La escoria de aluminio se forma durante las fases de fusión y mantenimiento. Una manipulación eficaz evita la pérdida de metal, reduce la chatarra y mejora la calidad del producto.
¿Qué es el decapante de aluminio?
Definición básica
Un fundente de escoria es una mezcla granulada o en polvo que se aplica a la superficie del aluminio fundido para que reaccione con los óxidos, elimine las impurezas y promueva la coalescencia de las fases no metálicas para facilitar su eliminación. El contacto con el fundente cambia la tensión superficial, favorece la flotación de la escoria y ayuda a atrapar las inclusiones finas en una capa de escoria coherente.
Objetivos funcionales primarios
- Recupera el metal arrastrado que, de otro modo, permanecería unido a la matriz de óxido.
- Producen una capa de escoria compacta y fácil de eliminar.
- Reduce las inclusiones que perjudican la fundición o extrusión posterior.
- Menor gasto de energía en ciclos repetitivos de desnatado y fusión.
Química de los fundentes y familias de productos
Los fundentes de aluminio suelen clasificarse en varias categorías. Cada clase ofrece compensaciones entre la recuperación de metal, la huella medioambiental y las exigencias de manipulación.
Sales y mezclas de sales
Las sales base comunes incluyen cloruros y fluoruros mezclados con otros aditivos para controlar el comportamiento de fusión. Se funden por contacto, humedecen las películas de óxido y favorecen la coalescencia del óxido. Las mezclas de sales suelen producir altos índices de recuperación de metales, pero requieren un almacenamiento controlado y una eliminación conforme.
Aslo leer: ¿Por qué añadir sal y sosa al aluminio fundido?
Pasta fundente y productos granulados
Los fundentes granulares ofrecen una dosificación cómoda y una fusión predecible. Las fórmulas en pasta reducen el polvo en suspensión. ADtech ofrece composiciones granulares adaptadas a diferentes familias de aleaciones y temperaturas de mantenimiento.
Flujos de baja emisión
Las formulaciones que reducen la liberación de haluros volátiles y minimizan la formación de subproductos tóxicos son cada vez más comunes. Los grados de baja emisión de ADtech tienen como objetivo reducir la generación de humos al tiempo que mantienen una fuerte fijación de la escoria.
Cómo funciona el decapante de aluminio
- Las gotas de fundente se funden sobre la superficie caliente y se extienden formando una fina capa.
- Las reacciones químicas con los óxidos superficiales modifican la humectabilidad y la tensión superficial.
- Las partículas finas de óxido y los fragmentos intermetálicos floculan en agregados más grandes.
- Los áridos flotan, formando una capa que atrapa el metal atrapado.
- El operario retira la espumadera, recuperando el metal ligado en su interior.
- El fundente residual puede formar una capa protectora que ralentice la oxidación posterior.
Selección del fundente adecuado para su operación
Compatibilidad con aleaciones
Las diferentes aleaciones de aluminio reaccionan de forma diferente a la química del fundente. El fundente que funciona bien con las series 1xxx y 3xxx puede necesitar modificaciones para aleaciones con Mg como las 5xxx o 6xxx porque el magnesio aumenta la reactividad y puede alterar la química del fundente. Elija fundentes etiquetados para grupos de aleaciones o rangos termoquímicos específicos.
Ventana de temperatura
El punto de fusión del fundente debe estar por debajo de la temperatura de mantenimiento pero por encima del umbral de licuefacción de la escoria para evitar una rotura prematura. Las ventanas de trabajo típicas se sitúan entre 600 °C y 750 °C, dependiendo de la aleación y el tipo de horno.
Tipo de horno y fase del proceso
- Fundición en crisol: Requiere fundente con viscosidad de fusión controlada para evitar infiltraciones en el interior del refractario.
- Horno de mantenimiento: Priorizar la estabilidad del fundente en tiempos de remojo más largos.
- Cuchara de transferencia: Los productos en pasta o granulados con poco polvo portátiles ayudan a dosificar durante la manipulación.
Cumplimiento de la normativa medioambiental
Seleccione un flujo coherente con las normas locales sobre emisiones. Si los programas de eliminación exigen un bajo contenido de haluros, elija grados de baja emisión. ADtech suministra documentación para los expedientes normativos.
Mejores prácticas operativas para obtener el máximo rendimiento
Preparación previa al descremado
Elimine los grumos flotantes grandes y la costra superficial fría antes de dosificar el fundente para mejorar el contacto. Limpiar las paredes del cazo si la costra se adhiere y existe riesgo de contaminación.
Método de dosificación correcto
Mida por peso, no por volumen. Utilice cucharas o sistemas de dosificación calibrados. Las dosis iniciales típicas oscilan entre 0,5% y 2,0% de masa fundida, y luego se ajustan según las lecturas de recuperación y el aspecto.
Técnica de mezcla
Agite suavemente la superficie con una espumadera o una varilla metálica para incorporar el fundente y favorecer una humectación uniforme. No agite agresivamente el metal fundido, ya que los óxidos pueden quedar atrapados a mayor profundidad.
Tiempo de desnatado
Deje transcurrir un tiempo suficiente para que se formen y floten los agregados. La eliminación rápida puede dejar inclusiones finas. El tiempo de permanencia típico oscila entre 2 y 10 minutos dependiendo de la aleación y el tipo de fundente.
Recuperación de metales
Recoge el espumado en moldes específicos para recuperar el metal arrastrado mediante recalentamiento o prensado. El metal recuperado suele volver a fundirse con una pérdida de calidad mínima.
Medición y métricas de rendimiento
Las métricas operativas ofrecen datos objetivos de rendimiento para justificar la elección del producto.
Tabla 1: Rangos de composición típicos para los grados de fundente para escoria de aluminio ADtech
| Componente | Grado de bajas emisiones (%) | Grado estándar (%) | Grado de alta recuperación (%) |
|---|---|---|---|
| Mezcla NaCl / KCl | 20-35 | 30-45 | 35-50 |
| Mezcla NaF / CaF2 | 5-15 | 10-20 | 15-25 |
| Aglutinantes y soportes de fundentes | 10-20 | 5-15 | 5-10 |
| Humectantes para metales | 5-10 | 5-10 | 5-12 |
| Aditivos antipolvo | 2-8 | 1-5 | 0-2 |
| Estabilizadores de trazas | saldo | saldo | saldo |
Nota: Los porcentajes de formulación varían según la referencia del producto. Los valores aquí mostrados son rangos típicos de referencia.
Indicadores clave de rendimiento (KPI)
- Ratio de recuperación de metal: porcentaje de metal recuperado de los descremados en relación con el contenido teórico de metal.
- Índice de inclusión: reducción del número de inclusiones por kg tras el tratamiento.
- Reducción del tiempo de ciclo: ahorro de minutos por lote gracias a un desnatado más rápido.
- Consumo de fundente: kg por tonelada de aluminio fundido.
Cuadro 2: Ejemplo de parámetros de rendimiento de un ensayo controlado (ilustrativo)
| Métrica | Línea de base (sin flujo) | Flujo estándar ADtech | ADtech flujo de baja emisión |
|---|---|---|---|
| Recuperación de metales (%) | 70 | 88 | 85 |
| Reducción de la inclusión (%) | 0 | 65 | 58 |
| Masa media de desnatada (kg/tonelada) | 60 | 42 | 45 |
| Consumo de flujo (kg/tonelada) | 0 | 7.5 | 8.0 |
| Tiempo de ciclo por lote (min) | 25 | 18 | 20 |
Los datos anteriores proceden de ensayos realizados en fábrica. El rendimiento variará en función de la aleación, la geometría del horno y la práctica del operario.
Comparación coste-beneficio
La economía operativa debe equilibrar el coste de compra del flujo con el metal recuperado, la reducción de la reelaboración, la disminución de la chatarra y los gastos de eliminación de residuos.
Cuadro 3: Análisis simplificado de costes por tonelada fundida (ejemplo)
| Artículo | Línea de base | Norma ADtech | Notas |
|---|---|---|---|
| Valor del metal recuperado ($) | 120 | 300 | Basado en el precio del metal en el mercado y las tasas de recuperación |
| Coste del flujo ($) | 0 | 18 | Uso típico de fundente 7,5 kg/tonelada a $2,40/kg |
| Eliminación de residuos ($) | 80 | 40 | Una menor fracción peligrosa reduce la tasa |
| Beneficio operativo neto ($) | 40 | 242 | Beneficio menos gastos de explotación |
Este modelo simplificado pone de manifiesto que un gasto moderado en fundentes suele generar beneficios extraordinarios gracias a la mejora de la recuperación de metales.
Manipulación, almacenamiento y seguridad
Equipos de protección individual
Los operarios deben llevar respiradores con cartuchos de gas ácido cuando dosifiquen fundente en polvo a altas temperaturas. Utilice pantallas faciales, guantes resistentes al calor y ropa en capas para evitar quemaduras por salpicaduras.
Control del polvo
La manipulación de polvos requiere la supresión del polvo. Utilice fórmulas pastosas o dosificación húmeda siempre que sea posible. Emplear extracción local en las estaciones de dosificación.
Normas de almacenamiento
Mantener el fundente seco. Almacenar en recipientes herméticos con control de humedad. Rotar las existencias por FIFO para preservar el rendimiento.
Respuesta de emergencia
Tenga cerca agentes neutralizantes y botiquines de primeros auxilios. Si el fundente entra en contacto con los ojos o la piel, lávese inmediatamente con agua y acuda al médico.
Temas medioambientales y normativos
Gestión de emisiones
La elección del fundente influye en la composición de los humos. Las calidades de baja emisión reducen los haluros volátiles y la liberación de fluoruros. Instale sistemas de captura y depuradores para cumplir los límites locales de aire.
Eliminación de escorias
La escoria suele contener metal recuperable, además de fundente residual y contaminantes. Los programas específicos de gestión de residuos, que incluyen el prensado mecánico y la refundición, minimizan la carga de los vertederos. ADtech puede apoyar los programas de reducción de residuos que reducen las tasas de eliminación.
Control de calidad y protocolos de ensayo
Inspección entrante
Comprobar la humedad, la densidad aparente, la distribución granulométrica y el comportamiento de fusión de cada lote de fundente. Conserve los certificados en sus archivos.
Supervisión de procesos
Seguimiento de los KPI enumerados anteriormente. Utilizar el secado en horno y la valoración química para controlar el flujo residual en la escoria. Los ensayos de laboratorio periódicos confirman el potencial de recuperación de metales.
Análisis metalográfico
Tome cupones de muestra antes y después del tratamiento de flujo. La inspección microscópica revela la morfología de la inclusión y ayuda a ajustar la dosificación y la mezcla.
Errores operativos comunes y soluciones
Sobredosificación
El exceso de fundente puede aumentar el coste del tratamiento de residuos y crear costras más gruesas que atrapan el metal. Solución: reducir la dosis en 10-20% y controlar la recuperación.
Dosificación insuficiente
Una cantidad insuficiente de fundente produce una capa fina y friable que atrapa el metal. Solución: aumentar la dosis y prolongar el tiempo de permanencia.
Mezcla deficiente
Si el fundente no se mezcla, la reacción permanece localizada. Solución: agite suavemente la superficie y asegúrese de que el punto de dosificación cubre una zona amplia.
Utilización de un fundente inadecuado para la aleación
Las aleaciones de magnesio reactivas pueden producir humos pesados o espuma inestable si se utilizan sales destinadas a aleaciones con bajo contenido en Mg. Remedio: cambiar a una fórmula tolerante al Mg y ajustar la dosificación.
Productos más destacados de ADtech
ADtech ofrece SKU de fundentes modulares adaptados a grupos de aleaciones, objetivos de emisión y tipos de hornos. La documentación del producto incluye hojas de datos técnicos con intervalos de dosis recomendados, instrucciones de manipulación y datos de seguridad.
Matriz de pruebas de laboratorio para la selección de fundentes
Un plan de pruebas estructurado acelera la selección correcta.
- Ensayo en crisol pequeño con la aleación objetivo a la temperatura de funcionamiento.
- Dosificación en tres niveles: bajo, medio y alto.
- Tiempos de espera de 2, 5, 10 minutos.
- Recogida de espumas y recuperación de metales mediante recalentamiento.
- Ensayo químico de flujo residual y recuento de inclusión.
Utilizar los resultados para determinar la dosis y el tiempo de permanencia óptimos.
Estudio de caso: Cliente iraquí que utiliza placas filtrantes cerámicas ADtech y flujo de escoria
Fondo
Una fundición de aluminio de tamaño medio de Irak, que produce lingotes y palanquilla de extrusión para cadenas de suministro de automoción locales, se asoció con ADtech para reducir los desechos y mejorar la limpieza del producto final. Su operación utilizó placas de filtro de espuma cerámica de ADtech para la filtración en la línea de colada. A continuación, probaron el fundente de escoria de ADtech para mejorar la limpieza de la masa fundida.
Objetivos
- Reducir el recuento de inclusiones en las muestras fundidas en 50% en un plazo de tres meses.
- Aumentar la recuperación de metal de la escoria en 15 puntos porcentuales.
- Mantener el cumplimiento de los límites locales de emisiones manteniendo el aumento de los costes de explotación por debajo de 5%.
Etapas de aplicación
- Instalación de placas filtrantes cerámicas ADtech en la estación de vertido.
- Realización de ensayos de fundente en crisol para encontrar la dosis adecuada para sus aleaciones 3xxx y 5xxx.
- Formación de los operarios en las técnicas de dosificación, mezcla y desnatado recomendadas por ADtech.
- Seguimiento semanal de los indicadores clave de rendimiento durante ocho semanas.
Resultados (medidos)
| Medición | Línea de base | Después de las soluciones ADtech |
|---|---|---|
| Índice de inclusión (partículas >50 µm por 100 cm³) | 24 | 7 |
| Recuperación de metales de los desnatados (%) | 72 | 88 |
| Índice de rechazo (%) | 4.8 | 2.1 |
| Consumo de flujo (kg/tonelada) | 0 | 7.2 |
| Coste de eliminación de residuos por tonelada ($) | 65 | 28 |
| Incidentes de rechazo de clientes (mensual) | 6 | 1 |
Comentario
La aplicación de la filtración cerámica junto con un fundente adecuado proporcionó beneficios sinérgicos. Los filtros eliminaron las macroinclusiones durante el vertido, mientras que el fundente de flujo previo fijó los óxidos finos al principio del proceso. La fundición informó de tiempos de ciclo más rápidos y menos rechazos de mecanizado posteriores.
Envasado, logística y caducidad
Los fundentes ADtech se envían en bolsas selladas de 25 kg y en sacos a granel de 1.000 kg. La vida útil suele oscilar entre 12 y 24 meses si se conservan secos y sin abrir. La exposición a la humedad reduce la fluidez y acorta la vida reactiva.
Integración con equipos de dosificación automática
Los sistemas de dosificación automatizada proporcionan un suministro de fundente repetible y reducen la exposición del operario. Se integran con los sistemas de control del horno para la dosificación temporizada y el seguimiento de los datos del lote en los registros de producción.
Tabla de resolución de problemas
Tabla 4: Problema común, causa probable, acción recomendada
| Problema | Causa probable | Acción |
|---|---|---|
| Corteza gruesa que se forma rápidamente | Sobredosificación u oxidación superficial elevada | Reducir la dosis, mejorar la cobertura del párpado |
| Humo excesivo | Contenido de Mg reactivo o volatilidad del flujo | Utilizar un grado de baja emisión, aumentar la extracción |
| Baja recuperación de metales | Tiempo de permanencia corto o infradosificación | Prolongar el tiempo de permanencia, aumentar ligeramente la dosis |
| Espumadera pegajosa y difícil de quitar | Aglutinante incorrecto o temperatura incorrecta | Cambiar el flujo SKU, ajustar la temperatura de mantenimiento |
| Tasas de eliminación elevadas | Fracción peligrosa demasiado alta | Aplicar el protocolo de prensado/recuperación |
Cómo realizar una evaluación a pequeña escala en su planta
- Elija un lote de fusión representativo.
- Realice una medición de referencia sin flujo, documente los niveles de recuperación e inclusión.
- Realice tres ensayos con el flujo ADtech a dosis incrementales, recoja el espumado y mida el metal recuperado.
- Comparar los recuentos de inclusiones y realizar pruebas mecánicas en muestras fundidas.
- Utilizar los resultados para establecer el PNT de la planta.
Empaquetado de datos para adquisición y gestión
Los equipos de contratación necesitan documentación clara sobre el retorno de la inversión. Incluya resultados de pruebas de muestras, coste por tonelada, certificados de cumplimiento normativo y condiciones de garantía. ADtech proporciona contratos de muestra y certificados de lote previa solicitud.
Preguntas más frecuentes
1. ¿Con qué porcentaje de masa fundida debo empezar a dosificar el fundente ADtech?
Empezar con 0,5% en masa para las pruebas iniciales. Aumentar en pasos de 0,25% hasta 2% mientras se supervisa la recuperación de metales y las características del espumado.
2. ¿Puedo utilizar el mismo fundente para todas las aleaciones de aluminio?
No. Utilizar fundentes etiquetados para aleaciones con Mg para las series 5xxx y 6xxx. Para las aleaciones 1xxx de gran pureza, elija grados de baja contaminación para evitar la introducción de elementos extraños.
3. ¿Cómo se mide la recuperación de metales de los desnatados?
Recoger la espumadera, recalentar en un crisol controlado, prensar o verter el metal recuperable fundido y pesar. Comparar con el contenido teórico de metal para calcular la tasa de recuperación.
4. ¿Aumentará el fundente mis emisiones de humos?
Algunos fundentes aumentan la emisión de humos si la química reacciona fuertemente con la masa fundida. Elija productos ADtech de baja emisión y asegúrese de que las campanas de extracción funcionan con los caudales recomendados.
5. ¿Cuánto tiempo debo esperar después de dosificar antes de espumar?
La espera típica oscila entre 2 y 10 minutos dependiendo de la aleación, la temperatura de fusión y el grado de fundente. Deje tiempo para que las partículas finas se fusionen en agregados más grandes.
6. ¿Puedo reutilizar el metal recuperado de la escoria en productos finales?
El metal recuperado suele volver a fundirse. Verifique que la composición química y las inclusiones cumplen las especificaciones del producto final antes de mezclarlo con aleaciones críticas.
7. ¿Qué registros ayudan a la mejora continua?
Realice un seguimiento del número de lote de fundente, el peso de la dosis, la aleación, la temperatura de fusión, el tiempo de permanencia, el peso de metal recuperado y los índices de inclusión. Utilícelos para optimizar la dosificación a lo largo del tiempo.
8. ¿Cómo debo guardar los restos de fundente que se han abierto?
Conservar en recipientes herméticos con desecante en condiciones ambientales secas. Utilizar en un plazo de 6 a 12 meses para obtener el mejor rendimiento.
9. ¿Qué equipos de protección individual deben utilizar los operarios?
Utilizar mascarillas clasificadas para gases ácidos y partículas, pantallas faciales, guantes resistentes al calor y mangas largas. Aplicar extracción local para reducir la carga respiratoria.
10. ¿Cómo apoya ADtech la integración de productos?
ADtech proporciona hojas de datos técnicos, ensayos in situ, formación de operadores y análisis posteriores a los ensayos para garantizar la correcta selección de SKU y el protocolo de dosificación.
Lista de control para la contratación y la aprobación de los ensayos
- Reciba la SDS y la ficha técnica del SKU de fundente elegido.
- Programar ensayos en crisol y mediciones de referencia.
- Confirmar disponibilidad de EPI y extracción.
- Formar a los operarios en el método de dosificación.
- Definir los KPI y la duración del ensayo.
- Aprobar la compra basándose en el modelo ROI.
Glosario técnico
- Escoria: metal oxidado y atrapado que se forma en la superficie fundida.
- Desespumado: eliminación de la capa superior que contiene escoria y residuos de fundente.
- Agente humectante: compuesto que disminuye la tensión superficial para favorecer el contacto fundente-metal.
- Inclusión: partícula no metálica atrapada en la matriz metálica que puede alterar las propiedades.
- Ratio de recuperación: peso de metal recuperado dividido por el peso teórico de metal recuperable en la espumadera.
Recomendaciones finales
- Flujo ADtech piloto en ensayos controlados con medición precisa.
- Combine el fundente con la filtración cerámica para reducir las macro y micro inclusiones.
- Supervisar de cerca los indicadores clave de rendimiento y ajustar la dosis y los tiempos de permanencia.
- Utilice grados de baja emisión cuando el control de emisiones sea una prioridad.
- Dé prioridad a la seguridad de los operarios e invierta en extracción y EPI.
Nota final
La adopción de un programa sistemático de fluxado con productos ADtech a menudo produce rápidas ganancias en la recuperación de metales, la calidad del producto y la eficiencia operativa. Los ensayos documentados, las buenas prácticas de los operarios y la coordinación con las estrategias de filtración ofrecen los mejores resultados.