Industria de fundición
Procesos de fundición y tecnologías de hornos para colada de metales
Una fundición es una instalación industrial dedicada a la fusión y colada de metales en formas, componentes o piezas de ingeniería específicas. El elemento central de cualquier operación de fundición es el horno de fusión, aunque las tecnologías de hornos han evolucionado significativamente con el tiempo. Cada tipo de horno presenta características térmicas, requisitos energéticos y una idoneidad particular según las aleaciones metálicas a procesar.
Hornos de cúpula para la fusión de hierro fundido
El horno de cúpula es un horno vertical de cuba utilizado históricamente para la fusión de hierro fundido. Aunque su uso ha disminuido en la práctica moderna, sigue siendo una referencia importante en la metalurgia ferrosa tradicional. El horno consiste en una envolvente cilíndrica de acero revestida internamente con ladrillos refractarios capaces de soportar elevadas cargas térmicas y ataques químicos.
Los materiales metálicos de carga, junto con coque y fundentes, se introducen en capas a través de una puerta de carga situada a media altura. El aire precalentado se inyecta mediante toberas próximas a la base para iniciar la combustión. Conforme la carga desciende, se funde y se acumula en la parte inferior, donde el hierro líquido se recoge sobre un lecho de arena y se vacía por una piquera. Aunque las cúpulas ofrecen un alto rendimiento, son menos eficientes y menos adecuadas desde el punto de vista ambiental que los sistemas más modernos.
Tecnología de hornos de inducción para fusión de precisión
Los hornos de inducción se utilizan ampliamente en fundiciones modernas por su eficiencia energética, control preciso de la temperatura y funcionamiento más limpio. Estos hornos utilizan inducción electromagnética para generar calor en el crisol que contiene la carga metálica. Alrededor del crisol se disponen bobinas de cobre refrigeradas por agua que generan un campo magnético alterno, induciendo corrientes parásitas y calentando el metal desde el interior.
Los hornos de inducción son adecuados para fundir una amplia gama de metales ferrosos y no ferrosos. Son más silenciosos, más limpios y más rápidos que las cúpulas tradicionales, con un control superior sobre la temperatura del baño y su composición. No obstante, ofrecen capacidades de refinación limitadas y pueden producirse pequeñas pérdidas por oxidación durante la operación.
Hornos reverberos en la colada de metales no ferrosos
El horno reverbero es un tipo de horno de solera abierta utilizado principalmente para la fusión de metales no ferrosos, especialmente aluminio, cobre, bronce y latón. En este diseño, el metal fundido no entra en contacto directo con la llama de combustión. El calor se transfiere por radiación y convección a partir de los gases de combustión que circulan sobre la superficie del baño metálico antes de salir por la chimenea.
Aunque en gran medida ha sido sustituido en las operaciones de fusión primaria, el horno reverbero sigue utilizándose para la fusión de aluminio reciclado destinado a la fundición a presión y al refinado secundario. Es apreciado por su capacidad y su capacidad de procesar materia prima de baja calidad, aunque su eficiencia térmica es inferior a la de los sistemas cerrados de fusión.
Sistemas de manejo de metal líquido: cucharas y sistemas de vertido
Además del horno, las fundiciones requieren sistemas especializados de manejo de metal líquido para transportar el baño de manera segura y eficiente hasta el punto de vertido o molde. Estos sistemas se basan en cucharas metalúrgicas, recipientes fabricados en acero y revestidos con materiales refractarios de alto rendimiento.
La configuración de las cucharas varía según la aplicación. Las cucharas de vertido por labio se utilizan en talleres pequeños, mientras que las cucharas de pico tipo tetera o de fondo para vaciado controlado se emplean en operaciones industriales. Las cucharas de vaciado por el fondo ayudan a reducir la inclusión de escoria o impurezas, permitiendo que el metal más limpio de las zonas inferiores del baño fluya primero. Todas las cucharas están diseñadas para cumplir exigentes requisitos de aislamiento térmico, integridad mecánica y seguridad operativa.