As folhas e tiras de alumínio , como muitos outros metais, são utilizadas diariamente. A aplicação de maior prestígio é a fuselagem de aeronaves ou painéis de carroceria de automóveis, mas folhas e faixas também são encontradas em muitas outras aplicações mais comuns, como embalagens flexíveis para a indústria alimentícia . As etapas de fabricação comuns a todas essas folhas e bandas são a produção de metal líquido, fundição, laminação , acabamento e controle de qualidade.
Lingotes, aditivos e resíduos de produção são carregados em um forno de fusão com capacidade de várias dezenas de toneladas (por exemplo, 50 toneladas).
Parte do metal é transferido regularmente do forno de fusão para um forno de espera, cuja capacidade é de cerca de 10 a 20 toneladas. Permite um controle mais preciso da temperatura do metal, um parâmetro importante no processo de fundição.
Um refinador de grãos é adicionado aos fornos na forma de tabletes ou pedaços ou continuamente na forma de um fio que se dissolve à medida que passa pelos canais. O objetivo é - como o próprio nome sugere - tornar mais finos os grãos que constituem o alumínio solidificado e, assim, melhorar as características mecânicas (cf. lei de Hall-Petch ).
De cloro ou flúor é injetado no fundido na forma de gás ou grânulos, a fim de reduzir a concentração de álcali (Na, Ca, Mg, Li) prejudicial às propriedades mecânicas do alumínio.
O metal passa por uma bolsa onde o hidrogênio do alumínio é desgaseificado pela injeção de outro gás ( nitrogênio ou argônio ) na forma de bolhas.
O metal então passa por um sistema de filtração (placa de cerâmica porosa, filtro de leito de cascalho), que atua como um filtro de chá, para reter as partículas e permitir a passagem do líquido.
Até que seja sólido (cerca de 660 ° C ), o alumínio líquido é laranja e fluido.
Existem vários processos concorrentes, os dois principais ( Direct Chill e Casting Contínuo ) são detalhados abaixo; os outros são mencionados no parágrafo #Outros processos de fundição . O lingotamento contínuo vertical permite uma gama mais ampla de ligas, maior produção, mas os tempos e custos de produção e os investimentos iniciais são menores com o lingotamento contínuo entre rolos porque há menos etapas.
O alumínio líquido é derramado regularmente no nível do molde, uma estrutura resfriada com água. À medida que o alumínio se solidifica, a placa que se forma é abaixada com a ajuda do descensor, até atingir o comprimento desejado.
Para resfriar o alumínio, a água primeiro flui sobre o molde, depois continua a fluir para a própria placa, daí o termo em inglês para Direct Chill .
A placa é retirada do poço de vazamento para ser armazenada em um pátio. A fundição é considerada semicontínua porque a fundição para, por exemplo, a cada 10 metros.
Na indústria siderúrgica , a fundição contínua de aço também utiliza uma estrutura resfriada a água. Mas como o intervalo de solidificação do aço é muito maior que o do alumínio, a placa pode ser mais longa, leva um raio de curvatura para ser cortada continuamente.
Laminação a quenteA placa é primeiro escalpelada para remover a camada irregular devido à fundição e então aquecida entre 400 e 600 ° C (daí o termo rolling hot, hot rolling ). Caso contrário, seria necessária uma energia considerável para laminá-lo.
Em seguida, a placa passa por um laminador reversível para formar uma placa muito plana, mas muito longa (algumas centenas de metros, uma redução na espessura é acompanhada por um aumento no comprimento nas mesmas proporções), que passa por um laminador com vários estandes para obter um bom estado de superfície e uma tira que pode ser enrolada (entre 700 µm e 5 mm de espessura).
Este processo também é conhecido como Twin Roll Casting ou ConCast . O alumínio líquido, próximo à temperatura de solidificação , é distribuído graças a um distribuidor em toda a largura entre dois cilindros que giram em direções opostas. Em contato com os cilindros resfriados com água por galerias internas, o alumínio líquido se solidifica e forma uma faixa de metal de 3 a 9 milímetros de espessura e 1 a 2 metros de largura, que é enrolada posteriormente em um mandril. A velocidade de produção é da ordem de 1 a 3 metros por minuto.
Quando a bobina atinge um determinado diâmetro, a fita é cortada, a bobina é retirada do mandril, o outro pedaço de fita é encaixado nele e uma nova bobina é iniciada.
Este processo está em andamento. Ele para após eventos de qualidade, quebras ou após a quebra de certas peças feitas de materiais refratários .
A fundição entrega uma tira de 500 μm a 9 mm para o departamento de "laminação" . A laminação a frio ( laminação a frio do inglês) visa reduzir a espessura para a espessura desejada. Para isso, a fita é amassada ou esticada várias vezes entre dois cilindros. Cada passagem permite que a espessura seja dividida por dois. Pela conservação do material, o comprimento da bobina é duplicado. Um lubrificante (um óleo semelhante a querosene ou emulsões de água / óleo sempre com aditivos para que o filme resista aos esforços de rolagem) é necessário por vários motivos.
Em primeiro lugar, para evitar que a folha entre em contacto direto com os cilindros para evitar danificar a folha (arranhões, etc.). Em segundo lugar, a fim de minimizar o coeficiente de atrito , a fim de reduzir a energia necessária para rolar, evitando o escorregamento.
Os rolos grandes (rolos de apoio) pressionam os pequenos (rolos de trabalho) e permitem controlar certos parâmetros de planicidade da folha e resistir às forças de separação.
Durante as operações de laminação, o grão se alonga e o metal endurece, o que é chamado de endurecimento por tensão . Um metal muito duro torna-se difícil de rolar. O metal pode ser recozido (é reaquecido entre 300 e 600 ° C em um forno) após algumas passagens para amolecê-lo (torná-lo mais macio), e obter novos grãos mais homogêneos em tamanho (recristalizados) e menos alongados.
Durante a última passagem de laminação, duas folhas são laminadas ao mesmo tempo (operação de duplicação) se a espessura for baixa o suficiente (<80 μm ). Para isso, uma segunda bobina é disposta atrás da primeira e as folhas de cada uma das bobinas são inseridas ao mesmo tempo entre os cilindros. Existem pelo menos duas vantagens. O primeiro é financeiro, pois duas folhas são laminadas em uma única passagem. O segundo é mecânico porque duas folhas resistem melhor à quebra do que uma. Isso é particularmente útil para folhas de 6 a 7 μm presentes em sucos de frutas e tijolos de leite.
Quando a folha é dobrada, ela tem um lado mate e um lado brilhante. O lado fosco é aquele em contato com outra folha de alumínio. A face brilhante corresponde à face em contato com os rolos do laminador. Além disso, qualquer preferência por um ou outro desses rostos é, a priori, apenas psicológica. O oxigênio , o CO 2 , a poeira, a umidade, o calor, os micróbios e a luz não passam melhor de um lado ou do outro. O alumínio é um dos melhores materiais contra todas essas ameaças aos produtos embalados. A associação com outro material produz uma embalagem resistente e com pouquíssima permeabilidade ao meio ambiente.
Um dos pontos das especificações diz respeito às dimensões. A espessura foi fornecida pelos laminadores. O acabamento tem entre outros objetivos o de colocar as bobinas nas dimensões corretas (largura, diâmetro) por meio de lâminas, tesouras ou outros sistemas de corte.
Durante o acabamento, as duas folhas eventualmente laminadas (dublagem) também são separadas.
Finalmente, as bobinas passam por um recozimento final em um forno. O recozimento é usado para desengordurar as bobinas e obter as propriedades mecânicas desejadas (por recristalização ou têmpera secundária). A folha muitas vezes deve ser desengraxada para remover o lubrificante de sua superfície, porque muitas vezes passa por uma nova transformação: envernizamento, envernizamento, impressão, anodização , coextrusão, laminação, co-laminação, escovagem, desengorduramento químico, texturização, envelhecimento ...
O objetivo do controle de qualidade é verificar a conformidade do produto com as especificações. Os pontos abaixo são verificados de acordo com o tipo de produto:
Os produtos (bobinas ou chapas) são embalados - por exemplo, colocados em paletes ou engradados - e são enviados para clientes em todo o mundo, por caminhão, navio e às vezes por via aérea.
Novelis , Alcan , Norsk Hydro , Alcoa , Comital, Teich, Carcano, Corus , VAW e Pechiney antes de sua aquisição