Control técnico clave del proceso de fundición de lubricación con aceite a aire

1. Control de la temperatura de colada
La temperatura de colada es el parámetro principal que afecta la calidad de los lingotes y la seguridad del proceso de colada. La temperatura de vertido de los lingotes redondos de aleación de aluminio suele estar entre 680 °C y 760 °C, y el valor específico debe ajustarse según factores como el tipo de aleación, las especificaciones del lingote y la velocidad de colada. Elevar la temperatura de vertido puede mejorar la fluidez del aluminio líquido, reducir los defectos de colada insuficiente y de coquilla. Sin embargo, temperaturas excesivamente altas pueden aumentar la solubilidad de los gases y las reacciones de oxidación, lo que provoca defectos como poros e inclusiones de escoria, al tiempo que exacerba la contracción de solidificación y aumenta el riesgo de agrietamiento y deformación. En condiciones de colada por deslizamiento de aceite y gas, debido al efecto aislante de la almohadilla de aire, la distribución de la temperatura del metal fundido en la cavidad líquida es más uniforme, lo que permite una buena fluidez y capacidad de llenado a temperaturas de vertido relativamente bajas.

2. Control de la velocidad de colada
La velocidad de colada es el parámetro de proceso más sensible que afecta la calidad en la colada por deslizamiento de aceite y gas. Como se mencionó anteriormente, la velocidad de colada tiene un impacto significativo en la estructura de solidificación del lingote: a medida que aumenta la velocidad de colada, aumenta la proporción de granos flotantes en el centro del lingote, lo que resulta en un refinamiento del grano; Sin embargo, una velocidad excesiva puede conducir a una profundización de los vacíos líquidos, un aumento de la segregación e incluso la formación de grietas centrales [90]. La colada por deslizamiento de aceite y gas permite velocidades más altas que la colada continua tradicional debido al efecto de la almohadilla de aire, pero esencialmente requiere optimización y coincidencia basadas en factores integrales como el grado de la aleación, el diámetro del lingote, las condiciones de enfriamiento, etc., para lograr el mejor equilibrio entre la calidad de la superficie, la estructura interna y la eficiencia de producción.

3. Optimización de los parámetros del agua de enfriamiento
El caudal de agua de enfriamiento, la temperatura del agua, la presión del agua y la calidad del agua afectan directamente la velocidad de solidificación y la distribución del campo de temperatura del lingote. La precisión del control del caudal de agua de enfriamiento de las máquinas de colada modernas puede alcanzar ± 2%, con un rango ajustable de 200-10000 L/min. La temperatura del agua de enfriamiento generalmente se controla entre 20 °C y 35 °C. En la colada por deslizamiento de aceite y gas, el control preciso de los parámetros del agua de enfriamiento es más crítico que en la colada tradicional debido a la minimización del enfriamiento primario y el dominio del enfriamiento secundario. El enfriamiento excesivo con agua puede causar un estrés térmico excesivo en la superficie del lingote, lo que lleva a grietas; Un enfriamiento insuficiente con agua puede hacer que la piel de solidificación sea demasiado delgada, lo que puede provocar fácilmente accidentes de fuga de aluminio. La tecnología de enfriamiento DualJet de Wagstaff logra un enfriamiento secundario uniforme y eficiente optimizando el ángulo y la disposición del rociado del agua de enfriamiento.

4. Control preciso de los parámetros de suministro de aceite y gas
El suministro de aceite y gas es un elemento de control único que distingue la colada deslizante de aceite y gas de los procesos tradicionales. El sistema de suministro de aceite necesita establecer la frecuencia de pulso y el ciclo de trabajo según las especificaciones del lingote y el grado de la aleación, proporcionando un flujo apropiado y estable de aceite lubricante pulsado para cada cristalizador. El consumo excesivo de aceite puede causar humo y contaminación de la superficie durante la combustión del aceite; Si el volumen de aceite es demasiado bajo, la película de aceite y gas estará incompleta, lo que provocará defectos en la superficie. El aire comprimido necesita mantener una presión y un caudal secos y estables. La humedad contenida en el gas se descompondrá y producirá gas hidrógeno a altas temperaturas, lo que provocará directamente defectos de porosidad en el lingote.
El control de la relación aceite-gas es la dificultad técnica. El aceite y el gas deben medirse con precisión por separado antes de entrar en la estructura porosa del anillo de grafito. Después de lograr una mezcla uniforme en los microporos del anillo de grafito, se forma una capa de película bifásica estable de gas y aceite en la superficie interior del cristalizador. La estabilidad de este proceso determina directamente la uniformidad y la consistencia de la calidad de toda la longitud del lingote.

5. Automatización y control inteligente
Las máquinas de colada modernas de alta gama han logrado un control de automatización de procesos completo. Se realiza un ajuste en bucle cerrado en tiempo real de la velocidad de colada, el caudal de agua de enfriamiento, la temperatura del agua y los parámetros de suministro de aceite y gas a través de PLC. Todos los parámetros clave se pueden configurar con fórmulas de proceso y ejecutar automáticamente. Por ejemplo, la curva de velocidad de gradiente lento en la etapa inicial de colada se puede preestablecer, y los parámetros de velocidad o suministro de aceite se pueden ajustar automáticamente cuando se detectan fluctuaciones del nivel de líquido durante el proceso de colada. Después de introducir el control en bucle cerrado, la fluctuación de la velocidad de colada se puede reducir de ± 20% en el control en bucle abierto a menos de ± 0,2%, y la calidad de la superficie y el rendimiento mejoran significativamente.