Comparación del enfriamiento directo y el enfriamiento continuo

Las máquinas de colada continua son algunas de las máquinas más populares en la línea de producción cuando se trata de aluminio. La colada continua permite estirar, moldear y solidificar metales como el aluminio sin necesidad de pausas ni interrupciones. Las ventajas son evidentes: mayor rendimiento y ahorro de costes. Para algunos productos, como las rejillas de las baterías, ya es la norma.

Sin embargo, existen dos tipos principales de métodos de colada continua: el enfriamiento directo y el enfriamiento continuo (a veces también llamado semicontinuo). Ambos métodos utilizan el mismo principio de solidificación de una aleación de aluminio en un molde abierto en condiciones controladas, pero los resultados finales son muy diferentes.

Siga leyendo para saber qué distingue el chill directo del aluminio de colada continua y cuáles deben ser sus principales consideraciones antes de elegir uno u otro.

¿Cuántos tipos de fundición de aluminio existen?

Existen dos tipos principales de fundición de aluminio: la fundición continua (CC) y la fundición semicontinua (SCC). Estos términos se refieren a la rapidez con la que el aluminio fundido se solidifica después de salir de un artesa (depósito situado en la parte superior del molde).

• La fundición en coquilla consiste en verter metal líquido en moldes que contienen agua u otro refrigerante para que, en cuanto se hayan llenado todas las porciones de cada cavidad, comience inmediatamente la solidificación.
• La fundición de aluminio SCC consiste en verter líquido en moldes sin enfriamiento intermedio. Cuando están completamente llenos, se vierten cantidades adicionales de metal hasta que todos los espacios están ocupados por metal. Tras el llenado, cada colada sucesiva contribuye a la solidificación. La fundición por enfriamiento directo es uno de los subtipos más antiguos y comunes de la fundición SCC.

Visión general del aluminio de colada directa y continua

Aunque tanto el aluminio de colada directa como el de colada continua son tipos de aluminio fundido, existen algunas diferencias.

¿Qué es el enfriamiento directo?

Empecemos por el enfriamiento directo. La fundición directa en frío suele describir la fabricación de lingotes rectangulares o cilíndricos. A continuación, se procesan mediante laminado, forjado u otros métodos para crear chapas, placas u otros productos.

Con el aluminio fundido por extrusión, el enfriamiento directo consiste en forzar el metal fundido a través de una boquilla para formar tubos largos y finos a los que se puede dar forma de láminas u otros productos enrollándolos o aplanándolos. El producto resultante se conoce como aluminio fundido en lámina porque a menudo es tan fino que su aspecto recuerda al del papel de aluminio.

Si pusiera un trozo de papel de aluminio fundido sobre su piel, se sentiría como si llevara ropa interior de seda, ¡así de ligero es! Y si lo doblara o arrugara ligeramente (no se rompe), volvería a su sitio casi de inmediato porque su composición permite flexibilidad.

La fundición directa en frío es un proceso que permite a los fabricantes fundir aluminio directamente a partir de metal líquido en un molde. Al no tener que moldearse en un tren de laminación, el enfriamiento directo es más rentable que los métodos tradicionales, pero sigue siendo más caro que la colada continua. También genera menos costes energéticos y libera menos dióxido de carbono a la atmósfera.

Como alternativa al aluminio billet, el chorro directo se utiliza a menudo para accesorios de tuberías de aceite o gas y elementos decorativos como ruedas para tractores o vagones. Sin embargo, su uso no se limita a aplicaciones comerciales. También puede emplearse para productos domésticos como tijeras de jardín y mangueras.

¿Qué es la colada continua?

La colada continua de aluminio es un proceso de fabricación que da como resultado lingotes de aluminio de tamaño, forma y peso uniformes. Y lo que es más importante, puede producir aleaciones en grandes cantidades, pero es preferible cuando la calidad es una característica menos importante en el producto final. Desgraciadamente, a pesar de ser la opción más rentable de los dos métodos, está más limitada en las aplicaciones de uso final.

En la colada continua, el metal fundido se vierte en un molde enfriado con agua y colocado en ángulo para permitir que la gravedad extraiga el lingote solidificado. A continuación, se corta en barras o se extruye a través de una matriz para formar cintas. Este tipo de fundición utiliza un solo horno y produce una aleación que no necesita mucho procesamiento posterior para su uso en productos cotidianos como piezas de automóviles, electrodomésticos o componentes electrónicos.

Ventajas del enfriamiento directo frente al aluminio de colada continua

La principal ventaja del enfriamiento directo es la calidad. El proceso de enfriamiento directo permite un mayor control de cada paso de la fabricación, lo que garantiza que la pieza de aluminio resultante tendrá una calidad y un aspecto superficial superiores. Además, si elige una empresa que cuente con certificaciones, como UL o ISO 9001, podrá confiar en que producirá piezas de alta calidad en todo momento.

La principal ventaja del aluminio de colada continua es el ahorro de costes.

Desventajas del enfriamiento directo frente al aluminio de colada continua

Una de las principales desventajas del aluminio de enfriamiento directo frente al aluminio de colada continua es que, dado que el enfriamiento directo requiere una congelación rápida, es más probable que se formen bolsas de aire o agua atrapada. Esto puede hacer que las piezas sean más débiles y menos duraderas.

Otra desventaja de la fundición directa en frío es que tiene una capacidad menor que la fundición continua de aluminio y cuesta más que otros tipos de procesos de fundición. Además, los productos pueden tener tolerancias dimensionales inconsistentes porque hay menos controles de calidad con el enfriamiento directo en comparación con el proceso de colada continua.

La principal desventaja del aluminio de colada continua es la calidad reducida y la limitación en las aplicaciones de uso final. Si la calidad y el aspecto de la superficie son componentes menos importantes de su proyecto, puede ser beneficioso considerar el proceso de colada continua por el ahorro de costes siempre que sea adecuado para su uso final.

¿Cómo funciona cada proceso?

El método de fundición por enfriamiento directo utiliza tres equipos básicos: una cuchara, un horno y una colada. Se diferencia de la colada continua en que utiliza el vertido de metal en recipientes refrigerados para su solidificación en lugar de moldearlo como una pieza continua.

Uno de los problemas de la colada directa es que cada pieza debe enfriarse antes de desmoldarla. Esto genera plazos de entrega más largos que la colada continua, que permite colar más piezas a la vez enfriándolas simultáneamente con chorros de agua o aceite.

La colada continua funciona de forma similar a cómo se fabrican los productos de aluminio vertido, como las latas de bebidas. El aluminio fundido se vierte continuamente en un molde giratorio abierto mientras se le inyecta gas carbónico. Cuando se ha añadido todo el aluminio, empieza a formarse escoria líquida alrededor de su superficie y una piel sobre ella (lo que se denomina magullado).

A continuación, se aplica una corriente eléctrica a través de rodillos fijados a cada extremo de una cinta transportadora para que puedan empujarse entre sí y generar la fuerza suficiente para obtener un producto perfectamente solidificado.

Aplicaciones para cada tipo de aluminio

Existen muchas diferencias entre el aluminio de colada directa y el de colada continua en lo que respecta a las aplicaciones. La diferencia más notable se reduce a la resistencia y la funcionalidad. Las piezas de aluminio de colada continua tienden a ser mucho más funcionales que sus homólogas de enfriamiento directo, principalmente porque reciben un tratamiento térmico después de la solidificación. Un buen ejemplo de una aplicación de colada continua serían los canalones para la lluvia, en los que el precio es más prioritario que la calidad o el aspecto de la superficie. En general, sin embargo, las aplicaciones finales son más limitadas para el proceso de colada continua.

Dependiendo de lo ajustada que deba ser una pieza, cualquiera de los dos tipos puede ser adecuado para una aplicación, pero dependiendo de lo compleja o intrincada que deba ser una pieza por su función o estética, las piezas de fundición continua de aluminio pueden adaptarse mejor a sus necesidades. Si una pieza no requiere una gran resistencia ni una geometría o fabricación complejas, es probable que el aluminio de colada directa funcione bien para usted.