Fabricação de tiras metálicas de alumínio por fundição contínua reciclando latas de alumínio para bebidas

• Autor(a) principal: Ferreira, Lucas Veronez Goulart
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/194317
• topic: Fundição de tiras; Reciclagem; Latas de alumínio; Solidificação rápida; Strip casting; Recycling; Aluminum cans; Fast solidification

A reciclagem de latas de alumínio no Brasil tem sido uma atividade de grande importância econômica, social e ambiental visto que, atualmente, mais de 90% de todas as latas de alumínio produzidas são recuperadas por reciclagem (mais de 50% no caso de toda sucata de alumínio) e, principalmente, pelo fato da produção secundária de alumínio (reciclagem) consumir até 5% da energia total necessária para a produção primária. Neste trabalho, a produção de tiras metálicas a partir de material recuperado de latas de alumínio foi executada com o uso de um fundidor de tiras metálicas (Strip Caster) laboratorial que dispõe de dois cilindros de aço (diâmetro = 105 mm), refrigerados internamente por solução aquosa (1 parte de óleo e 9 partes de água). Foram executadas seis corridas com uma massa de material fundido de ≈ 1300 g, nas temperaturas de 650°C, 670°C, 710°C e 720°C. As velocidades superficiais dos cilindros foram de 0,16 e 0,2 m/s. A seleção de carga fundida das latas de alumínio foi baseada na quantidade de anéis rebitados (liga Al 5182) com o corpo (Al 3004) e tampa (Al 5182). Micrografias ópticas com e sem luz polarizada e com microscópio eletrônico de varredura (MEV) foram obtidas para avaliar a evolução microestrutural durante o processamento. A composição química para cada corrida e análise mecânica por testes de tração foram feitas após tratamento térmico de homogeneização seguida de laminação a frio (H18) e recozimento (O). As tiras metálicas produzidas apresentaram em torno de 2 mm de espessura, para um afastamento entre os cilindro de 1,5 mm. As micrografias mostraram que a estrutura das tiras metálicas apresenta duas regiões principais: 1.) uma superficial, majoritariamente formada por grãos com características colunares; e 2.) uma central, composta de grãos globulares e equiaxiais em formato de roseta. O crescimento de uma fase colunar direcional foi evidenciada a partir de um núcleo equiaxial que se formou ao longo do caminho que o material semissólido percorreu até atingir as paredes frias dos cilindros refrigerados. Esta fase cresceu em direção a fase líquida do material semissólido rica em átomos solutos. A partir daí, grãos com características eutéticas colunares se formaram próximos aos cilindros e grãos menores com segregação de átomos solutos na região central da tira. Os testes de tração nas condições H18 e O mostraram que o desempenho mecânico é fortemente influenciado pelo conteúdo de Mg, com o limite de resistência a tração de 264,0 MPa, para o caso em que havia a maior quantidade de Mg (1,26% em massa) e um mínimo de 210,1 MPa (0,13% de Mg em massa). Entretanto, uma fragilização na saída do laminador ocorreu, o que sugere, para uma aplicação industrial, a necessidade da utilização de refinadores de grão (e.g.: ligas a base de Ti e B) a fim de diminuir a fração de grãos colunares e assim evitar a formação de trincas intergranulares nessa região. Uma esteira de roletes funcionaria como um suporte ativo de sustentação e de tração das tiras metálicas na saída do laminador.