Tipos de Hornos Usados en la Fundición de Metales.doc

8/16/2019 Tipos de Hornos Usados en la Fundición de Metales.doc

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Procesos de FabricaciónHornos para Fundición de Materiales Metálicos

Tipos de Hornos Usados en la Fundición de Metales.IntroducciónLos hornos de fusión de las funderías modernas se describen los tipos principales, agrupándolosen: hornos de crisol, eléctricos, rotativos, de reverbero, convertidores y cubilotes. n algunos casosse puede emplear un mismo tipo de horno tanto para aleaciones férreas como no férreas. n loscasos en !ue es conveniente, se se"alan las aplicaciones particulares de los hornos descritos.

Hornos de crisoll proceso de fundir los metales en crisol es uno de los mas antiguos y sencillos. #e empleatodavía mucho en la funderías modernas, y probablemente se seguirá usando por!ue el costoinicial es barato y el metal se funde fuera del contacto con el combustible. Los hornos de crisolsuelen dividirse en tres clases, seg$n el procedimiento empleado para colar el caldo contenido enlos crisoles. n los hornos de crisol propiamente dichos, los crisoles están totalmente dentro de lacámara del horno y se e%traen de ella para coser el metal. n los hornos de crisol fi&o nobasculables 'hornos estáticos de crisol fi&o( e%iste un solo crisol fi&o al horno y !ue sobresale de lacámara de calefacción, por lo !ue los gases de combustión no pueden tener ning$n contacto con elcaldo: como no es posible bascularlos para colar, su contenido de caldo solo puede pasarse a losmoldes sacándolo del crisol del horno con una cuchara. Los hornos basculables de crisol fi&o sonanálogos a los anteriores, pero toda la estructura del horno puede inclinarse para colar el caldo por vertido en cucharas o directamente a los moldes) el e&e de rotación del horno puede ser central o

transversal a la pi!uera de colada y situada precisamente en el pico de ésta) en este $ltimo caso elcontenido del crisol del horno se vierte íntegramente en la cuchara sin mover ésta. * biendirectamente en los moldes.

Hornos de crisolesPueden ser hornos de foso, hornos a nivel del suelo o bien hornos levantados respecto al suelo. ltipo de foso, suele calentarse por co!ue !ue se carga alrededor y por encima de los crisoles '!uese sierran con una tapa de refractario( para producir la fusión y el sobrecalentamiento sinnecesidad de cargar más co!ue. l combustible descansa sobre una parrilla ba&o la cual hay uncenicero y foso de ceni+as. stos hornos se emplean también para fabricar acero al crisol. l tiropuede ser natural o for+ado, es decir, producido por una chimenea o mediante un pe!ue"oventilador !ue traba&a a presiones de - a mm/0*. l $ltimo método es preferible paracontrolar me&or el calor y la atmósfera del horno. l espacio destinado al co!ue entre los crisoles y

el revestimiento del foso debe ser de por lo menos mm, y entre el fondo de los crisoles y lascaras de la parrilla suelen haber apro%imadamente 12-mm. l borde de los crisoles debe !uedar deba&o de la salida de humos. Las parrillas y todas las entradas de aire deben mantenerse libres deproductos sinteti+ados para !ue el aire pueda circular libremente a fin de conseguir una combustióncompleta y una atmósfera ligeramente o%idante.

/orno de 3risol

Los hornos calentados por gas o aceite son más fáciles de controlar y funden más rápidamente!ue los otros, pero imponen condiciones más duras a los crisoles y los refractarios. Los crisolesson de capacidad variable, pueden contener hasta apro%imadamente 14- 5g. de acero, aun!ueson más corrientes las capacidades de 67 a 7- 5g.: para latones, la capacidad suele ser de - 5g.

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Los crisoles grandes e%igen alg$n mecanismo de elevación !ue permita sacarlos del horno,mientras los más pe!ue"os pueden ser mane&ados con tena+as por uno o dos hombres. nalgunos casos se han usado en estos hornos crisoles de hasta 12- 5g. de capacidad) la venta&a!ue se les admite es !ue hay menos perturbaciones y menos salpicaduras del caldo cuando se letransfiere desde la unidad de fusión hasta los moldes.

Hornos de crisol fijo no basculables8a hemos se"alado !ue en estos el crisol está fi&o al horno, sus bordes salen fuera de la cámara decaldeo y no hay posibilidad de9 contacto con los gases de combustión.

/ornos de crisol fi&o no basculables

3omo no pueden bascularse para verter el contenido del crisol, es necesario e%traer el caldo conuna cuchara) son adecuados cuando se necesita tomar pe!ue"as cantidades de metal a intervalosfrecuentes, como, p.e&., cuando se cuela en co!uillas. Pueden emplearse como hornos de esperacon la sola misión de mantener el metal en estado lí!uido, pero en algunos casos también seefect$a en ellos la fusión. #u rendimiento térmico es más ba&o para la fusión, sobre todo cuando setraba&a a temperaturas altas, pero representan una verdadera unidad de fusión, de no muchacapacidad, !ue sirve para una gran variedad de traba&os.

Hornos basculables (de crisol fijo)ambién hemos indicado anteriormente !ue estos hornos son análogos a los del tipo anterior, perocon la diferencia de !ue la estructura total del horno puede inclinarse alrededor de un e&e hori+ontalpara efectuar la colada sin tener !ue recurrir a la e%tracción del caldo del crisol mediante cucharasintroducidas en él. Lo mismo !ue los hornos de foso se pueden calentar con co!ue, con gas o conaceite. l horno no es mas !ue una carcasa de acero suave revestida con materiales refractarios,en forma de ladrillos o apisonados. #uelen ser cilíndricos como en el !ue se muestra en la figura.

/ornos basculables 'de crisol fi&o(

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;lgunos hornos basculables calentados por co!ue tienen una parrilla con una ca&a cenicero, y elaire soplado pasa a través de los mu"ones a una ca&a de viento !ue rodea la parte inferior delhorno o a veces de conductos en una carcasa de paredes delgadas para producir alg$nprecalentamiento. La capacidad para) el co!ue es importante, especialmente para aleacionesférreas) si es suficiente evita la recarga de co!ue durante la fusión y las consiguientes pérdidas decalor. Para encender un horno basculante de co!ue se empie+a por un fuego moderado de maderay co!ue y cuando todo el co!ue !uema uniformemente alrededor de crisol se completa la carga deco!ue 'algunos hornos poseen un !uemador anular de gas para iniciar la combustión(. 3on el airea un cuarto de soplado, se calienta el crisol al ro&o y entonces se carga con el metal. ntre elencendido y la carga de los hornos de crisol de 1-- 5g. de capacidad de carga deben transcurrir 9- min., y 6 min. para los de 6- 5g. 'capacidades de carga de latón(. Los hornos calentados por aceite o gas son de dise"o parecido, salvo !ue no necesitan ca&a de viento ni se precisa la parrilla,por lo !ue el crisol descansa en un soporte refractario. l !uemador se fi&a en el horno de tal forma!ue el calentamiento pueda continuar mientras !ue el horno se bascula. sto es venta&oso cuandose necesita el metal en cantidades pe!ue"as cada ve+ y el período de colocada es prolongado. llos hornos de gas hay !ue tomar precauciones para evitar e%plosiones, especialmente durante elencendido.


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Hornos el"ctricosLos hornos eléctricos se emplean cada ve+ más para fundir los metales y en los $ltimos a"os hanaparecido tipos nuevos y perfeccionados. /ay, sin embargo !ue hacerse cargo de su importanciarelativa por lo !ue describiremos los diversos tipos en el orden de su importancia industrial. Loshornos eléctricos de fusión se clasifican en tres grupos fundamentales: 1( /ornos de acero) 0(/ornos de inducción, y 9( hornos de resistencia.

/orno eléctrico

Hornos el"ctricos de acerostos hornos se emplean para la mayoría de las aplicaciones, incluyendo la fusión de acero,fundición de acero, latones, bronce y muchas aleaciones de ní!uel. /ay dos tipos fundamentales:los de arco directo y los de arco indirecto.

Los hornos de arco directo reciben este nombre por!ue el arco salta directamente entre elelectrodo y el metal a fundir. Los electrodos son de grafito o de carbón amorfo y los hornos puedenser monofásicos cuando son muy pe!ue"os 'menos de 1--5g de capacidad( o, con másfrecuencia, trifásicos) éstos tienen tres electrodos suspendidos verticalmente sobre la solerarefractaria, !ue generalmente es cóncava. Los hornos modernos son casi todos de planta circular.3on paredes refractarias y cubiertos con una bóveda con agu&eros para el paso de los electrodos.

/orno de arco directo

n los hornos trifásicos, !ue se construyen con capacidades de hasta 1- on 'de acero(, los

electrodos se encuentran en los vértices de un triángulo e!uilátero. n los puntos en !ueatraviesan la bóveda hay dispuestos collares refrigerados con agua, !ue además de enfriar elelectrodo en este punto, sierran las aberturas y evitan un efecto de chimenea e%cesivo.

l horno está alo&ado en una robusta envuelta de acero en uno de cuyos lados están montadas trescolumnas sobre las !ue se despla+an los bra+os !ue portan los electrodos. stos $ltimos no solosoportan el peso de los electrodos, sino !ue también soportan los conductores y los tubos para larefrigeración de las morda+as !ue su&etan a los electrodos. stas suelen tener forma de collar refrigerado por agua, !ue pueden abrirse en dos mitades mediante un go+ne y !ue al cerrarse seaprietan mediante un tornillo o un pistón hidráulicos. n otros casos se construyen como un collar

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continuo al !ue se fi&a el electrodo mediante una cu"a accionada mecánica o hidráulicamente. Loselectrodos pueden elevarse o descender, despla+ándose los bra+os sobre los mástiles por laacción de motores eléctricos o dispositivos hidráulicos. n los hornos más primitivos los electrodosse subían y ba&aban a mano o por control manual de los motores de despla+amiento. @a&ando loselectrodos se acorta el arco y aumenta la potencia, y lo contrario ocurre al subirlos. l control seefect$a en la actualidad automáticamente, y en el caso de ser accionados los electrodos por motores eléctricos, la puesta en marcha y la inversión del movimiento de estos es gobernada por laintensidad !ue pasa por el electrodo y el volta&e !ue e%iste entre este y el ba"o.

/ay diferentes métodos para el control automático de la potencia del arco) uno de los máscorrientes es el sistema de 'Aard=Leonard(, en el !ue generadores de corriente continua alimentana los motores de corriente continua: el funcionamiento de los generadores está gobernado por lasmagnitudes, intensidad y volta&e de los electrodos. ;sí se consigue cierta amplificación, por!uecuando la desviación con relación a un terminado a&uste es grande se aceleran los motores yrestablecen rápidamente el e!uilibrio. l control hidráulico suele basarse en un serbo=cilindro y unpistón conectados directamente a los bra+os de los electrodos. n principio, los reguladoreshidráulicos tienen una parte eléctrica sensible a la intensidad y el volta&e de los electrodos y undispositivo ' !ue puede ser una válvula accionada magnéticamente( !ue efect$a la conversión delas se"ales eléctricas en variaciones de presión del acero o el agua.

3asi todos los hornos empleados para la fusión son de tipo basculable, montados sobre sectoresdentados situados ba&o el horno o a los lados de la envuelta. n ángulo recto con los bra+os de loselectrodos y diametralmente opuestas se encuentran la compuerta de carga o traba&o y la pi!uerade colado. n los hornos pe!ue"os de hasta 1- on de capacidad, la carga se efect$a a través dela correspondiente compuerta, a mano o por caída) los hornos grandes se cargan por arribalevantando la bóveda. La bóveda es una estructura de ladrillos refractarios !ue se apoya en unanillo acanalado de acero. n los hornos de carga por arriba ésta bóveda se puede elevar ydespla+ar para de&ar abierto el horno para la carga. l despla+amiento de la bóveda puede ser lateral, mediante un puente gr$a o un giro alrededor de un pivote) una ve+ !ue el horno !uedaabierto se le carea mediante una cubeta de carga por caída.

La compuerta de traba&o de los hornos !ue se cargan por arriba se emplea para a"adir elementosde aleación o escorias, para el rableo del metal fundido y a veces para el desescoriado. l hornopuede normalmente bascularse hacia atrás para facilitar esta operación. ;lgunos hornos,especialmente en funderías en !ue a veces es necesario colar en cucharas pe!ue"as o de mano,son basculantes no alrededor de un e&e central, sino !ue pivotan alrededor de un e&e perpendicular al canal de colada, y situado apro%imadamente en el pico de colada) en este caso todo el cuerpodel horno es levantado por medios hidráulicos.


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ba&as, de 7- a 14-B, para el afino o la espera. Los volta&es suelen aumentar con las dimensionesdel horno, por lo !ue las tensiones de 6-B se emplean en los hornos más grandes y las de 12-Ben los de 0 o 9 on. Para evitar los efectos de un corto circuito se dispone una reactancia variable,!ue se mantiene elevada durante la fusión se disminuye luego progresivamente lo mismo !ue latensión, y se de&e fuera de circuito durante el afino.

Los hornos de arco directo pueden ser de revestimiento ácido o básico, seg$n la operación !uedeban reali+ar. 3uando el revestimiento es básico la solera es de dolomía o magnesita apisonadas.l revestimiento de las paredes laterales pueden ser también básico, pero algunas veces la partesuperior de las paredes de un horno básico es de sílice. La bóveda es normalmente de ladrillos desílice. Los revestimientos básicos se emplean en la fabricación de acero cuando hay !ue eliminar fósforo y a+ufre, y suelen recomendarse para los aceros muy aleados, como los ino%idables y almanganeso. l revestimiento ácido es todo el de materiales silíceos y su empleo está restringido ala preparación de fundiciones de hierro y fabricación de pie+as de acero moldeado partiendo dechatarras !ue no e%i&an desulfuración ni defosforación.

Cn desarrollo reciente es la aplicación de la agitación electromagnética montando una bobina ba&ola solera del horno. 3on este procedimiento se controla bien la agitación del metal fundido y sefacilita la separación de la escoria del ba"o. #olo se emplea en los hornos grandes y es raro !ue seutilice en los de tama"o más pe!ue"o, !ue son los corrientes en las funderías.

Los hornos de arco indirecto reciben este nombre por!ue el arco salta entre dos electrodos decarbón completamente separados e independientes de la carga, !ue se calienta solo por radiación.Duchos de los hornos más antiguos eran de esta clase, pero el $nico superviviente de estos tiposde horno es el horno basculante de arco !ue se emplea con frecuencia para obtener fundiciones dehierro especiales, bronces y ocasionalmente aleaciones de ní!uel. 3onsisten esencialmente enuna envuelta revestida con refractarios, cuya forma es esférica o cilíndrica, con dos electrodosmontados hori+ontalmente) el arco salta entre ellos en el centro de la cámara formada por elrevestimiento refractario. l horno está montado sobre rodillos) estos son accionados por un motor !ue gracias a un conmutador de inversión, produce el balanceo del horno.

#e ve !ue solo e%iste una abertura de carga, cerrada por una compuerta, ba&o la cual está lapi!uera de colada. #e carga a través de la abertura después de sacar los electrodos y se llena el

horno hasta un nivel inferior al de ellos. l control automático del balanceo se a&usta de forma !ueeste no empiece hasta !ue la carga comien+a a ablandarse y deprimirse) también puede darseinicialmente un balanceo ba&o un ángulo muy pe!ue"o para !ue los tro+os de la carga no puedangolpear a los electrodos y romperlos. l ángulo de balanceo se controla automáticamente) aumentapoco a poco al progresar la fusión y se alcan+a el má%imo cuando la fusión es completa.Prácticamente todo el refractario es ba"ado en forma continua por el metal fundido y se distribuyeel calor locali+ado del arco indirecto. l balanceo asegura también una buena me+cla del metal, ypor ello se prefiere para las fundiciones de hierro aleadas y para las aleaciones de cobre !uecontienen plomo.

Hornos de inducciónLas muchas variantes e%istentes de hornos de inducción no es posible en la actualidad clasificarlosrígidamente por la frecuencia de la corriente usada. Los hornos !ue traba&an a frecuencias

superiores a los -- ciclos por segundo tienen un ba"o en forma de crisol cilíndrico y no llevan unn$cleo de hierro. stos hornos se llaman corrientemente hornos de inducción sin n$cleo. n los$ltimos a"os se han construido muchos hornos de este tipo !ue traba&an a - ciclos por segundo,es decir, la frecuencia normal de las redes de suministro. Los primitivos hornos de inducción teníanun canal de fusión !ue formaba el secundario en cortocircuito de un transformador) estos sepueden denominar hornos de inducción de canal.

Hornos de inducción sin n&cleo

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La capacidad de estos hornos puede variar desde pocos gramos para fundir metales preciosos ypara traba&os de laboratorio, hasta unas 1 on de acero en las unidades, para produccionesgrandes. l ba"o es normalmente cilíndrico con revestimiento ácido o básico, aun!ue los de este$ltimo tipo no son todavía muy satisfactorios, en especial para los hornos muy grandes. Por talra+ón la mayoría de los hornos implican revestimientos silíceos) generalmente se forman medianteun cemento seco !ue lleva incluido el aglutinante y se sinteti+a o frita en posición utili+ando unmodelo cilíndrico en el !ue se coloca la primera carga. ste modelo es normalmente de acerosoldado o moldeado y es esencial para fritar el revestimiento a la temperatura má%ima de traba&o.l revestimiento va rodeado por la bobina inductora de tubo de cobre en forma aplastada) estánormalmente protegido por un barni+ aislante y amianto.

n los hornos pe!ue"os, de hasta p.e&., 0- 5g. de capacidad, la envuelta del horno es de cartónde amianto con cemento aplicado sobre un arma+ón no magnético, por!ue si se utili+ara unacarcasa de material magnético, como el acero, se produciría un calentamiento por el flu&o dispersohacia el e%terior de la bobina. 3uando los hornos son grandes no se puede prescindir de unacarcasa de acero y entonces hay !ue recurrir a una pantalla magnética formada por pa!uetes dechapa de acero al silicio !ue forman un yugo magnético alrededor de la bobina y !ue puede servir para soportarla. Los hornos suelen ser basculables y a veces por pivoteo alrededor del pico decolada, en cuyo caso el horno se levanta mediante un dispositivo hidráulico o un torno eléctrico yun cable.

/orno de Enducción sin f lu&o

stos hornos de inducción suelen traba&ar a frecuencias mayores de las normales y corrientementese llaman de media frecuencia los !ue funcionan a -- ciclos por segundo, mientras se llaman dealta frecuencia a los !ue emplean más de 1--- ciclos por segundo. La mayoría de los hornosgrandes, de más de apro%imadamente 0- 5g. suelen alimentarse con un e!uipo motor generador,pero los pe!ue"os de p.e&., 1- 5g. pueden utili+ar osciladores de chispa en mercurio !ueengendran corrientes con frecuencias de 1---- a 0---- ciclos por segundo. ambién puedenemplearse generadores de válvulas termoiónicas, con capacidades de hasta - 5A y !ue traba&ana frecuencias de 0-- a 1--- ciclos por segundo. odavía hay otros tipos de generadores de arcode mercurio !ue producen frecuencias del orden de los 0--- ciclos por segundo.

Las instalaciones más e%tendidas son las de motor generador, !ue suponen apro%imadamente el7-? de la capacidad de fusión de este tipo de hornos. l e!uipo de alimentación se compone de

un motor trifásico !ue mueve a un generador de alta frecuencia y un e%citador. l factor depotencia de estas instalaciones es de solo -.1 , por lo !ue hay !ue acoplar en paralelo: con labobina de inducción una batería de condensadores, parte de la cual por lo menos debe ser variablepor!ue la capacidad del circuito depende de las condiciones de fusión. ste tipo de hornos hasustituido ampliamente a los hornos de crisoles para la fabricación de aceros de herramientas y dealta aleación, y se le prefiere para aleaciones ní!uel=plomo resistentes al calor, aceros ino%idables,aceros para imanes y en general para todas a!uellas aleaciones !ue contienen grandes cantidadesde elementos caros como cobalto, olframio, vanadio, cromo y ní!uel. ambién es preferido paraaleaciones !ue deben contener muy escaso carbono, por!ue el metal no tiene en ellos contactoalguno con carbón.

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Dodernamente se han conseguido hornos de este tipo !ue traba&an a la frecuencia normal de lared, es decir, a - ciclos por segundo pero la normal es !ue estos hornos de frecuencia ordinariasolo puedan fundir tro+os grandes de metal, con dimensiones medias de 1- a 0-- mm. Parafundir material de tama"os más pe!ue"os es esencial mantener un charco de metal lí!uido !uepueda absorber la carga. ales hornos se prefieren para fundir virutas de fundición !ue alimentan alcharco de metal en fusión. La venta&a fundamental es !ue no es necesario el e!uipo generador defrecuencias superiores a la ordinaria. 3uando se conectan a la red trifásica de bases y una bateríade condensadores para me&orar el factor de potencia. n todos los hornos de inducción sin n$cleohay un circulación rápida del metal !ue es ideal para obtener aleaciones, por!ue produce una granhomogeneidad pero no son adecuados para el afino mediante escorias por!ue estas se mantienendemasiado frías por no ser calentadas por las corrientes inducidas.

Hornos de inducción de canales.Los primeros hornos de este tipo consistían de un anillo de metal !ue formaba un anillo secundariode un transformador de una sola espira. l ba"o de estos hornos era de forma poco conveniente.La capacidad estaba limitada por ra+ones eléctricas, pero se encontró !ue el bucle del metal encorto circuito !uedaba sumergido ba&o un ba"o y se eliminaban muchos inconvenientes. Cno de losprimeros hornos así concebidos el canal secundario de una B y el ba"o principal encima de lospalos de la B, pero por efectos eléctricos y térmicos se produce una rápida circulación !ue sirve

para calentar el ba"o de encima. s esencial mantener el horno siempre lleno hasta un tercio de sucapacidad con un metal, a"adiéndose el metal a fundir al charco de metal lí!uido. stos hornos sehan empleado para fundir latón para lingotes y hoy se utili+an para aleaciones de aluminio coladasen co!uilla y para fundición en hierro.

Los otros tipos de hornos no tienen el canal secundario en forma de B) por e&emplo un tipo tienedos cámaras separadas, una para la fusión y otra para mantener el metal hasta el momento de lacolada, y estas cámaras están conectadas por 0 canales inclinados. l arrollamiento primario y elyugo de hierro del transformador están situados en canales. #e emplea este tipo de horno parafundir aleaciones de aluminio para colar en co!uilla y para latones. l metal frío se carga en una delas cámaras mientras la otra sirve como ba"o de espera desde el !ue el metal se saca concucharas o se %ifona. La suciedad y la escoria se acumulan en la cámara de función o carga y ellas

se desespuman. Los hornos son de 0- a 1-- 5. 3on capacidades de función de hasta 0- 5g.por hora.

*tro tipo de horno con canal sumergido se ha desarrollado especialmente para aleaciones dealuminio y de +inc, indicándose su es!uema en la figura 11. el canal sumergido es rectangular y elbra+o hori+ontal es de mayor sección transversal !ue los 0 verticales, por lo !ue cual!uier suciedadse acumula y se deposita en él, y se puede e%traer para limpiarlo. La figura 10 es una vista generaldel horno, !ue puede emplearse para latón y otras aleaciones de cobre. Duchos hornos de canalse construyen con 0 canales, y el primario con arrollamiento y cone%ión #cout para cargar e!uilibradamente a una red normal. #uelen emplearse enla+ados a una red con tensionesnormales de 6-- a 66- B y llevan un auto transformador para a&ustar el volta&e y variar la carga. Labobina primaria suele refrigerarse con un ventilador.

Hornos de resistencia./ay dos clases fundamentales de hornos de resistencia. Los de la primera se calientan medianteresistencias de aleaciones tales como la # ní!uel=cromo 2-G0-, en forma de cintas o varillas)generalmente un crisol o recipiente para el metal lí!uido y sirven para aleaciones de ba&o punto defusión, como las de soldadura, las de tipos de imprenta, los metales antifricción para co&inetes yalgunas veces las de aluminio. Los elementos de caldeo se disponen alrededor del e%terior delcrisol y todo el horno !ueda dentro de una carcasa rellena con un material refractario y aislantetérmico. Los elementos de caldeo suelen estar soportados por el revestimiento refractario.

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l segundo tipos de hornos de resistencia sirve para temperaturas más elevadas y recuerda a loshornos basculantes de arco indirecto. La diferencia fundamental es !ue la calefacción no laproduce el arco indirecto !ue salta entre los 0 electrodos. #ino !ue calienta por resistencia) Béasela figura 16. Los hornos son siempre cilíndricos, revestidos con un refractario adecuado) la barra degrafito está colocada hori+ontalmente y coincidiendo con el e&e del cilindro. @ascula alrededor dele&e hori+ontal del cilindro para distribuir me&or el calor radiado y ba"ar casi todo el refractario con elmetal lí!uido. la barra= resistencia esta mentada en soportes de grafito y se puede sacar del hornopara efectuar la carga. ste tipo de horno se ha empleado para fundir y sobrecalentar fundicionesde hierro especiales, y también sirve para fundir bronce y otras aleaciones de cobre.

Hornos rotati+os.Cn horno rotativo se compone de una envuelta cilíndrica de acero, revestido con materialrefractario, y !ue puede girar u oscilar lentamente alrededor de su e&e principal. l horno sueleterminar por sus e%tremos en troncos de cono) en uno de ellos está el !uemador y en el otro lasalida para los gases !uemados, !ue frecuentemente pasan a un sistema de recuperación paraprecalentar el aire empleado en la combustión. l combustible puede ser gas, aceite o carbónpulveri+ado, y el aire se suministra mediante un ventilador o má!uina suplante. n los hornospe!ue"os la rotación se puede dar a mano, pero la mayoría están montados sobre rodillos y se leshace girar por un dispositivo de cadena o de fricción. La elevada temperatura de la llama funde ysobrecalienta la carga y lleva una temperatura superior al refractario, !ue cede su calor a la

superficie inferior del metal cuando al girar el horno se pone en contacto con ella. ste efectoacorta el tiempo de fusión y ayuda a salvar el efecto de aislante térmico den la capa de escoria. #epuede fundir en condiciones neutras, o%idantes o reductoras.

La capacidad de un horno rotatorio puede variar mucho. Para latones y bronces oscila entre unos- 5g. 8 on. 8 normalmente son de - 5g. ; 0 on. Para la fundición de hierro, y en algunoscasos acero, las capacidades pueden ser mucho mayores' el nuevo horno alemán HrotorI, instaladoen overhausen, es una unidad de 4- on, y la planta esta prevista para 1-- on, pero se trata dehornos especiales para fabricación de acero y no para el traba&o rutinario de fundería(. >L metalpuede sangrarse por un agu&ero de colada $nico situado en la pared del cilindro, !ue se mantienetaponado con refractario mientras el horno gira. Las unidades grandes tienen un control para !ue elflu&o sea uniforme durante la colada. n algunas instalaciones se pueden inclinar hacia delante ohacia atrás para facilitar la carga, la colada y el desescoriado.

La figura 1 muestra una instalación moderna para un horno rotativo grande. Los e%tremos ; delcuerpo son de forma cónica con uniones elásticas para permitir la dilatación del revestimiento. Lacarcasa lleva 0 anillos @ y @, !ue descansan sobre 0 pares de rodillos arrastrados a través de unengrana&e reductor de velocidad por un motor eléctrico. l horno se hace girar automáticamente yla operación es controlada desde un puesto de mando !ue permite al operador gobernar más deun horno. l !uemador envía directamente la llama al interior del horno a través de uno de lose%tremos cónicos y los gases son e%traídos por el lado opuesto, !ue sirve también como agu&erode carga. l tobo de e%tracción de gases 3 se puede despla+ar para cargar el horno y luegovolverse a su posición) estos gases son enviados a la chimenea o a un pre calentador metálico


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Los hornos basculantes semi=rotativos pueden tener capacidades de hasta 9 on. Para la fusión decobre, bronce, latón y aluminio.


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instalar hornos más pe!ue"os !ue puedan producir mayor n$mero de coladas al día. n un buenhorno se pueden fundir 0 toneladas de carga en 4 horas. ;lgunas veces se recuperan los gasesde salida para precalentar el aire de combustión.

3uando se empie+a a sangrar el horno conviene sacar todo el metal más rápidamente posible paraevitar !ue las pérdidas de silicio y manganeso sean mayores, de alrededor del 0-?. Los hornos dereverbero pueden emplearse acoplados a un cubileteen un proceso duple%.

;lgunas veces se emplean pe!ue"os hornos de reverbero, con capacidad de 6 Kilos a 0toneladas para la fusión de metales no férreos. Por e&emplo, latones y bronce. Pueden ser estacionarios o basculables. Cno de los tipos más pe!ue"os son los hornos modernos llamados desolera seca, !ue se emplean para los metales de punto de fusión más ba&o, el metal lí!uido, sobreuna solera inclinada fluye muy rápidamente, a un recipiente desde la cual se saca con cucharaspara su utili+ación. sto evita el sobrecalentamiento del metal y la formación de ó%ido en la solera.l calentamiento es por gas, aceite o una combinación de ambos directamente sobre la carga. Lascapacidades de fusión varían de 16- a 7-- Kilos de aluminio por hora, con ba"os de capacidadesde 09- va 7-- Kilogramos.

Hornos Mart-nie!ens.ste tipo de hornos de reverbero se emplean principalmente para la fusión y afino del acero

destinado a la fabricación de lingotes, y representaron la forma de fabricación de acero máse%tendido en ran @reta"a y stados Cnidos. #u capacidad puede variar entre 0 y -- toneladas./ace a"os se empleaban hornos más pe!ue"os, de 1 a 9- toneladas, pero estos han sidosustituidos casi completamente por los hornos eléctricos. #in embargo e%isten todavía enfuncionamiento algunos hornos para fabricar pie+as coladas grandes, con pesos de - toneladas omás. Por lo !ue daremos la descripción de dichos hornos.

l horno Dartín=#iemens es calentado con aceite, gas de co!uería, gas de gasógenos o uname+cla da gas de alto horno y de co!uería, si se dispone de ella. 3uando se emplea un gas depoco poder calorífico, como el gas de gasógeno o la me+cla citada, es fundamental precalentar elgas en un regenerador. l aire se recalienta siempre para conseguir la má%ima economía térmica ylograr una elevada temperatura de llama.

/orno Dartin #iemens

l horno es un recipiente rectangular con puertas para combustible y gases en ambos e%tremos.stas puertas pueden responder a diversos dise"os, pero en todo caso deben dirigir los gaseshacia aba&o, hacia la carga o ba"o del metal. La llama y los gases calientes pasan por encima delba"o y salen por el e%tremo opuesto del horno. Los gases de la combustión atraviesan uno o dosregeneradores antes de perderse en la chimenea) frecuentemente se colocan calderas después delos regeneradores para recuperar el calor perdido y conseguir la me&or recuperación posible de losproductos de la combustión mediante válvulas refrigeradas con agua y entonces al horno se lecalienta desde el e%tremo opuesto. #i se emplea combustibles de alto poder calorífico, como los

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aceites o al!uitranes de cerosota y a$n el gas de co!uería, no suele precalentarse el combustible ysolo hay !ue precalentar el aire en cada uno de los e%tremos del horno.

n los $ltimos a"os se ha empleado o%ígeno para aumentar la temperatura de la llama en losperiodos iniciales de la fusión. ambién se utili+a un chorro o lan+a de o%ígeno para ayudar a laeliminación del carbono en el periodo de afino del arrabio para convertirlo en acero.

Los hornos Dartín=#iemens pueden ser fi&os o basculables, prefiriéndose los $ltimos para el afinode arrabios altos en fósforo. Para fabricar aceros de calidad se emplean generalmente los hornosDartín=#iemens con revestimiento básico, aun!ue a$n se utili+an en algunos lugares los conrevestimiento ácido para obtener aceros de muy buena calidad partiendo de materias primas muyselectas.

/on+ertidores.odos los convertidores son variantes del primer invento de @essemer, basado en la idea de soplar aire a través del arrabio lí!uido para o%idar las impure+as tales como el carbono, silicio ymanganeso, cuya combustión suministra el calor suficiente para la conversión del arrabio lí!uido

l proceso @essemer, sirve en las fábricas de acero para convertir enormes cantidades de arrabiolí!uido procedente del alto horno en acero para colaren lingotes, cuando el arrabio contiene fósforo

se emplea un revestimiento básico y esta variante es la conocida como proceso homas) losconvertidores básicos se llaman convertidores homas. 3uando los contenidos de fósforo o a+ufredel arrabio son ba&os 'menos de -.-6?( se emplean los convertidores @essemer. La capacidad deestos varía entre 1- y 4- toneladas cuando se emplean para la fabricación de lingotes de acero, yse soplan siempre por el fondo. Los convertidores @essemer se utili+an raramente para lafabricación de pie+as de acero moldeado.

/orno @essemer

n los $ltimos a"os se han desarrollado diversos procesos !ue no emplean el aire ordinario, sino!ue o%idan al carbono y demás elementos por medio de o%ígeno puro o una me+cla de vapor yo%ígeno. l o%ígeno puede soplar desde arriba mediante un chorro o lata de presión o se le inyectapor otros medios, pero la mayoría de estos procesos se emplean para la fabricación de acero engran escala y no se utili+an en la fundición de acero moldeado. l proceso principal del convertidor en la fundición de acero moldeado emplea el llamado convertidor de soplado lateral, más conocidocomo convertidor tropenas. l metal se suele fundir en cubilete, y está constituido por me+clas

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variables de chatarra de fundición y de acero, y también lingote de alto horno. n esteprocedimiento es esencial !ue la carga fundida en el cubilote contenga suficiente silicio,manganeso y carbono para !ue al !uemarse en el convertidor pueda elevarse la temperaturadesde la de caldo del cubilote hasta la del acero lí!uido, es decir, desde apro%imadamente 19-- a14-- J3. #i el contenido de carbono es ba&o, es necesario aumentar el de silicio, por e&emplo,mediante adiciones de ferro silicio, aun!ue en ocasiones se aumenta al contenido de manganeso.

l convertidor de soplado lateral es un convertidor ácido en el !ue no se elimina ni el fósforo ni ela+ufre, por lo !ue el caldo resultante de la operación del cubilote debe contener proporciones máspe!ue"as de estos elementos !ue las !ue se re!uieren en el acero acabado, a no ser !ue sere!uieran en el acero acabado o se utilicen otros métodos para reducir estas impure+as.

3onvertidor de soplado lateral

n los $ltimos a"os se ha empleado aire enri!uecido con o%ígeno, con hasta 9?, en losconvertidores de soplado lateral) en este caso pueden bastar contenidos mucho más ba&os decarbono, silicio y manganeso. sto es lógico, por!ue se elimina parte del nitrógeno del aire y no esnecesario calentarlo hasta la temperatura de conversión) el nitrógeno, gas inerte, no produce calor en el soplado, pero sale caliente arrasando, mucho calor sensible. Los convertidores de sopladolateral se construyen con capacidades de entre -- Kilos y toneladas, la figura 01 muestra una

sección en la planta y un al+ado de un convertidor típico de soplado lateral, y la figura 00,reproduce una instalación. Puede verse !ue la parte e%terna es apro%imadamente cilíndrica hayuna caperu+a troncocónica para el escape de los gases y humos.

Enstalación de un convertidor torpenas de soplado lateral para obtener acero a partir de fundición.l viento lo suministra un ventilador a -.01=-.02 5g. Gcm0. La campana facilita la e%tracción delhumo.

l convertidor está montado sobre mu"os !ue permiten bascularlo, y al nivel de esos mu"ones hayuna ca&a anular de viento, !ue enla+a con las toberas laterales. Mormalmente se emplean o 4toberas y cuando el convertidor está en la posición de soplado el viento incide &ustamente sobre lasuperficie del metal. La presión es de -.0 a -.9 5g. Gcm0 y se suministra por un soplador adecuado.La profundidad del ba"o metálico suele ser de 9- a 6- cm. y la superficie del ba"o de

apro%imadamente -.6 m por tonelada de capacidad.

l soplado dura apro%imadamente 1 a 0- minutos, pero puede ser menor si se emplea o%ígeno,normalmente se proyecta la instalación del convertidor para poder efectuar 0 o 9 coladas por hora.s un proceso rápido de fabricación de acero !ue puede proporcionar una serie de coladassucesivas de caldo, y por eso se le prefiere en las fundiciones pe!ue"as.

/ubilote.l cubilote se emplea casi e%clusivamente para la producción de fundición de hierro, aun!uetambién se utili+a algunas veces con dimensiones más pe!ue"as para fundir cobre si se necesitan

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grandes cantidades de este metal. Mo sirve para fundir latón o bronce por!ue se produce unao%idación e%cesiva del +inc o del esta"o, aun!ue a veces se funde el cobre en el cubilote y luegose a"aden al caldo las adiciones aleantes necesarias.

l cubilote consiste en una envuelta cilíndrica de acero !ue reposa verticalmente sobre una placabase sostenida usualmente por 6 columnas o vigas de acero. La mayoría de los modernos sepueden abrir por el fondo, llevan compuertas centradas en la placa base !ue pueden abrirse haciaaba&o después de un ciclo de funcionamiento para vaciar todos los residuos acumulados. ;lprincipio se construían los cubilotes sobre una base de mampostería envés de soportarlos concolumnas, todavía están en uso este tipo de hornos y se llaman de fondo fi&o.

/orno de 3ubilote

Enstalación de cubilotes en una fundición, consistentes en 9 cubilotes de dimensiones diferentes.3ada uno de ellos descansa sobre columnas, de tal manera !ue los residuos !ue !uedan despuésde una fusión puedan descargarse al ba&ar los fondos móviles.

La envuelta de acero suele ser de chapa de apro%imadamente 4 mm de espesor y se construye por roblonado o por sopladura. n los hornos mas granees se emplean chapas de hasta 10 mm deespesor. /ay una ca&a o cintura de viento situada de 4- a 1- cm. de altura y rodea a toda laenvuelta. l aire es suministrado a la ca&a de viento mediante un ventilador o un soplador y pasa alinterior del horno a través de toberas !ue pueden estar situadas en la ca&a de viento o ba&o ella. ln$mero de toberas depende del tama"o del horno y es corriente disponer de una tobera por cada1 cm. de diámetro interno. La altura a la !ue deben colocarse las toberas respecto del fondo detraba&o del cubilote depende de la capacidad !ue se necesite para el caldo.

l fondo de los hornos de fondo móvil se hace con arena de moldeo a través de un agu&ero delimpie+a practicado en el fondo de la envolvente. ste agu&ero se emplea en los cubilotes de fondofi&o para e%traer los residuos al finali+ar la colada. l agu&ero tiene apro%imadamente 10- cm0 de ydurante el funcionamiento del horno se tapa con una placa de hierro !ue se mantiene en posiciónmediante una barra.

n el frente del horno esta la pi!uera de colada y se hace !ue el fondo este con pendiente haciaella. l espesor medio del fondo de los cubilotes de hasta tonG/> de capacidad puede llegar de1- a 9-- mm en los cubilotes grandes. La pi!uera de escoria esta de 0-- a 09- Dm. por deba&odel plano de toberas y debe estar situada a igual distancia de 0 toberas adyacentes para evitar !ueel viento !ue entra por estas enfrié demasiado la escoria e impida !ue colé libremente por elagu&ero destinado a ella. La puerta de carga se dispone a la altura de 9. a 6. m por encima delplano de toberas seg$n el tama"o del horno. n los cubilotes muy grandes esa altura puede llegar hasta los 4 metros.

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Las toberas son bo!uillas a través de las cuales pasa el aire al interior del horno desde la ca&a deviento. La tendencia actual es la de utili+ar una sola fila de toberas de sección circular yrectangular. Los me&ores resultados se obtienen cuando la sección de las toberas estácomprendida entre 1G y 1G de la sección transversal del horno al nivel de las toberas. #i seemplea toberas circulares no deben tener un diámetro superior a pulgadas, en cubilotes de 7-cm. de diámetro interior, ni pasar de 4 pulgadas en cubilotes de mayores dimensiones, las toberasrectangulares tienen entre 6 y pulgadas de altura y una anchura de 1 a 1. veces la altura. Laproducción normal o velocidad de fusión del cubilote depende del diámetro interno al nivel detoberas, pudiendo estimarse en unos 2- 5g. G hr por cada centímetro cuadrado de sección,traba&ando en condiciones normales, puede llegar hasta 1**5gGhr. por decímetro cuadrado encondiciones favorables, como cuando se emplea chatarra ligera, fácil de fundir con un mínimo deco!ue. La producción es afectada por la cantidad de co!ue usado y es ba&a si también es ba&a larelación de metal a co!ue, esto !uiere decir !ue el problema es más de !uemar el co!ue !ue defundir el metal.


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progresivamente hasta !ue todo el co!ue está caliente alimentado por tiro natural, el aire essuccionado a través de los agu&eros de limpie+a y de escoria !ue se mantienen abiertos. ; vecesse emplean toberas au%iliares o un pe!ue"o soplante para !uemar rápidamente el lecho del co!ue.3uando el co!ue está bien encendido se cierra con arena el agu&ero de limpie+a y se tapa con unaplaca de acero. #e a"ade más co!ue para alcan+ar el lecho de la altura re!uerida, el cual secomprueba con una barra de medida introducida por la puerta de carga. ;ntes de introducir cual!uier carga hay !ue estar seguro de !ue el co!ue está bien encendido y !ue arde fácilmenteen las toberas.

3uando el lecho está apunto se a"aden las cargas para llenar el horno hasta el nivel del tragante.#e alternan las cargas de metal y co!ue, el fundente, !ue normalmente es cali+a, se carga con elco!ue. 3uando el cubilote está lleno se comien+a el soplado, y a los ó min.


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determinadas. 3uando se obtiene fundición alta de en fósforo y no es necesaria una temperaturade colada demasiado elevada, basta con !ue el lecho de co!ue llegue a 4- cm. por encima de lastoberas. ;l contrario cuando se necesita un metal muy sobrecalentado se necesita alturas de 1-cm o más. 3uando se funden me+clas con mucha proporción de chatarra de acero los lechosdeben ser más altos !ue cuando se trata de me+clas de arrabio o chatarra de fundición. La alturamedia para la fusión de me+clas más corrientes para pie+as coladas es de a 7- cm sobretoberas

l suministro de aire al cubilote, se reali+a con sopladores tipo >oot o con ventiladores de altapresión. Los ventiladores modernos acoplados directamente dan resultados muy satisfactorios yvan sustituyendo a los sopladores por!ue su costo es más ba&o, hacen menos ruido, vibran menosal funcionar y el desgaste de las partes móviles es menor. Cna venta&a de los sopladores es !ue sise conoce la velocidad y el

;ire despla+ado por revolución es fácil calcular el volumen de aire !ue pasa al cubilote. #i se utili+aventilador es necesario emplear alg$n dispositivo de medida del gasto de aire. La cantidad de aireinyectado en un cubilote está determinada por la relación metal =co!ue y la velocidad de fusiónre!uerida. ; partir de estos factores se puede calcular el peso de co!ue !uemado por minuto: lacantidad de aire para !uemarlo a dió%ido de carbono es apro%imadamente 2,6 m9 por 5g. deco!ue en el supuesto de !ue este contenga un 7-? de carbono.

Mo es corriente !ue en el cubilote se !ueme el co!ue totalmente a dió%ido de carbono, por lo !ue lacantidad de aire seria menor, pero en la práctica hay !ue tomar en cuenta fugas en las tuberías desoplado y en la ca&a de viento y pérdidas, se necesita más aire del calculado teóricamente siendobuenas cifras las !ue oscilan entre 7 y 1- m9 por 5g. de co!ue.

s difícil dar una guía segura sobre la presión a la !ue debe suministrarse el aire a los cubilotes,por!ue depende de muchos factores como las dimensiones de las toberas, forma de revestimiento,y naturale+a del material cargado. n condiciones normales se recomiendan las siguientespresiones:

elación metal G co!ue consumido, se considera como un índice de la eficiencia del funcionamientodel cubilote. #e admite muchas veces !ue si un cubilote funde 1 5g. de metal por cada 5g. deco!ue consumido, funciona me&or !ue otro !ue para la misma cantidad de co!ue funda solo 1- 5g.de metal. La relación metal Nco!ue depende de muchos factores, entre ellos la naturale+a del metal'más o menos fácil de fundir(, el tama"o medio de las pie+as cargadas, la temperatura necesariapara el caldo, la duración de la colada, y la calidad del co!ue empleado. #e consumirá más co!uecuanto más elevada sea la temperatura necesaria y la fusión de tro+os gruesos e%igirá más co!ue!ue la chatarra ligera. #i en ciertos periodos hay !ue mantener en un horno una velocidad defusión ba&a, pero sin !ue descienda la temperatura del caldo, aumentará el consumo del co!ue.3uando se emplea en la carga un

Porcenta&e elevado de chatarra de acero, una parte del co!ue se emplea en carburar el acero. n

la fusión de cargas con un -? de acero son cifras buenas las relaciones metalGco!ue de 4G1 a 2G1.n la fabricación de pie+as coladas a partir de me+clas con un 0? de acero es muy satisfactoriauna relación 1-G1. 3itándose traía de obtener fundiciones altas en fósforo para colar pie+as ligerasse puede llegar a relaciones 1G1. stos valores de la relación son válidos para cubilotes grandes.n los pe!ue"os suele utili+arse una cantidad mayor de co!ue para obtener las mismastemperaturas. l metal para pie+as de maleable con carga !ue contenga o no acero se produceraramente con relaciones metal NOco!ue inferiores a 2G1 por!ue se necesita una temperatura delcaldo muy alta.

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Peso de las cargas, debe ser evidentemente el !ue dé me&ores resultados para cada tama"o decubilote pero depende en parte las condiciones de funcionamiento. Para ahorrar mano de obradebe reducirse al mínimo el n$mero de cargas y por tanto de pesadas, lo !ue indica !ue el peso decada carga debe ser el mayor posible para !ue la fusión sea satisfactoria. l empleo de cargasgrandes produce me&ores rendimientos en la combustión l peso má%imo de las cargas debe estar comprendido entre 1G2 y 1G4 de la capacidad lloraría de fusión. n muchos casos e%istenconsideraciones especiales !ue aconse&an el uso de cargas menores, por e&emplo en la fusión decargas !ue tienen materiales de composición diferente, como acero y arrabio, y es necesaria unabuena me+cla en el crisol del horno o en la cuchara, en este caso es me&or emplear varias cargasde peso más pe!ue"o en lugar de una grande, el peso recomendable puede ser de entre 1G1- a1G10 de la producción horaria.

Pero como se di&o antes el peso de la carga depende del tama"o del cubilote y de las condicionesde funcionamiento. sta es una condición independiente del tipo del metal o aleación !ue debefundirse. Las ceni+as del co!ue de cubilote y la arena adherida a la chatarra y el arrabio debeneliminarse con la escoria y ello e%ige el empleo de fundente, por ello se adiciona costina 'cali+a( alas cargas. La práctica corriente es a"adir un peso de costina !ue sea apro%imadamente del 0? a0-? del peso de co!ue cargado. 3on tal adición se consigue una escoria !ue contiene

;pro%imadamente el 0? de cal y !ue fluye con facilidad sin producir erosiones importantes en el

revestimiento.

3omo en el funcionamiento normal del cubilote no se !uema el co!ue totalmente a dió%ido decarbono, se produce una determinada cantidad de monó%ido de carbono, !ue se !uema en eltragante o escapa por la chimenea. sta formación de monó%ido de carbono representa unapérdida de calor, por lo !ue se ha dise"ado cubilotes con soplado au%iliar para evitar pérdidas

n el cubilote Poumay hay pe!ue"as toberas a diversas alturas, por encima del lecho de co!ue,!ue suministran el aire necesario para !uemar a dió%ido el monó%ido formado a niveles más ba&os.n los cubilotes de soplado compensado hay una fila de toberas con válvulas para controlar elviento y una o dos filas de toberas au%iliares a&ustables en la ca&a de viento. La cantidad de aireadmitido por las toberas principales y las au%iliares se puede a&ustar para conseguir la má%imaeficiencia con cual!uier &uego de condiciones. n casos favorables estos cubilotes permiten un

ahorro importante de combustible.

rocesos !odernos en los cubilotes.n los $ltimos a"os se han introducido ciertos perfeccionamientos en la práctica del cubilote,muchos no son realmente nuevos, pero se les ha utili+ado como consecuencia del aumento de losprecios de la mano de obra y de los materiales. Cno de estos desarrollos es el uso creciente de loscubilotes refrigerados con agua, en los !ue e%iste una camisa de agua en la +ona de fusión o seproyectan chorros de agua sobre ella. La refrigeración con agua ahorra refractarios y gastos dereparación. ambién se emplean frecuentemente toberas de cobre enfriadas por circulación deagua. s evidente !ue esta refrigeración resta calor a la +ona de fusión, pero en cubilotes grandesde más de 7-cm de lu+, las economías conseguidas hacen venta&oso su empleo. *tro caso en !uese &ustifica la refrigeración es el de cubilotes !ue traba&an más de 2 horas seguidas. n casosespeciales se han conseguido operaciones de una semana o más sin destrucción del fondo.

Para ahorrar co!ue y hacer posible el empleo de cargas con mayor proporción de chatarra deacero ha aumentado continuamente el empleo de cubilotes de viento caliente. l empleo de vientoprecalentado permite usar co!ues de peor calidad y hacer disminuir las pérdidas de silicio,mientras !ue a la ve+ se incrementa la absorción de carbono por el metal. l viento se calientanormalmente a 6-- ó -- 3 y se emplean tres sistemas diferentes para precalentamiento:

a(. #e utili+a un precalentador especial de viento calentado por aceite, gas u otro combustible.Mormalmente se trata de un cambiador tubular de calor en el !ue el combustible se !uema en la

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cámara de combustión, pasando los productos por el interior y el aire por el e%terior de los tubos, oviceversa.

b( l contenido combustible de los gases de escape del cubilote y su calor sensible se empleanpara calentar el viento. La mayor parte de los gases de escape 'apro%imadamente el ?( sone%traídos y llevados a una cámara de combustión en la !ue se !ueman con aire, los productos deesta combustión pasan un recuperador metálico y calientan el viento.

c( #e e%traen los gases por un agu&ero practicado &ustamente encima de la +ona de fusión y solo seemplea su calor sensible para calentar el viento en un recuperador. ;un!ue hay varios sistemas ytipos de calentamiento del viento, el procedimiento más empleado es el 'b(, y por ello lodescribiremos con más detalle. l gas de escape del cubilote sale normalmente a temperaturascomprendidas entre 9- y -- 3 y contiene de 10 a 14? de monó%ido de carbono. ntre el calor sensible y su poder calorífico resultan unas 6- 5cal. G m9. ste gas se e%trae por deba&o del nivelde carga, siendo conveniente un estrechamiento ba&o la puerta de carga para for+ar los gases apasar al sistema de recuperación. l gas caliente se suele hacer pasara través de un separador depolvos de tipo ciclón, no se pierde mucha temperatura. #eguidamente los gases llegan a la cámarade combustión situada precisamente delante del recuperador.

/ay en uso dos clases de recuperador. l primero es del tipo de radiación y consiste en un tubo de

acero con un diámetro de - a 7- mm de diámetro, a través del cual pasan los gases calientes yradian su calor alas paredes del cilindro. l aire pasa en contra corriente alrededor de la superficiee%terna del cilindro por un conducto angular formado entre este y otro cilindro e%terior de diámetroligeramente superior. l espacio angular entre ambos cilindros es de poca sección, para !ue lavelocidad del aire sea elevada, el aire puede ser guiado convenientemente para !ue fluyaverticalmente o en hélice. odas las tuberías del gas caliente se revisten con ladrillos refractarios, yla tubería del viento caliente, !ue suele ser de acero, se aísla térmicamente por el e%terior. n laparte superior del recuperador de radiación suele colocarse una chimenea para aumentar el tiro einstalarse un regulador del mismo, !ue a&usta la cantidad de gases !ue pasan por el recuperador.Mormalmente este a&uste es tal !ue pasa por el sistema el ? de los gases de escape delcubilote. l resto continua por el interior por el cubilote y produce una presión suficiente para !ueno sea succionado nuevo aire.

l otro tipo de recuperador es el de convección, !ue es el más empleado. 3onsiste normalmenteen una cambiador tubular de calor en el !ue loa gases pasan por el interior de los tubos o por sue%terior, circulando el aire por la superficie contraria. La resistencia al paso del gas es muchomayor !ue en el recuperador de radiación, y por ello suele instalarse un e%haustor !ue arrastra logases a través de la cámara de combustión y el recuperador. ;un!ue la mayor parte de los polvosmas gruesos son retenidos en los separadores, siempre se acumula polvo en los elementos delrecuperador, cual!uiera !ue sea su tipo. /ay !ue disponer medios para limpiarlos periódicamente,por!ue de otra manera disminuirá su rendimiento en la transferencia de calor.

;lgunos cubilotes no tienen boca lateral para la carga, sino !ue llevan un tragante cerrado en suparte superior con un sistema de campana y tolva, es más apropiado para los cubilotes grandes.n este caso todos los gases del tragante pasan por el sistema de recuperación, las venta&as !ueofrece el aire calienten el funcionamiento del cubilote son:


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/ay !ue tener en cuenta !ue todas las venta&as no se pueden conseguir a la ve+. 3omo cada ve+es más necesaria la supresión de humos en los procesos industriales resulta venta&oso el empleode cubilotes con el tragante cerrado, pues es fácil instalar un colector de polvo después delrecuperador y antes !ue los gases de escape pasen a la chimenea. 3uando se emplea elprocedimiento normal de carga es fácil eliminara el polvo con agua en la parte superior de la pila decarga. *tro desarrollo es el de los cubilotes con revestimiento básico o neutro.

@ásico empe+ó revistiéndose con dolomía, pero hoy se prefiere la magnesita. n el cubilote sepuede producir una escoria cali+a capa+ de eliminar a+ufre y aumentar la absorción de carbono,esto importa especialmente en la producción de fundiciones modulares. Para obtener resultadossatisfactorios hay !ue controlar bien las escorias. Cn $ltimo desarrollo es el empleo de carbón !uepuede utili+arse tanto con escorias ácidas como con básicas.

3ada ve+ !ue se aplica más la mecani+ación para la carga de los cubilotes, y muchos cubilotespe!ue"os se cargan con dispositivos de vagonetas o má!uinas !ue elevan cubetas de fondo móvilhasta la puerta de carga, el $ltimo sistema se prefiere para los cubilotes grandes por!ue permitecontrolar me&or la distribución.

3uando se necesitan cantidades pe!ue"as de metal se emplean algunas veces cubilotes detama"o reducido. #e ha comprobado su utilidad para a!uellos casos en !ue se necesitan

producciones pe!ue"as. La diferencia principal entre estos cubilotes y los normales es elrestringido espacio de precalentamiento !ue !ueda entre las partes superiores del lecho de co!uey la pila de carga.

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Tipos de Hornos Usados en la Fundición de Metales.doc