Cinco maneras de ahorrar energía al fundir y transferir el metal

Las operaciones de fundición de aluminio hacen un uso claramente intensivo de la energía. De hecho, aproximadamente el 25 % del costo total de las piezas fundidas a presión está asociado al consumo de energía. Por lo tanto, la identificación y el tratamiento de los aspectos importantes de la energía pueden suponer una gran diferencia en la rentabilidad y el ahorro en general.

Este es exactamente el motivo por el que esta guía analiza detenidamente la fusión y la transferencia de aluminio líquido. Los procesos en los que se utiliza mucha energía no se limitan en absoluto a esta área específica, sino que se requiere una cantidad sustancial de energía para fundir la chatarra y los lingotes, y mantener el metal fundido a la temperatura adecuada. Tanto es así, que la evidencia sugiere que el taller de fundición por sí solo puede representar hasta el 77 % del consumo total de energía en una fundición a presión.

Para ayudarlo a ahorrar lo que podría suponer una gran diferencia en su negocio, a continuación le indicamos cinco cosas que debe tener en cuenta cuando se trata de reducir el consumo de energía y las emisiones de carbono en su fundición de aluminio:

La mayoría de los equipos de fundición, incluidos los hornos fusores y dosificadores, salen ahora de la línea de producción preparados para Industria 4.0, lo que significa que las máquinas ya están equipadas para recopilar y proporcionar datos informativos sobre el rendimiento. En el caso de los equipos antiguos que no se incluyen en la categoría de "preparados para 4.0", existe la tecnología de puerta de enlace (la solución NoriGate de Norican es un ejemplo) que se puede adaptar a cualquier máquina para aprovechar la misma información. Ahora es posible y práctico obtener una visión basada en datos de toda la línea de fundición a presión.

Entre los datos esenciales listos para obtenerse de esta manera (y, con herramientas como Monitizer, visualizarse y analizarse en tiempo real) se incluyen los indicadores de rendimiento clave (KPI por sus siglas en inglés) de producción que pueden relacionarse con la energía consumida para identificar posibles problemas o la tecnología que no funciona con todo su potencial de eficiencia.

Dato rápido: con un nivel de consumo de energía de 540 kWh/t, un horno de fusión torre StrikoMelter con una capacidad de fusión anual de unas 14 000 t genera 860 t menos de emisiones de CO₂ al año que la tecnología de los hornos fusores que están disponibles en el mercado europeo.

Pero incluso los hornos torre pueden ser más eficientes. En concreto, si se examinan el llenado de la cuba y la distribución del material en ella. El espacio desperdiciado es energía desperdiciada. A continuación, le indicamos tres cuestiones que debería analizar para asegurarse de que el llenado es lo más eficiente posible:

Esto a menudo se traduce en períodos de fusión más cortos e interrumpidos que son muy ineficientes: la energía se pierde durante los intervalos intermedios y se debe gastar nuevamente para el recalentamiento. Además de aumentar el consumo de energía, el proceso también puede disminuir la calidad del metal debido a la oxidación y la formación de escoria. Una situación perdedora en todos los aspectos.

Sin embargo, lo más importante es que la baja utilización no tiene por qué conllevar períodos de fusión más breves. El cambio a períodos de fusión más largos durante la baja utilización, en los que la fusión y la retención se aplican automáticamente de la forma de mayor eficiencia energética, puede reducir el consumo de energía hasta en un 20 %.

Y, con frecuencia, no es necesariamente algo importante, sino más bien una acumulación de pequeñas cosas que pueden suponer un importante ahorro de energía. Por ejemplo:

• Mantener la junta de la cuerda en las puertas de los hornos puede parecer un detalle muy pequeño, pero incluso esto puede generar un ahorro de energía del 1 %. En combinación con la puerta de limpieza autosellable, la junta de la cuerda logra una estanqueidad perfecta. El hecho de aplicar una junta estanca ahorra energía al reducir la pérdida de calor durante la fusión y la retención, además de evitar la entrada de aire que podría dar lugar a la oxidación y la formación de corindón.
• La eficiencia del quemador conlleva una mejor eficiencia. Un quemador bien ajustado con una relación estequiométrica de aire-combustible puede ahorrar hasta un 2 % de energía en comparación con un quemador con demasiado exceso de aire. Esto se debe a que el exceso de aire, es decir, el aire que no se necesita para el proceso de combustión, en realidad reducirá la temperatura de la llama y provocará que la transferencia de calor sea menos eficiente.

Aunque están precalentadas, la mayoría de las cucharas de transferencia que normalmente se utilizan para completar esta tarea están sin cubrir, lo que provoca una pérdida de calor y un desperdicio de energía; a menudo hay que sobrecalentar la fundición para compensarlo, solución que tiene el posible efecto secundario negativo del deterioro de la calidad del metal.

Consejo importante: además de ser considerablemente más seguro, un sistema cerrado de transferencia de metal como Schnorkle mitiga este problema de eficiencia manteniendo el aluminio fundido a una temperatura constante. Las soluciones de transferencia herméticamente selladas también minimizan el contacto con la atmósfera para obtener una calidad óptima del metal, lo que a su vez tiene implicaciones en la productividad: mejor calidad del metal que entra, mejor calidad de las piezas fundidas que salen, además de un uso más eficiente y eficaz de la energía.

Otra cobertura: al igual que sucede con la transferencia de metal desde el horno fusor primario, los sistemas de mantenimiento y dosificación del aluminio líquido también son mucho más eficientes desde el punto de vista energético, ya que eliminan la posibilidad de una pérdida innecesaria de la temperatura. Como resultado, el consumo de energía de este proceso puede reducirse en unos dos tercios. Los sistemas de dosificación cerrados también pueden tener un impacto drástico en la pérdida y calidad del metal.