacionado, artículo relacionado: Bobina de aluminio con alta calidad.


La roca de bauxita está compuesta de alúmina, átomos de agua y otros minerales.El proceso Bayer disuelve las partes constituyentes de la partícula para eliminar la alúmina, que luego se refina aún más mediante filtración.La fundición descartará los demás componentes después de aislar la alúmina de la bauxita.La bauxita puede contener una variedad de otras sustancias además del aluminio.Aunque cada sustancia química de la bauxita requiere una técnica de extracción diferente, el proceso general es el mismo.El método de extracción preciso estará determinado por el componente de aluminio específico.La gibbsita (una forma mineral de hidróxido de aluminio) se enfría y se siembra después de separar el residuo.La gibbsita, de fórmula estructural [Al(OH)3], es un hidróxido de aluminio que pertenece al grupo de los óxidos e hidróxidos.La estructura de gibbsita está formada por láminas octaédricas apiladas de hidróxido de aluminio.Durante el proceso de extracción, el óxido de aluminio de la bauxita se transforma en aluminato de sodio soluble.Al mismo tiempo, otros componentes de la bauxita permanecen sólidos, mientras que la sílice se disuelve.Una trampa de arena rotativa (un sistema para separar partículas no deseadas de los desechos) elimina contaminantes como el barro rojo.El lodo rojo, también conocido como residuo de bauxita, es un tipo de residuo industrial producido durante el proceso de conversión de bauxita en alúmina de Bayer.El lodo rojo contiene dióxido de titanio, óxido de aluminio y óxido de hierro, según el origen del mineral de bauxita.Su color rojo brillante se debe a la presencia de hierro en forma de óxidos e hidróxidos, que pueden ser de interés para su uso por separado.


Al disolver la alúmina en criolita sintética fundida, un polvo cristalino blanco que se obtiene mezclando ácido fluorhídrico, carbonato de sodio y aluminio, el proceso Hall-Heroult reduce el punto de fusión para la electrólisis.La criolita sintética se utiliza principalmente en la fabricación electrolítica de aluminio en estado fundente.Además, la criolita tiene las ventajas de transmitir electricidad, tener una densidad menor que el aluminio y hacer que la alúmina, un compuesto que contiene aluminio, sea fácil de disolver.Durante el proceso de electrólisis, el aluminio líquido se acumula en el cátodo, mientras que el carbono y el oxígeno de las alumbre se combinan para formar dióxido de carbono.


El aluminio se produce a gran escala mediante electrólisis y las fundiciones de aluminio requieren mucha energía para funcionar de manera eficiente.Debido a sus necesidades energéticas, las fundiciones suelen estar situadas cerca de las principales centrales eléctricas.Cualquier aumento en los costos de energía, o en la cantidad de energía necesaria para refinar el aluminio a un grado superior, eleva el precio de las bobinas de aluminio.Además, el aluminio disuelto se separa y fluye a una zona de recogida.Esta técnica también requiere una cantidad importante de energía, lo que repercute en los precios del mercado del aluminio.


Paso 2: laminado en caliente

Uno de los métodos más comunes para adelgazar una losa de aluminio es el laminado en caliente.El metal se calienta por encima del punto de recristalización en el laminado en caliente para deformarlo y darle forma.Luego, la masa metálica pasa a través de uno o más pares de rodillos.Esto se hace para reducir el espesor y la uniformidad y lograr la calidad mecánica deseada.La lámina se procesa a 1700 grados Fahrenheit para crear una bobina de aluminio.


Este método puede generar formas con los parámetros geométricos y propiedades del material deseados mientras se mantiene un volumen de metal constante.Estas operaciones son críticas en la fabricación de productos semiacabados y terminados, como placas y láminas.Sin embargo, los productos laminados terminados se diferencian de las bobinas laminadas en frío en que tienen un espesor menos uniforme debido a los pequeños residuos en la superficie.


Paso 3: laminado en frío

La laminación en frío de flejes metálicos es una especialidad de la industria metalúrgica.El proceso de 'laminación en frío' implica pasar aluminio a través de rodillos a temperaturas inferiores a sus temperaturas de recristalización.El límite elástico y la dureza del metal aumentan al apretarlo y comprimirlo.La diferencia entre el laminado en caliente y el laminado en frío es que el laminado en frío ocurre a la temperatura de endurecimiento por trabajo (la temperatura por debajo de la temperatura de recristalización de un material) y el laminado en caliente ocurre por encima de la temperatura de endurecimiento por trabajo.


La laminación en frío es un procedimiento de tratamiento de metales utilizado por muchas industrias para producir tiras y láminas de metal con el calibre final deseado.Los rodillos se calientan periódicamente para que el aluminio sea más trabajable y se utiliza lubricante para evitar que la tira de aluminio se pegue a los rodillos.El movimiento y el calor de los rodillos se pueden cambiar para afinar el funcionamiento.En la industria del aluminio, una tira de aluminio que ya ha sido laminada en caliente y otros procedimientos como limpieza y tratamiento se enfría a temperatura ambiente antes de colocarla en una línea de laminación en frío.Enjuagar el aluminio con detergente lo limpia y este tratamiento endurece la bobina de aluminio lo suficiente como para soportar el laminado en frío.


Una vez completados estos pasos preliminares, las tiras pasan repetidamente a través de rodillos, perdiendo gradualmente espesor.A lo largo del proceso, los planos de la red del metal se alteran y compensan, lo que da como resultado un producto final más duro y resistente.Debido a que reduce el espesor del aluminio a medida que se tritura y empuja a través de rodillos, el laminado en frío es uno de los métodos más populares para endurecer el aluminio.La laminación en frío puede reducir el espesor de una bobina de aluminio hasta 0,15 mm.


Paso 4: recocido

El recocido es un tratamiento térmico que se utiliza para hacer un material más maleable y menos rígido.Este cambio de dureza y flexibilidad es causado por una disminución de las dislocaciones en la estructura cristalina del material que se está recociendo.El recocido se realiza frecuentemente después de un procedimiento de endurecimiento o trabajo en frío para evitar fallas frágiles o para hacer que un material sea más trabajable para operaciones posteriores.


El recocido restaura los planos de deslizamiento y permite darle más forma a la pieza sin usar fuerza excesiva al restablecer efectivamente la estructura del grano cristalino.Una aleación de aluminio endurecido debe calentarse a una temperatura entre 570 °F y 770 °F durante un período de tiempo predeterminado, que puede oscilar entre treinta minutos y tres horas.Los requisitos de temperatura y tiempo están determinados por el tamaño de la pieza recocida y la aleación de la que está hecha.


El recocido también ayuda a estabilizar las dimensiones de una pieza, elimina los problemas causados ​​por tensiones internas y reduce las tensiones internas que pueden ocurrir durante procedimientos como la forja en frío o la fundición.Además, las aleaciones de aluminio tratables térmicamente se pueden recocer con éxito.Como resultado, se utiliza con frecuencia para describir piezas de aluminio fundido, extruido o forjado.


El recocido mejora la capacidad de un material para formarse.Puede resultar difícil presionar o doblar materiales duros y quebradizos sin provocar una fractura.El recocido ayuda a eliminar este riesgo.El recocido también puede mejorar la maquinabilidad.La extrema fragilidad de un material puede provocar un desgaste excesivo de la herramienta.La dureza de un material se puede reducir mediante recocido, lo que reduce el desgaste de la herramienta.El recocido elimina las tensiones restantes.Siempre que sea posible, se deben reducir las tensiones residuales porque pueden provocar grietas y otros problemas mecánicos.


Etapas de recocido: reducción de tensiones

Este procedimiento opera a baja temperatura y minimiza las cargas mecánicas internas causadas por el trabajo duro, la fundición o la soldadura.


Recristalización

La estructura cristalina del metal se altera en este estado.Si la aleación alcanza la temperatura de recristalización o recocido, los núcleos generados en el metal forjado en frío comienzan a desarrollar nuevos granos.Los nuevos granos absorben los defectos y distorsiones causados ​​por la deformación en frío.Los granos se dividen por igual y son independientes de la estructura de grano anterior.Las propiedades mecánicas de la aleación (resistencia, flexibilidad) vuelven a su estado previo al trabajo en frío como resultado de la recristalización.


Desarrollo de granos

Se trata de la expansión de nuevos cereales a expensas de los vecinos.Ocurre por encima de la temperatura de recristalización.Este proceso desfavorable hace que la estructura del grano se vuelva más gruesa.


Paso 5: Cortar y Cortar

Las bobinas de aluminio podrían producirse en un único rollo largo y continuo.Sin embargo, para empaquetar la bobina en rollos más pequeños, es necesario cortarla.Los rollos de aluminio se alimentan a través de un equipo de corte, que utiliza hojas afiladas para realizar cortes precisos.Esta operación requiere una cantidad significativa de fuerza.Cuando la fuerza aplicada excede la resistencia a la tracción del aluminio, las cortadoras dividen el rollo en pedazos más pequeños.

El aluminio se coloca en un desenrollador para comenzar el proceso de corte.Luego pasa a través de un juego de cuchillas giratorias.Las hojas están colocadas para lograr el mejor borde de corte teniendo en cuenta el ancho y el espacio libre deseados.Luego, el material cortado se alimenta a través de separadores para dirigirlo al enrollador.Para prepararlo para el envío, el aluminio se agrupa y se envuelve en una bobina.

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