Horno de fundición

Tipos de hornos de fundición

Un horno utilizado en una fundición se conoce como horno de fundición. El propósito principal del **horno de fundición** es calentar el metal en preparación para su fundición en moldes. Los hornos de fundición juegan un papel esencial en la industria metalúrgica. Diferentes tipos de hornos de fundición se han desarrollado a lo largo del tiempo, cada uno adaptado a procedimientos, materiales y preferencias distintos.

• Horno de inducción:

Un horno de inducción utiliza una corriente eléctrica alterna a través de bobinas de cobre para crear inducción electromagnética que calienta el metal. Un horno de fundición por inducción puede producir aleaciones no ferrosas en pocas horas. Es de capital intensivo pero rentable en la producción de diferentes aleaciones en particular.

• Horno de inducción sin núcleo:

Los hornos de inducción sin núcleo son los tipos más prevalentes utilizados en las fundiciones para metales no ferrosos. El horno de inducción comprende un contenedor de fusión rodeado por tuberías de cobre refrigeradas por agua. Las corrientes eléctricas que fluyen a través de la tubería de cobre generan campos magnéticos que causan calor dentro del crisol, fundiendo el metal.

• Horno de inducción de canal:

Los hornos de inducción de canal son los mejores para procesar grandes cantidades de metales no ferrosos. Sus diseños son más sencillos que los hornos de inducción sin núcleo, lo que los hace menos costosos. No obstante, los hornos de inducción de canal tienen bajas eficiencias eléctricas ya que no todas las bobinas de electricidad están sumergidas en el metal fundido.

Los hornos de inducción sin núcleo con un crisol de grafito son los tipos más prevalentes de hornos de fundición por inducción para metales no ferrosos.

• Horno de arco eléctrico (EAF):

Similar a los hornos de fundición por inducción, los hornos de arco eléctrico dirigen la corriente eléctrica a electrodos que están sumergidos en el metal para generar un arco eléctrico que calienta el metal. Los hornos de arco eléctrico se emplean principalmente para fundir chatarra de acero, pero también pueden fundir otros metales como las aleaciones de carbono y el silicio.

Las máquinas EAF son opciones más preferibles y comunes a los altos hornos tradicionales para la producción de acero debido a que son más controlables, y también debido a la capacidad de diluir impurezas según sea necesario y aumentar los niveles de los elementos deseados. Esto lleva a una salida más estable que se puede mecanizar a tolerancias más bajas.

El EAF puede existir en varios tipos dependiendo del diseño y la disposición de los arcos. Los hornos de arco eléctrico de un solo bus son los más prevalentes. Los hornos de arco eléctrico de doble bus son ligeramente menos comunes, mientras que los hornos de arco de tres buses son raros.

• Horno de cubilote:

Los hornos de cubilote de fundición son recipientes cilíndricos verticales a menudo hechos de hierro fundido con un revestimiento refractario. Sus diseños habituales incluyen una parte superior de carga, una sección inferior de sangría y un cuerpo cilíndrico redondo. El funcionamiento de los hornos de cubilote es similar al de los hornos de fundición intermitentes. Mientras tanto, actúan como altos hornos para producir arrabio a partir de mineral de hierro.

Durante la operación, se cargan capas de materias primas preparadas, incluyendo coque y piedra caliza, en los hornos. Los hornos de cubilote pueden funcionar continuamente durante largos períodos, y el coque se utiliza para producir una combustión de alta temperatura para fundir metales a través de la inducción de oxígeno.

En las fundiciones que fabrican productos de hierro fundido como tapas de pozos de registro, tuberías y placas base, los hornos de cubilote de fundición se consideran equipos principales. El hierro fundido producido por los hornos de cubilote de fundición se denomina hierro fundido generado por el proceso de alto horno. Este proceso implica indirectamente el uso de altos hornos, como su nombre indica.

• Horno de colada inferior:

Estos hornos tienen un orificio de sangría ubicado en sus bases, lo que permite que el metal fundido se vacíe por la parte inferior. Esto ofrece varias ventajas como mejorar la seguridad, el control y la reducción de impurezas.

Impacto ambiental: En una era en la que la preservación del medio ambiente es crucial, el diseño y el funcionamiento de los hornos de fundición deben minimizar las emisiones y el impacto ambiental. Los fabricantes están dando prioridad a los hornos que emiten menos gases de efecto invernadero, consumen menos energía y tienen desarrollos como sistemas de captura y reducción de CO2.

Especificación y mantenimiento

Los hornos de fundición vienen en varias especificaciones dependiendo de sus tipos. Las especificaciones para cada tipo son las siguientes.

• Capacidad de producción: La capacidad de producción de un horno de fundición se puede medir por el volumen o el peso de metal que puede fundir en un tiempo determinado. La capacidad puede diferir mucho dependiendo del tipo y el diseño del horno. Por ejemplo, un horno de arco eléctrico puede tener una capacidad de varias toneladas a más de 100 toneladas. Por otro lado, un horno de fundición por inducción puede manejar lotes pequeños a grandes, que van desde unos pocos cientos de kilogramos a decenas de miles de kilogramos por lote.
• Temperatura de funcionamiento: La temperatura de funcionamiento de un horno de fundición es el rango de temperatura de fusión de varios metales, como hierro, acero, aluminio, cobre y materiales de aleación. La temperatura de funcionamiento del horno de fundición debe cumplir con los requisitos para la fusión de materiales metálicos específicos. Por ejemplo, un horno de fundición de aluminio debe poder fundir aluminio a unos 660 grados Celsius. Por otro lado, un horno de fundición de hierro, como un alto horno, debe alcanzar una temperatura de más de 1.200 grados Celsius para fundir el hierro.
• Fuente de energía: La fuente de energía de un horno de fundición puede ser fuel oil, gas natural, gas de carbón, electricidad u otras fuentes de energía. La elección de la fuente de energía depende del tipo de horno, el diseño, la ubicación y las necesidades de la aplicación.

También es esencial mantener los hornos de fundición adecuadamente. Los siguientes consejos pueden ayudar a prolongar la vida útil del horno y mejorar su eficiencia.

• Limpieza regular: Los usuarios deben limpiar los hornos regularmente para eliminar cualquier impureza, residuo y escoria. Esta práctica ayudará a prevenir la obstrucción y evitar la reducción de la eficiencia.
• Mantenimiento periódico: Busque servicios de mantenimiento periódico. Durante la práctica de mantenimiento, las piezas del horno de fundición deben inspeccionarse cuidadosamente para verificar si hay signos de desgaste y daño. Las piezas que necesiten reparación o reemplazo deben identificarse y abordarse con prontitud para mantener la función general del horno.
• Lubricación eficaz: Algunas partes del horno de fundición pueden necesitar ser lubricadas. Por ejemplo, las partes móviles, que son propensas al desgaste rápido, pueden necesitar ser aceitadas regularmente para garantizar su funcionamiento sin problemas.
• Control de temperatura: Los operadores deben monitorear y controlar la temperatura de los hornos de fundición para evitar el sobrecalentamiento o el enfriamiento excesivo. Tal inestabilidad de temperatura puede provocar un choque térmico y daños estructurales, comprometiendo la durabilidad del equipo.

Escenarios de hornos de fundición

Estos son algunos escenarios típicos de uso de los hornos de fundición en la industria de la fundición de metales:

• Fusión y vertido de materiales de fundición

  La función principal y el escenario de uso más típico de un horno de fundición son fundir metales de fundición como hierro, aluminio, cobre y aleaciones. Estos materiales se vierten luego en marcos de moldeo para producir varios productos de fundición.

• Producción de productos de fundición

  Las fundiciones industriales utilizan el horno de fundición para crear productos fundamentales como piezas y componentes metálicos. Estos productos suelen ser utilizados por las industrias mecánicas para las operaciones de sus equipos.

• Reparación de productos de fundición

  Ocasionalmente, puede haber daños en los productos de fundición existentes que requieren reemplazos o reparaciones. El horno de fundición se puede utilizar para realizar las reparaciones necesarias fundiendo el metal necesario y luego volviéndolo a fundir.

• Fabricación de aleaciones y refinación de metales

  Utilizando un horno de fundición, los operadores pueden realizar procesos para producir aleaciones metálicas y refinar las existentes. Además, el horno se puede utilizar para llevar a cabo la desoxidación, la desulfuración y la eliminación de impurezas en los metales.

• Mantenimiento de maquinaria y equipos

  Varias máquinas y equipos en la fundición de un horno pueden requerir mantenimiento y servicio regulares. Esto puede incluir procedimientos de soldadura o reemplazo de componentes que están hechos de materiales de fundición.

Cómo elegir hornos de fundición

El horno de inducción para fundición es una pieza clave de equipo para la industria de la fundición, y su compra normalmente implica costos significativos. Como resultado, la elección de los hornos de fundición es una decisión que requiere una cuidadosa consideración. Al comprar un horno de fundición, es esencial tener en cuenta los siguientes factores para cumplir con los requisitos modernos y garantizar el desarrollo de la fundición.

• Calidad y garantía del producto: Al comprar un horno de fundición, la calidad del producto debe considerarse como la principal prioridad, y la capacidad del proveedor para proporcionar una garantía de calidad integral y altamente aplicable debe considerarse para garantizar que la pieza de equipo sea adecuada para su uso.
• Desplazamiento del horno de fundición: Como ya se ha mencionado, se establecerán diferentes capacidades de desplazamiento de acuerdo con las diferentes necesidades del mercado para lograr una eficiencia de producción óptima que no permita la aparición de situaciones en las que la producción sea insuficiente o antieconómica.
• Materiales aplicables: Diferentes hornos de fundición son adecuados para diferentes materiales de fundición. Al elegir, asegúrese de que haya una estrecha coincidencia entre las propiedades del material de la fundición y las capacidades de fusión de materiales del horno de fundición para garantizar la calidad de los metales fundidos y el rendimiento de los hornos de fundición.
• Avance tecnológico: La tecnología de fusión de los hornos de fundición abarca una amplia gama de aplicaciones, y con la evolución de la industria, las tecnologías cada vez más avanzadas se están utilizando cada vez más en los hornos de fundición. Estas tecnologías son altamente representativas y se pueden seleccionar de acuerdo con las necesidades específicas de la fundición; por ejemplo, el calentamiento por inducción puede proporcionar un calentamiento uniforme y eficiente, mientras que el gas natural puede ser más eficiente y ecológico.
• Costos y presupuestos: Al comprar hornos de fundición, es importante considerar no solo el costo inicial de compra, sino también los costos operativos que se incurrirán a largo plazo, ya que estos incluirán costos como el consumo de energía, el mantenimiento y los costos de las piezas de repuesto.

P&R

P1 ¿Cuál es el tipo de horno de fundición más antiguo utilizado para fundir metales?

R1 El horno de cubilote es el tipo de horno de fundición más antiguo utilizado para fundir metales. Todavía se utiliza hoy en día para fundir arrabio y otras aleaciones.

P2 ¿Qué tipo de gas se utiliza en un horno de fundición por inducción sin núcleo?

R2 En los hornos de fundición por inducción sin núcleo no se necesitan tuberías de transporte de gas porque el propio horno es un gasificador. En algunas fundiciones, el horno de inducción generalmente se considera una de las mejores opciones para fundir metal. Los hornos de fundición por inducción sin núcleo se utilizan ampliamente para el procesamiento de metales no ferrosos de acero.

P3 ¿Cómo aumentan la eficiencia energética los hornos de fundición?

R3 Los hornos de fundición modernos pueden utilizar sistemas de recuperación de calor, materiales aislantes, quemadores de bajo consumo energético, sistemas de control automático y ajuste óptimo para reducir las pérdidas de energía durante la combustión y la transferencia de calor.

P4 ¿Qué es un horno de fundición a gas de tiro descendente?

R4 Los hornos de fundición a gas de tiro descendente suelen ser cámaras de gas de flujo ascendente o descendente central en las que el flujo de gas combustible y aire se realiza hacia abajo. Esto suele ir acompañado del movimiento del combustible sólido hacia arriba. La separación del gas del combustible sólido es una característica importante de los hornos de fundición a gas de tiro descendente.