La laminazione dell’alluminio a caldo è uno dei processi industriali più affascinanti che esistano. Se siete clienti di uno stabilimento di laminazione di alluminio, vi può essere capitato di visitare uno o più stabilimenti e di avere assistito alle varie fasi della produzione: dal preriscaldo delle placche, alla fresatura, e via di seguito fino al semilavorato finale. Converrete con me che, la laminazione a caldo, o sbozzatura che dir si voglia, è il processo più impressionante. Cercherò di descriverlo per chi non ne ha mai visto uno.

Alluminio come un panetto di burro

Immaginate un grande panetto di burro, grigio però. Quanto grande? Dipende dall’impianto. Da 3000 kg a 15000 kg  e più.

Questo enorme panetto di burro, o di Das se avete presente questo gioco, si muove avanti e indietro su un tappeto a rulli che lo spinge dentro e fuori da due cilindri pressori (il laminatoio a caldo) e che ad ogni passaggio, ne esce ridotto nello spessore di circa la metà. Il rumore della placca, sempre più allungata che sbatte contro i cilindri del percorso, è molto caratteristico. Sono proprio i primi passi di sbozzatura ad essere impressionanti, perché – sempre a seconda della dimensione della placca – ma diciamo che, se uno spessore di 320 mm, in 15-17 passi reversibili, arriva a 11-15 mm di spessore, il primo passaggio è quello più impressionante perché a livello visivo vediamo questo enorme pezzo di metallo che si schiaccia della metà in un attimo, come fosse burro. Il tutto scivola, tra gli schizzi di emulsione lubrificante, tra i 570° C e i 400° C che fa apparire il tutto come una giornata uggiosa.

Temperature elevate

Questa appena descritta si chiama break down.  Il passaggio al Tandem Rolling, mantiene la temperatura tra i 400 e i 300 gradi celsius e porta lo spessore dagli 11-15 mm a 2.5-7 mm. Anche questa fase ha bisogno di una emulsione lubrificante.  Velocità, temperature, contenuto del lubrificante, rendono questo processo soggetto ad incendi. Occorre seguire le istruzioni del nostro accompagnatore e non toccare i nastri che potrebbero scottare (l’alluminio non diventa rosso quando è caldo e quindi non vi avvisa!)

Il raffreddamento di questi nastri, a temperatura ambiente, dura circa 24 ore ed è un processo indispensabile per i fenomeni che vengono chiamati di precipitazione e ricristallizzazione.

Abbiamo voluto parlare subito della sbozzatura, ma forse – visto che parliamo di ricristallizzazione del grano, doppiamo fare un passo indietro. Le placche, altro non sono che alluminio liquido, colato in formine (beh, “formone”), che si solidifica, durante il raffreddamento. Durante questo processo, tutte le impurità, tendono a salire verso la superficie. Per questo motivo, prima del preriscaldo e della sbozzatura, le placche vengono fresate.

Eliminare le scorie

La fresatura consiste nel “grattare via” la superficie, sui due lati, e nel tagliare le due estremità. Per alcuni cicli, serve una fresatura appena accennata, per altri cicli, la fresatura deve essere profonda. Un tipico esempio è il materiale che dovrà subire un processo di anodizzazione per il quale, per motivi estetici, l’aspetto superficiale è di estrema importanza e quindi le impurità devono essere grattate via profondamente.

Quindi, abbiamo colato la placca oppure l’abbiamo ricevuta da uno smelter di alluminio primario o da una fonderia di secondario, l’abbiamo preriscaldata per renderla più duttile e l’abbiamo sbozzata (ne abbiamo ridotto lo spessore) con le percentuali specifiche della ricetta che ci interessa.

Alluminio laminato a freddo

La laminazione a freddo è meno impressionante. Il “freddo”  è un modo di dire perché parliamo di una temperatura che si aggira, comunque,  attorno ai 300° C!

Un nastro parte da un aspo e viene riavvolto nell’altro. In una nuvola di lubrificante.  C’è un odore molto caratteristico che per qualcuno (per me è così) suona come “casa”.  Anche l’odore di asfalto bagnato in estate, per me, evoca sentimenti di “casa”. Per ognuno, il mondo degli odori e differente.

Diventa poi impressionante, per la velocità, per l’alto livello tecnologico, di nuovo, la laminazione del nastro sottile, detto foil, per le applicazioni dell’imballaggio. Dall’house hold foil (il foglio domestico, quello per alimenti, stile Domopack, Cuki, avete presente?) che si lamina in doppio (cioè due fogli, provenienti da due nastri, passano assieme, tra i cilindri del laminatorio, cosa che conferisce quel tipico aspetto -un lato lucido e un lato opaco.  Il lato contro il cilindro sarà lucido, il lavoro che appoggia contro l’altro nastro, sarà opaco. Qui parliamo di 10-14 microns di spessore, a seconda del mercato, ma si va ancora più giù con gli spessori per altre applicazioni. Il cuore del Domopack ne è un esempio.

Alluminio per ogni uso

Ogni materiale, ogni applicazione, ha i suoi aspetti metallurgici da considerare ma di partenza, le regole da osservare sono le stesse.

Il materiale durante il processo di laminazione si indurisce. Il grano perde la sua forma rotonda e schiacciandosi diventa più fragile. Le ricotture intermedie dei nastri servono a bilanciare le percentuali di riduzione dello spessore (e il conseguente incrudimento del materiale) e a riportare il materiale, e il suo grano, alla desiderata duttilità.

L’incrudimento, l’elasticità, le percentuali di riduzione e il numero dei passi di laminazione necessari, saranno in stretta correlazione con le leghe utilizzate e cioè con la ricetta originale della colata.

Ogni placca o lingotto, o pane, o T-Bar o Billetta, ogni forma di alluminio colato, non è infatti alluminio 100% ma una ricetta che conterrà altri metalli, detti alliganti, con proprietà specifiche. Tutte le ricette che danno vita ad una nomenclatura riconosciuta (EN European Norms), hanno range di contenuti di altri metalli regolamentate. La percentuale di alliganti della ricetta “battezza” la lega.

Anche per l’alluminio è questione di equilibrio

L’equilibrio tra la ricetta di fonderia, i filtraggi, la fresatura, le temperature, i passi di laminazione, le ricotture intermedie o finali, sono determinanti per la qualità del materiale (fit for use).

Rendere un materiale molto elastico ha evidentemente un costo e se il cliente non deve imbutire o fresare una pentola, ma deve fare particolari di elettronica tranciati, il ciclo necessario a raggiungere la soddisfazione del cliente sarà molto diverso. Per questo anche nell’industria dell’alluminio, capire i bisogni del tuo cliente è la strada maestra per arrivare a deliziarlo.

Spero che vi piacciano le mie “gocce di alluminio” e il modo in cui vi porto il fascino di questo metallo in modo chiaro e fruibile anche per i non tecnici. L’alluminio è ovunque nella nostra vita. Credo sia importante saperne un po’ di più.  Scrivetemi per commentare.

Foto: Via a rulli di laminatoio SMS realizzato per VIG Machina Ltd

Articolo dell'11-01-2021

Autore: Rosa M. Mariani – rosam.mariani@pinksolution,it

Consulente per l’industria dell’alluminio e per le industrie correlate | Mappatura processi | Gestione Social Media | Mentoring 1-2-1 | eCommerce-Manager | Copywriter | Consulente Aziendale 4.0 | Chief Digital Officer | Metodo Digital Building Blocks | Esperta nell’efficientamento di processi organizzativi e di vendita

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