Tratamento do alumínio — Remoção de álcalis

Fluxos para a remoção de álcalis

Os fluxos de remoção de álcalis são formulações de fluxos reativos incorporados ao alumínio fundido para reduzir as concentrações de metais alcalinos dissolvidos — sódio (Na), cálcio (Ca) e lítio (Li) — que se acumulam devido à contaminação da sucata ou à lixiviação dos refratários e causam porosidade, degradação da estrutura do óxido e perda de propriedades mecânicas no produto fundido.

Os níveis elevados de álcalis nas massas fundidas de alumínio são mais comuns em operações secundárias de processamento de sucata de origens mistas, onde o sódio, o cálcio e o lítio podem estar presentes no material de entrada em concentrações superiores às especificadas. Os metais alcalinos dissolvidos na fusão aumentam a formação de película de óxido, promovem a absorção de hidrogénio e, em ligas de Al-Si modificadas com sódio, causam sobremodificação e engrossamento eutético. Os produtos EGYFLUX 610 e EGYFLUX 645 da CFC Egypt foram formulados para reagir com os metais alcalinos dissolvidos e transferi-los para a camada de escória, de modo a que possam ser removidos por escumagem, corrigindo assim uma fornada fora das especificações e restabelecendo a composição química da liga antes da vazão.

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Quando é necessária a remoção de álcalis

O fluxo de remoção de álcalis é um tratamento corretivo da massa fundida utilizado quando os níveis de metais alcalinos dissolvidos excedem os limites especificados para a liga antes do vazamento.

Refusão de alumínio secundário — Entrada de sucata mista

A sucata de alumínio de origens mistas — material triturado da indústria automóvel, sucata de produtos de consumo, resíduos de processos industriais — pode conter quantidades significativas de sódio (proveniente de resíduos de fundente em escórias anteriores), cálcio (proveniente de contaminação por fundente ou de resíduos de ligas) e lítio (proveniente de sucata de ligas que contêm lítio ou de lubrificantes). Quando esta sucata é fundida sem triagem prévia, a massa fundida resultante pode exceder os limites de álcalis da liga e exigir um tratamento ativo antes de poder ser vazada de acordo com as especificações.

Ligas de Al-Si — Controlo da sobremodificação

Nas ligas de fundição de Al-Si, o sódio modifica a morfologia do silício eutético para melhorar a ductilidade e a resistência. Quando o sódio se acumula acima do intervalo ideal — proveniente de liga modificada reciclada, resíduos de fundente ou múltiplas adições de modificação —, a liga fica excessivamente modificada, apresentando eutéticos grosseiros e propriedades mecânicas reduzidas. O fluxo de remoção de álcalis pode reduzir o sódio para o intervalo pretendido antes de uma nova modificação ao nível correto, salvando uma fornada que, de outra forma, exigiria diluição.

Alumínio forjado — Correção química antes da fundição

As fundições de lingotes e placas de alumínio forjado, que operam de acordo com especificações químicas rigorosas dos clientes, recorrem ao fluxo de remoção de álcalis como tratamento de último recurso quando a amostragem da massa fundida antes da fundição revela níveis de álcalis superiores ao limite especificado. A remoção ativa de álcalis — combinada com a desgaseificação — pode fazer com que a fornada volte a cumprir as especificações, evitando o custo de descartar ou diluir uma carga completa do forno.

Refusão de sucata de ligas contendo lítio

À medida que as ligas de Al-Li se tornam mais comuns nas estruturas aeroespaciais, os seus resíduos reentram no circuito do alumínio de segunda fusão. O lítio na massa fundida é particularmente problemático, uma vez que forma óxidos com facilidade e favorece a absorção de hidrogénio. O fluxo de remoção de álcalis aplicado antes da vazagem pode reduzir o lítio para níveis aceitáveis, permitindo que os produtores de alumínio secundário reciclem sucata contaminada com Al-Li em ligas padrão para fundição ou forjamento, sem produzir produtos fora das especificações.

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Produtos de fluxo para remoção de álcalis CFC

EGYFLUX 610 e EGYFLUX 645 — formulações de fundente reativo destinadas a reduzir os teores de sódio, cálcio e lítio dissolvidos em fundidos de alumínio, fabricadas em Sadat City, no Egito.

EGYFLUX 645

Retardador de presa do betão e superplastificante (ASTM C-494 - Tipo A, D e G)

EGYFLUX 610

Retardador de presa do betão e superplastificante (ASTM C-494 - Tipo A, D e G)

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Perguntas mais frequentes

Questões técnicas sobre o comportamento dos metais alcalinos nas massas fundidas de alumínio e sobre quando é necessário utilizar um fluxo de remoção.

Os principais metais alcalinos problemáticos nas massas fundidas de alumínio são o sódio, o cálcio e o lítio. O sódio provoca uma modificação excessiva do eutético Al-Si, corrosão intergranular nas ligas de Al-Mg e um aumento da formação de película de óxido. O cálcio forma intermetálicos de alumineto de cálcio que criam inclusões duras e favorecem a formação de lamas em ligas com elevado teor de ferro. O lítio favorece a absorção de hidrogénio e a formação de película de óxido. Níveis elevados de metais alcalinos são mais comuns em operações de alumínio secundário que processam sucata de origens mistas, onde estes elementos se podem acumular a partir de matérias-primas contaminadas.

O fluxo de remoção de álcalis é incorporado no alumínio fundido através de imersão e agitação, colocando os componentes reativos do fluxo em contacto com os metais alcalinos dissolvidos em todo o banho. O fluxo reage com o sódio, o cálcio e o lítio dissolvidos para formar compostos estáveis — normalmente cloretos ou óxidos — que são insolúveis no alumínio fundido e flutuam até à superfície como parte da camada de escória. Esta escória é removida do banho, levando consigo os compostos alcalinos que reagiram e reduzindo o teor de álcalis no metal fundido restante.

Os fluxos de cobertura sem sódio e sem cálcio têm uma função preventiva — impedem que novo sódio ou cálcio entre na massa fundida através do fluxo. O fluxo de remoção de álcalis é um tratamento corretivo utilizado quando os metais alcalinos já se encontram presentes em quantidades superiores às especificadas, normalmente devido à contaminação por sucata, lixiviação de refratários ou resíduos acumulados. Ambos os tipos podem ser utilizados na mesma operação: o fluxo de remoção de álcalis para tratar uma fornada fora das especificações, seguido de um fluxo de cobertura sem sódio ou sem cálcio para impedir uma maior absorção de álcalis durante o ciclo de manutenção e vazamento.

A CFC Egypt fabrica o EGYFLUX 610 e o EGYFLUX 645 para a remoção de álcalis da massa fundida de alumínio. Ambos são formulações de fundentes reativos concebidos para serem incorporados na massa fundida, com o objetivo de reduzir as concentrações de sódio, cálcio e lítio dissolvidos. Contacte a CFC para obter orientação sobre qual o produto mais adequado ao seu perfil específico de contaminação alcalina, ao nível de remoção necessário, ao tipo de forno e ao tipo de liga.

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Está a lidar com níveis elevados de álcalis na sua massa fundida de alumínio?

Indique-nos o tipo de liga, a análise atual de álcalis, o tipo de forno e os limites químicos pretendidos. A nossa equipa técnica irá recomendar o produto EGYFLUX adequado para a remoção de álcalis, o procedimento de tratamento e a taxa de dosagem necessária para que a sua fusão volte a cumprir as especificações.