Hornos de Fundición

República Bolivariana de VenezuelaUniversidad Nacional Experimental Politécnica

“Antonio José de Sucre “Vice-rectorado Barquisimeto

Departamento de Ingeniería Metalúrgica

UNEXPO

Gerardo YánezFélix Yepez

Son equipos o instrumentos donde se somete la carga a elevadas temperatura con el fin de fundirlo y recalentarlo hasta que adquiera la fluidez necesaria para adoptar la forma del molde.

- En general los hornos están compuestos por:Material refractario, un quemador o soplador, un conductor para salida de gases y una puerta de carga.

Hornos

Tipos de Hornos

Hornos

Químicos (Combusti

ón)

- Cubilote.- Reverbero.- Rotativos.

De Crisol

Eléctricos

- De Resistencia.

- De arco eléctrico.

- De Inducción.

Horno Cubilote Es un horno cilíndrico,

vertical con un bebedero de sangrado en su base. Se usa primordialmente para producir hierro colado, pues estos se usan solamente para fundición de hierro. Se carga continuamente con capas alternadas de hierro y coque; en ocasiones también se agregan materiales fundentes y elementos aleantes.

FuncionamientoCapas alternadas de metal con coque son cargadas por la parte superior. En el descenso el metal es fundido por contacto directo con el flujo a contracorriente de los gases calientes de la combustión del coque. El metal fundido se colecta en el pozo, donde es descargado por uso de sangrado intermitente o por flujo continuo.

1 Carga. 2salida de gas. 3 Tobera. 4 Crisol exterior. 5 Ranura de escoria. 6 Orificio de mata. 7 Crisol interior.

Hornos Reverberos En estos hornos se

quema el combustible en uno de los extremos de la cámara; la llama y los otros productos de la combustión son dirigidos por la forma de bóveda hacia la carga existente en la solera, que se encuentra en el trayecto de los gases hacia la salida de humos y la chimenea. El calor de la bóveda se transmite por radiación hacia la carga que queda debajo.

Funcionamiento

La primera carga del horno tarda 10 h en ser fundida y estar lista para la colada, pero si se

agrega oxígeno se logra tener resultados en menos de 7 h, además de que se ahorra 25% de

combustible

Periódicamente, se revisan muestras de la masa fundida en el laboratorio para verificar la composición empleando un instrumento denominado espectrómetro. También se

determinan los niveles de carbono.

El horno se carga con chatarra y piedra caliza, empleando aire pre-calentado, combustible líquido y gas para la combustión, largas lenguas de fuego pasan sobre los materiales, fundiéndolos. A su vez se oxida el exceso de carbono y otras impurezas

como el fósforo, silicio y manganeso.

Hornos Reverberos Rotativos Los hornos rotativos están formados por una envoltura cilíndrica de

acero de eje horizontal, que termina con dos troncos de cono, uno en cada extremo. En uno de los extremos está situado el quemador y en el otro la salida de los gases quemados . Todo el interior del horno está revestido con un material refractario. El combustible puede ser gasoil o carbón pulverizado.

Los hornos rotativos se han considerado como hornos de reverbero perfeccionados, ya que además de calentarse la carga por el contacto de las llamas y gases y por la radiación de la bóveda caliente, se calienta también por el contacto directo con la parte superior del horno, que al girar queda bajo la carga. Con esto se consigue un notable acortamiento del tiempo de fusión, pues se logra evitar el efecto aislante de la capa de escorias, que flota sobre el baño.

Funcionamiento

El horno rotativo

es alimentado por uno

de sus extremos

con la materia prima.

Ya dentro del horno el material se

mueve lentamente en contra

del flujo de calor desde la entrada hasta la

salida, esto debido a la inclinación y rotación del mismo.

El quemador calienta

dentro del horno de tal manera que

al estar avanzando

por las distintas zonas del horno la materia

prima está expuesta a una mayor temperatur

a..

Después de pasar por la

zona de mayor

temperatura el

producto cae del horno

rotatorio por el otro extremo

(descarga).

Horno de Crisol En estos hornos se funde el metal sin estar en

contacto directo con los gases de combustión. Por esta razón también son llamados a veces hornos calentados indirectamente. Son los más simples, consisten de una coraza de acero recubierta con refractario que poseen una cubierta móvil.

Horno de Crisol

Crisol Móvil

Estacionario

Basculante

Crisol Móvil el crisol se coloca

en un horno que usa aceite, gas o carbón pulverizado para fundir la carga metálica. Cuando el metal se funde, el crisol se levanta del horno y se levanta como cuchara de colada

Crisol Estacionario o Fijo

Es el tipo de horno más sencillo, tiene un horno de calentamiento y un recipiente integrado. El horno es estacionario y el metal se cucharea fuera del recipiente.

Crisol Basculante Horno de crisol basculante con quemador

integrado, el dispositivo entero se puede inclinar para vaciar la carga.

Horno Eléctrico de Resistencia

Usan el calor producido por la resistencia eléctrica en los elementos calefactores del grafito. El calor es radiado hacia el material fundido y el horno. Este tipo de horno se usa principalmente para fundir aluminio y aleaciones de cobre.

Horno de Arco Eléctrico Consiste de una coraza de acero que está revestida

con refractario, su forma tiene una sección transversal circular cuya parte inferior es un casquete esférico unido a un cilindro. Posee un techo circular móvil, donde van colocados tres electrodos de grafito por donde pasa la corriente eléctrica hacia el metal que se ha depositado en el horno

Horno Eléctrico de Inducción

Un horno de inducción es un horno eléctrico en el que el calor es generado por calentamiento, por la inducción eléctrica de un medio conductivo ( un metal) en un crisol, alrededor de el cual se encuentran enrolladas bobinas magnéticas, una ventaja del horno de inducción es que es limpio y eficiente desde el punto de vista energético.

1. Crisol de refractario.2. Protección refractaria.3. Aislamiento térmico.4. Bobina inductora.5. Piquera de colada.

Tipos de Hornos de Inducción

Con Núcleo Magnético

Sin Núcleo Magnético

Criterios de Selección de Hornos1. La composición química y el punto de fusión de la

aleación a fundir, así como la facilidad para controlar su característica químicas.

2. El control de la atmósfera del horno para evitar contaminación del metal.

3. La capacidad y rapidez de fusión requeridas.4. Consideraciones de tipo ecológico como

contaminación del aire y ruido.5. Suministro de energía y su disponibilidad así como

el costo de combustibles.6. Facilidad de sobrecalentamiento del metal.7. Tipo de material de carga que es posible de utilizar.8. Consideraciones económicas, como costo inicial y

costo de operación y mantenimiento.  

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