Como montar uma fábrica de Alumínio

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Ficha Técnica
Setor da Economia: Secundário.
Ramo de Atividade: Industrial.
Tipo de Negócio: Metalurgia.
Produtos Ofertados/Produzidos: Alumínio.

Processo de produção de alumínio

O processo de produção é iniciado com a extração da matéria-prima do alumínio, a Bauxita, um dos minérios mais abundantes na crosta terrestre.

A aparência da bauxita é semelhante ao barro e após passar por um complexo sistema de produção é transformada em Alumina, tornando-se o insumo básico para a produção do alumínio.

O primeiro passo para a transformação da Bauxita é a moagem. A partir daí ela é submetida a diversos tratamentos até converter-se a óxido de alumínio (alumina). Esta se transforma em alumínio primário, obtendo formas diversas como lingotes, placas, tarugos e vergalhões.

Outro insumo importante para a produção do alumínio é a energia elétrica. Um processo de eletrólise reduz a alumina ao alumínio, em fornos cuja energia é conduzido por uma pasta eletrolítica. O metal que sai destes fornos possui pureza superior a 99,5% de alumínio.

Em seguida, o metal líquido é misturado com outros componentes para a produção de ligas de alumínio. Após um processo de desgaseificação, o metal líquido segue para os diferentes processos que darão formato final aos tarugos, lignotes e vergalhões.

Bauxita-alumina-alumínio, este é o trinômio básico para se conseguir a matéria-prima utilizada na indústria de Esquadrias de Alumínio.

Para se chegar aos perfis, funde-se novamente a massa de alumínio e molda-se em um processo de extrusão. Este requer a utilização de prensa de última geração e ferramentaria altamente especializada. O fundamental neste processo é a tecnologia aplicada à confecção das matrizes (ferramentas de extrusão). Hoje, em sistema computadorizado, por exemplo, tem influência direta na perfeição e todas as fases de produção são concentradas em um único sistema.

Após extrudados, os perfis são esticados para dar uniformidade. Cortados em tamanhos adequados, vão para os fornos de envelhecimento, onde recebem um tratamento térmico para ganhar maior resistência.

O processo de fabricação de perfis para esquadrarias, através de extrusão, produz barras com comprimentos médios de 6 metros. Tais barras são preparadas conforme orientações técnicas, atendendo , com sua composição, todas as necessidades físico-químicas de um perfil para esquadrarias.

O processo de extrusão consiste basicamente nas seguintes etapas:

• Os lingotes de alumínio são transformados em tarugos cilíndricos, com composição química de acordo com sua aplicação;
• Os tarugos são cortados e introduzidos em prensas de grande tonelagem e através de superaquecimento são prensados e introduzidos através das matrizes, obtendo-se os perfis.

O aperfeiçoamento da indústria de perfis extrudados exige a utilização de prensas com grande capacidade de tonelagem e produtividade, sendo que algumas prensas modernas são comandadas por sistemas computadorizados.

Propriedades mecânicas

São identificadas através de ensaios mecânicos em amostras selecionadas do produto, uma vez que existe a possibilidade de composição de várias ligas como o material.

Propriedades Físicas

Variam de acordo com a liga e a têmpera. Nos casos de aplicações especiais são necessárias informações detalhadas. Para liga comercial ABNT 1100, se recomenda observar não só as propriedades físicas do alumínio, mas de outros metais comparativamente.

Características do alumínio

As técnicas modernas de industrialização de alumínio estão permitindo uma diversificação cada vez maior das possibilidades de aplicação. Contudo, seu emprego mais amplo ocorre na construção civil, geralmente sob a forma de esquadrias.

A intensificação do uso do alumínio em esquadrias se de à facilidade de conservação do material, dispensando raspagens e pinturas periódicas, à sua leveza aliada a uma grande resistência mecânica, que lhe permite facilidade de transporte e colocação; à durabilidade do material, imune à ação das intempéries ou quaisquer outros agentes agressivos naturais como a maresia ou em regiões industriais ; sua estabilidade dimensional, bem como as formas e acabamento que o alumínio permite na fabricação das esquadrias.

Acabamento superficial

Anodização

O objetivo da anodização é melhorar a estética das peças tratadas e protegê-las da corrosão ou de qualquer outro exterior (ar salino, fumaças industriais, etc.)

Princípio Básico: a anodização é precedida de um certo número de operações preliminares, que tem por objetivo preparar a superfície do metal para receber o tratamento em condições de conferir-lhe um aspecto decorativo (acetinado químico, leitoso, escovamento, polimento).

Através de um banho eletrolítico, o alumínio é então submetido à anodização . A tensão de alimentação do banho deve estar compreendida entre 14 a 20 volts, e a intensidade de corrente deve ser de 1,5 Amp/dm2). Esta intensidade tem a tendência de aquecer o banho, cuja temperatura deve ser mantida entre18 e 20 ºC, através de um bom sistema de refrigeração, sob agitação de ar contínua.

Desde que a corrente circule, acontece a eletrólise e, no ânodo (peças de alumínio), haverá a decomposição do ácido, libertando o oxigênio, que reage com o alumínio, trasformando-o em óxido de alumínio (alumina). Esta película é extremamente dura, porosa, anidra e transparente. A espessura da camada varia em função do tempo de anodização.

Coloração

Há duas formas de coloração. A primeira pode ser orgânica e inorgânica por imersão. Em ambos, tanto anilina quanto o sal se impregnam na superfície dos poros e quanto mais abertos estiverem, melhor se dará a impregnação.

A Segunda forma é a coloração inorgânica eletrolítica. Neste processo a corrente alternada atrai os sais metálicos para o fundo dos poros e as tonalidades variam pela quantidade de sais metálicos impregnados.

Selagem

É a etapa complementar e obrigatória para dar qualidade à anodização. Responsável pela resistência à corrosão atmosférica, não permite que a mesma penetre pelos poros. Consiste em mergulhar o alumínio anodizado em uma cuba d’água (destilada ou dionizada) levada a ebulição (98 a 100ºC). Nestas condições a alumina se hidrata e aumenta de volume, o que acarreta o fechamento dos poro.

Controle de qualidade da anodização

O controle da espessura da camada de alumina depositada se dá através de aparelhos do tipo “Isometer 2082” e “Permascope EW-8”, pela emissão da corrente Foucalt, capaz de medir a espessura do alumínio anodizado, verificando seu enquadramento nas normas DIN17611/2, ASTM B 244 e ISSO 2360.

Já a selagem pode ser verificada por testes de impermeabilidade, através de aparelhos “Anotest YD”, testes de absorção de corantes (Dye Stain) e através de testes de perda de massa (Alcotest).

Há ainda mais um teste de controle em relação à solidez à luz, realizado através da emissão do raio ultravioleta a partir de uma lâmpada Xenon , em um aparelho conhecido como Xenotest 150 ou similar.

Quanto à corrosão, há os ensaios na câmara de névoa salina (salt-spray)a 35 + ou – 2º C. Durante 240 horas, o corpo –de-prova deve resistir sem apresentar nenhum vestígio de corrosão.

Outro teste é da câmara de umidade a 40 + ou -3º C, onde o alumínio anodizado deve resistir 240 horas sem apresentar qualquer vestígio de corrosão. Ambos os testes são normalizados pela norma alemã DIN e americana ASTM.

Classificação recomendada

Camada anódica Zona Aplicação Ambiente Típico
6 a 10 u Urbana e rural Externo / interno Agressividade baixa
11 a 15 u Urbana e rural Externa Agressividade média
16 a 20 u Marítima Externa Agressividade alta
21 a 25 u Industrial Externa Agressividade excessiva

Pintura Eletrostática

Nos últimos 20 anos verificou-se um grande avanço tecnológico no desenvolvimento de novos tipos de resinas para a fabricação de tintas de alta durabilidade. A pintura eletrostática é o processo mais conhecido e largamente utilizado na decoração e proteção do alumínio.

A aplicação da tinta eletrostática, líquida ou a pó, é feita automaticamente em cabinas especialmente projetadas atrvés de equipamentos especiais.

Tanto a pintura líquida quanto a pó apresenta tipos de tinta com características específicas para cada finalidade de utilização com uma gama variada de cores.

Princípio de aplicação

A aplicação é feita em cabina de pintura, utilizando-se uma pistola de ar comprimido de baixa pressão. Em sua ponta existem dois eletrodos ligados a uma fonte de alta voltagem (até 90 mil volts). Ao passar por ela, o pó recebe uma carga positiva e, pelo princípio de atração eletromagnética, é atraído pela peça metálica ligada à terra. Este princípio oferece ao produto segurança de uma cobertura perfeita e uniforme, mesmo nas reentrâncias e cavidades de difícil acesso , cobrindo-as com uma camada que pode variair de 40 a 100 micras.

O sistema de pintura eletrostática exige que a peça passe por um pré tratamento antes de ser pintada, eliminando-se resíduos com óleo, graxa, sujeira e remoção de oxidação. Após o tratamento a peça vai para a cabina de pintura e depois para uma estufa a uma temperatura de aproximadamente 230/250ºC, por um tempo de 15 a 30 minutos, onde é feita a polimerização do produto.

Tipos de tinta

1. EPÓXI: boa resistência química e mecânica, indicada para peças internas não expostas a intempéries e radiações ultravioleta;
2. POLIÉSTER: excelente resistência química e mecânica, indicada especialmente para ambientes externos;
3. HÍBRIDO: excelente resistência química e mecânica, indicada para ambientes externos de forma não permanente;
4. POLIURETANO: muito semelhante ao poliéster, porém resiste ao ataque de produtos como o etanol que ataca o poliéster;
5. POLIAMIDA OU NYLION: é a tinta de maior resistência mecânica/física e química indicada para peças de alumínio que sejam submetidas a rigorosas condições de trabalho, atrito e abrasão.

Cores e acabamentos

As tintas estão disponíveis em cores diversas com acabamentos superficiais fosco, semifosco, brilhante, texturizado, etc.

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