Tubos de fluxo bem projetados emparelhados com placas flutuantes proporcionam uma transferência precisa e de baixa turbulência do alumínio fundido, protegem os meios de desgaseificação e filtragem a jusante, reduzem o arrastamento de óxido e a frequência de escumação e aumentam o rendimento da primeira passagem; quando os tubos de fluxo ADtech (revestidos com refratários, de baixa umidade) são combinados com placas flutuantes corretamente dimensionadas (defletores estabilizadores de superfície), as fundições obtêm curvas de vazamento repetíveis, maior vida útil do filtro e reduções mensuráveis no trabalho de sucata e acabamento.

Visão geral do produto e aplicação prevista

Os tubos de fluxo e as placas de flutuação são componentes complementares utilizados em lavadores, calhas, linhas de transferência e bicos de vazamento para controlar o movimento do metal fundido e o comportamento da superfície antes da desgaseificação, filtração e enchimento do molde. O tubo de fluxo é o canal ou bocal que fornece metal para uma lavagem, calha ou recetor. A placa de flutuação é uma placa refractária passiva ou guiada que se situa na superfície do metal fundido ou perto dela para moderar o impacto do jato, reter as impurezas flutuantes e estabilizar o fluxo da superfície. Juntos, eles formam um subsistema de baixo custo e alto impacto para qualquer linha de fundição de alumínio com foco em limpeza e enchimento repetível.

Porque é que estes componentes são importantes para a qualidade da fundição

• Reduzem as velocidades locais dos jactos que, de outro modo, corroem os filtros e reentram os óxidos.

• Produzem condições de superfície mais calmas, pelo que as impurezas flutuantes podem subir e ser escumadas de forma mais eficiente.

• Permitem janelas de altura de vazamento mais estreitas através da estabilização do fluxo, o que beneficia as peças fundidas de paredes finas e de precisão.

• Ajudam a proteger as unidades de desgaseificação a jusante, moderando as condições de afluxo.

Estas vantagens combinam-se para reduzir os resíduos, diminuir o trabalho de maquinagem e prolongar a vida útil dos consumíveis, como filtros e cabeças de rotor.

Especificação da placa flutuante do tubo de fluxo:

Principais caraterísticas e vantagens da conceção ADtech

• Revestimento refratário com alto teor de silício em tubos de fluxo proporciona anti-umidade, estabilidade química e baixa aderência.

• Geometria optimizada do bocal (perfis cónicos, labiais e chanfrados) para minimizar os salpicos e reduzir a erosão.

• Variantes da placa flutuantePlaca de saia flutuante, placa flutuante selada e placa ranhurada guiada para diferentes necessidades da loja.

• Revestimentos anti-humidade disponíveis, incluindo tratamentos à base de nitreto de boro para trabalhos com ligas muito limpas.

• Montagem modular para permitir uma remoção rápida para inspeção ou substituição sem uma paragem total da lavandaria.

• Instrumentação opcional: orifícios para termopares e cortes de deteção de nível para monitorizar o comportamento e a temperatura da superfície.

Funcionamento do tubo de escoamento, princípios hidráulicos e metalúrgicos

O tubo de escoamento controla o perfil de velocidade e a rutura do jato à medida que o metal fundido sai de uma panela, de uma lavagem ou de um bico. Os elementos-chave que determinam o desempenho são o diâmetro da descarga, a geometria do lábio, a molhabilidade da face do bico e a altura relativa do vazamento. O controlo do fluxo de saída minimiza a formação de vórtices e reduz o arrastamento de gás. Um tubo de fluxo corretamente perfilado forma um jato coerente e de baixa pulverização que, quando combinado com uma placa de flutuação, transita para um fluxo de superfície suave que preserva a limpeza da fusão.

Como funciona a placa de flutuação, estabilização da superfície e manuseamento de impurezas

As placas de flutuação actuam na interface ar-metal. Mecanismos típicos:

• Interceptam o jato ou a corrente de entrada para espalhar e difundir a energia horizontalmente.

• Uma placa flutuante ou semi-flutuante forma uma piscina calma a jusante onde os óxidos leves sobem e se acumulam.

• As placas flutuantes com ranhuras ou entalhadas podem medir a descarga e manter uma cabeça estável para proteger os filtros.

As placas de flutuação podem ser de flutuação livre (assentes na superfície de fusão), apoiadas nas extremidades ou guiadas numa estrutura de montagem. A escolha depende do acesso ao processo, dos objectivos de limpeza e das restrições de manutenção.

Configurações típicas e guia de seleção

Tabela 1: Estilos e aplicações de componentes comuns

A seleção deve ser orientada pela massa de vazamento, altura do vazamento, liga e geometria do equipamento a jusante.

Materiais, revestimentos e notas de fabrico

• Materiais de revestimento a quenteSão comuns as peças fundidas com alto teor de silício, alumina densa e peças fundidas reforçadas com SiC. Cada um deles oferece um compromisso entre custo, tolerância ao choque térmico e resistência à erosão.

• RevestimentosOs revestimentos patenteados de nitreto de boro e não molhantes reduzem a aderência do metal e diminuem a acumulação de impurezas na face do componente. Os revestimentos requerem uma reaplicação periódica consoante a utilização.

• Tolerâncias de fabricoA concentricidade e o acabamento dos lábios são importantes; lábios mal acabados aumentam a turbulência e a erosão. A maquinagem de precisão e a queima controlada melhoram a vida útil.

Recomendações de instalação e pré-aquecimento

1. Pré-aquecer gradualmente os componentes às temperaturas especificadas para remover a humidade e evitar o choque térmico (a rampa típica depende da massa e do material).

2. Montar os tubos de fluxo utilizando assentos de precisão e juntas de alta temperatura para evitar o desvio.

3. Instalar as placas flutuantes com a liberdade de movimentos prevista e assegurar o acesso de escumação junto da bolsa de decantação.

4. Registar as curvas de vazamento iniciais e definir a perda de carga de base e os parâmetros de temperatura. Estes servem de referência durante a colocação em funcionamento.

Manutenção e gestão do ciclo de vida

Tabela 2: Calendário de manutenção recomendado

Mantenha placas flutuantes sobressalentes e um tubo de fluxo sobressalente por estação crítica para substituição rápida.

Matriz de resolução de problemas

Quadro 3: Sintomas, causas e acções corretivas

Documentar cada evento com parâmetros de despejo para encontrar padrões de causa raiz.

Integração com sistemas de desgaseificação, filtragem e vazamento

Melhores práticas de sequência de formação de fusão para proteger os activos a jusante:

1. Descarga da panela/forno através do tubo de escoamento.

2. A placa de flutuação cria uma bolsa de calma e permite a escumação.

3. O desgaseificador (rotor ou vácuo) trata o hidrogénio dissolvido.

4. A unidade de filtragem (espuma, placa, cartucho) polui as inclusões antes do enchimento do molde.

A disposição espacial e a temporização corretas reduzem a carga do filtro e aumentam a vida útil dos componentes.

Métricas de desempenho e verificação

Medir o impacto dos componentes utilizando:

• Ensaio de pressão reduzida (RPT) antes e depois da instalação.

• Contagens de inclusões e distribuição de tamanhos de peças fundidas seccionadas.

• Registos de perda de carga e de vazão para avaliar a resistência hidráulica.

• Marcação visual do acabamento da superfície e das taxas de desperdício de maquinagem.

Utilize os gráficos SPC para monitorizar as tendências e acionar a manutenção preventiva.

Fundamentação económica e modelação do ROI

Os factores de valor incluem o aumento da vida útil dos filtros, a redução do desperdício, a redução do trabalho de acabamento e menos paragens de emergência.

Quadro 4: Exemplo ilustrativo de ROI

Realizar um projeto-piloto para obter números específicos da fábrica para um ROI preciso.

Considerações de segurança, ambientais e regulamentares

• Pré-aquecer para eliminar a humidade e evitar incidentes de vapor.

• Gerir a escória desnatada de acordo com os regulamentos ambientais locais; muitas escórias contêm alumínio recuperável.

• Utilizar extração de fumos durante a escumação e quando os componentes estiverem expostos.

• Assegurar que os operadores utilizam EPI completo para metal fundido e seguem os procedimentos de bloqueio para quaisquer conjuntos de placas flutuantes em movimento.

Exemplos de projectos e lista de verificação das especificações técnicas

Quadro 5: Exemplo de especificações técnicas

Estilos de placa flutuante e orientação para seleção

• Disco de flutuação livresimples, de baixo custo, fácil de substituir. Ideal para pequenos derrames e linhas-piloto.

• Placa ranhurada guiada: mantém uma folga calibrada e proporciona um controlo previsível da cabeça para linhas automáticas.

• Placa de distribuição perfuradaQuando é necessário um fluxo distribuído e de propagação lenta para proteger os filtros sensíveis.

• Placa integrada no skimmerO sistema de escumadeira: incorpora entalhes ou ganchos para guiar a escumadeira e acelerar a remoção da espuma superficial.

Escolha o estilo com base na cadência de vazamento, no acesso para escumação e na precisão de medição necessária.

Perguntas frequentes

1. Qual é a principal diferença entre um tubo de fluxo e uma placa flutuante?
   O tubo de fluxo forma o bocal que fornece o metal fundido, controlando a forma e a velocidade do jato. A placa de flutuação fica perto da superfície para estabilizar o fluxo e capturar as impurezas flutuantes antes do tratamento a jusante.

2. As placas flutuantes necessitam de pré-aquecimento?
   Sim. O pré-aquecimento evita o choque térmico e reduz o risco de fissuras quando a placa entra em contacto com o metal fundido.

3. Com que frequência devo inspecionar ou substituir uma placa flutuante?
   Inspecionar diariamente ou por turno para verificar a acumulação. Substituir quando o desgaste ou a degradação do revestimento afetar a flutuabilidade ou quando a espessura da placa descer abaixo do mínimo recomendado.

4. É possível adaptar uma placa flutuante a uma máquina de lavar existente?
   Em muitos casos, sim. A ADtech fornece suportes de placa flutuante modulares concebidos para serem aparafusados nas calhas existentes com alterações estruturais mínimas.

5. Qual é o melhor material para tubos de fluxo em linhas de ligas corrosivas?
   Os revestimentos de alumina densa ou reforçados com SiC proporcionam uma resistência superior à erosão em linhas expostas a materiais fundidos abrasivos ou carregados de fluxo.

6. Uma placa flutuante evita totalmente o entupimento do filtro?
   Não. Uma placa flutuante reduz a carga, removendo as impurezas flutuantes e acalmando o fluxo, mas a desgaseificação e a filtragem adequadas continuam a ser essenciais.

7. Como dimensionar uma placa flutuante para a minha máquina de lavar?
   Faça corresponder o diâmetro da placa e a geometria da ranhura à taxa de vazamento e à secção transversal da lavagem. Comece com uma placa que cubra 60 a 80 por cento da largura da lavagem e efectue ensaios no local.

8. São necessários revestimentos anti-humidade?
   Melhoram o desempenho e reduzem a manutenção em linhas de alta limpeza ou de ligas pegajosas. Os revestimentos desgastam-se e devem ser reaplicados de acordo com a prática da oficina.

9. Que instrumentos ajudam a monitorizar estes componentes?
   São úteis termopares para monitorização da temperatura e sensores de nível simples para confirmar condições de superfície estáveis. Os registos de pressão diferencial e de fluxo fornecem provas indirectas da melhoria das condições.

10. Que documentação devem os fornecedores fornecer?
    Fornecer certificados de materiais, ciclos de pré-aquecimento recomendados, desenhos CAD para montagem, dados de ensaios que mostrem melhorias de RPT ou de inclusão e uma lista de peças sobresselentes.