Las fundiciones son magníficas. Estos enormes hornos irradian calor y tienen el poder de transformar enormes bloques de metal en líquidos ardientes, facilitando extraordinarias maravillas científicas todos los días.
Este artículo explora el proceso de fusión de metales y arroja luz sobre diferentes tipos de hornos de fundición.
Índice del contenido
El proceso de fusión de metales
Tipos de hornos de fundición de fundición.
¿Cómo elegir un horno de fusión?
La línea de fondo
El proceso de fusión de metales
Durante miles de años, la fusión de metales, vidrio y otros materiales ha sido una forma importante para que las civilizaciones hagan cosas. El proceso de convertir sólidos en líquidos permite verterlos en moldes antes de endurecerse en formas útiles. Todo el proceso de fusión del metal se basa en los siguientes pasos:
Finalización de la relación de mezcla de metal
Cada fundición aplicación tiene diferentes requisitos para sus propiedades mecánicas de metal. Los fabricantes establecen su fórmula para mezclar metales de acuerdo a la clase de materiales que utilizan y sus requerimientos específicos.
Por ejemplo, la proporción de mezcla de aluminio en la mayoría de las fundiciones es del 40 %. lingotes de aluminio + 50% chatarra de aluminio + 10% otros. El 10% de los demás incluyen materiales aditivos como cobre, silicio y zinc, etc.
cargando el metal
Antes de poner los lingotes y desechos de metal en el horno, deben limpiarse, calentarse y secarse. Este es un paso importante, ya que elimina la humedad y la suciedad del metal para garantizar que el horno no se dañe ni se ensucie.
Se puede perder algo de energía cuando los materiales se cargan en el horno. Si el horno se carga cuando no está lo suficientemente caliente, el proceso se volverá menos eficiente ya que llevará más tiempo derretir todo. Sin embargo, si un horno está funcionando constantemente, esto mejora la eficiencia porque no necesita calentarse cada vez que se derrite algo.
Sin embargo, una gran cantidad de calor puede escapar cuando se abre un horno caliente para colocar más materiales. Hay varias formas de solucionar este problema, incluido el uso de un horno de pozo lateral, donde el metal caliente se vuelve a colocar en el horno para ser recalentado durante el proceso de carga.
fusión de metales
Debido a que operan a temperaturas muy altas y entran en contacto directo con metales fundidos, revestimientos de hornos, gases y combustible quemado, los hornos deben ser especialmente resistentes. Además, deben poder soportar el calor producido por fuentes de combustible como el coque, el gas natural o la electricidad que se utilizan para fundir materiales.
En general, los hornos deben poder producir entre 350 °C y 2000 °C de calor para fundir el metal o alcanzar el punto de fusión de un metal, el punto en el que pasa de sólido a líquido.
Refinamiento y tratamiento del metal.
El refinado consiste en limpiar y mejorar la calidad del metal fundido eliminando cualquier irregularidad no deseada, como restos de piezas sólidas o burbujas de gas. La idea es asegurar que el metal tenga la mezcla correcta de materiales.
Antes de que el metal se moldee en una forma sólida, agregar otros materiales o una limpieza adicional puede ayudar a que sea más fuerte, más flexible o más resistente. Este paso es importante porque puede afectar qué tan bien resulta el producto final.
Transporte de metal fundido
Una vez fundido el metal, se traslada del horno a la línea de moldeo mediante un sistema de vertido.
Tipos de hornos de fundición de fundición.
Hornos de fusión se utilizan para calentar materiales sólidos hasta el punto de convertirlos en líquidos. Esta transformación física depende tanto de la presión como de la temperatura; el horno de fusión debe poder crear y mantener una temperatura específica para que el material del interior se derrita uniformemente.
Se utilizan varios tipos de hornos para realizar variaciones en este proceso. Los más notables incluyen:
Hornos de crisol
Hornos de crisol son un tipo simple de horno usado para fundir metal. Un crisol es un recipiente que puede soportar temperaturas extremadamente altas y generalmente está hecho de cerámica u otro material resistente al calor.
Hoy en día, los joyeros, los aficionados y algunas fábricas pequeñas usan hornos de crisol para fundir metal en lotes pequeños. Los crisoles vienen en diferentes tamaños, desde pequeños para derretir metal con un soplete hasta variedades más grandes que pueden contener hasta 50 libras de metal.
Hornos de cúpula
Los hornos de cúpula se utilizaron durante mucho tiempo para fundir hierro y fabricar hierro fundido, que es de mejor calidad que el arrabio. La parte superior de un horno de cúpula a menudo está equipada con una tapa para evitar que escapen los gases nocivos y para evitar que entre el agua de lluvia.
Fundir hierro en un horno de cubilote y agregar coque, carbón y otros materiales crea diferentes tipos de hierro y acero. Hoy en día, los hornos de cubilote generalmente no se usan porque los métodos de arco eléctrico e inducción son más eficientes para producir el calor necesario.
Hornos de arco eléctrico
Los hornos de arco eléctrico se utilizan para fabricar hierro a partir de mineral de hierro. El horno genera calor a partir de un arco eléctrico descargado como parte de una reacción entre dos electrodos. El oxígeno se inyecta en el horno, así como la cal y los elementos para eliminar los elementos indeseables y formar escoria. Luego, el hierro fundido se vierte desde un pico de grifo.
Los hornos de arco eléctrico derriten el material a través del contacto directo con la electricidad del arco, que pasa a través del material. Esto hace que el proceso de fusión sea más eficiente que otros métodos que dependen del calor externo.
Hornos de inducción
Hornos de inducción tienen un recipiente o cámara de metal que está rodeada por una bobina con una corriente eléctrica que fluye a través de ella. Esto crea corrientes de Foucault en el metal, lo que produce las altas temperaturas necesarias para fundirlo y hacer aleaciones con composiciones precisas.
El calor se genera excitando moléculas en el propio hierro sin la adición de oxígeno u otros gases. Si bien esto facilita la fusión de materiales porque hay menos variables de las que preocuparse, también significa que el horno no se puede usar para fabricar acero fundido de alta calidad, ya que todo lo que se pone en el horno sale igual.
¿Cómo elegir un horno de fusión?
Cual horno de fusión se utiliza tendrá un impacto en la eficacia de la fundición y las coladas finales. Por lo tanto, es esencial considerar qué resultados se requieren, ya que esto influirá en qué tecnologías de horno se necesitan.
Los siguientes factores ayudarán a decidir qué horno de fusión se adaptará a las operaciones de fundición específicas:
- Espacio disponible
- Aleaciones objetivo y su punto de fusión.
- Inversión financiera
- La eficiencia energética
- Requisitos de mantenimiento
- cantidad de metal necesaria
- Cuestiones ambientales
Tenga en cuenta que no existe una solución única para todas las operaciones de fundición. Cada fundición puede tener diferentes criterios para su escala de producción y demandas del mercado. Es vital marcar todas las casillas antes de tomar la decisión final sobre qué tecnología de horno y qué proceso de fusión en general se requiere.
La línea de fondo
Las últimas décadas han sido testigos de varios avances en las tecnologías de fusión de metales. Aún así, hay muchos pasos y procesos básicos que pueden ayudar a los fundidores de metal a mejorar la eficiencia de la fundición de metales y reducir la pérdida de metal durante la producción. Como tal, es esencial que las fundiciones estén atentas a las tecnologías cambiantes y se adapten de acuerdo con las tendencias del mercado.
