Horno Cubilote

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA METALURGIA Y METALOGRAFÍA ING. HERBERT FIGUEROASECCIÓN “N”

ENSAYO DE HORNOS USADOS PARA FUNDICIÓN

Nombre Carné José Luis Oliva Contreras 2009-14966

Introducción

Los hornos que se usan para fundir metales y sus aleaciones varían mucho en capacidad y tamaño. El proceso de fundición que se llevó acabo en la vista que se hizo a la colonia la brigada de parte de curso de metalurgia se realiza con por medio de un horno de cubilote vertical el cual tiene modificaciones en cuanto con la capacidad para poder fundir acero.

Hornos de cubilote es el más sencillo y económico horno para trabajar con el propietario de la Fundición pequeños. Hobby de metal lanzadores son siempre una mirada hacia fuera para una alternativa más barata que proporcionan seguridad y el rendimiento de los resultados de calidad y el horno de cubilote ofrece todo esto.

El aspecto común de un horno de cubilote es el de una chimenea. El horno puede ser de casi cualquier tamaño que es ideal para ruedas de metal del patio trasero. Comúnmente, el horno de cubilote se apoya en cuatro patas con un fondo de caída para eliminar los residuos del horno. Este tipo de horno no utiliza un crisol para la máquina de colada de metal se coloque el metal que se funde en el interior del horno.

La fuente de energía común para las cúpulas es el coque de piedra caliza que actúa como un flujo. El aire puede ser bombeado para aumentar la quema de la coca. Cuando el coque está lo suficientemente caliente de la aleación se introduce en la parte superior de la cúpula. Algunos lugar la aleación después de coque y de aleación de nuevo y luego más. La aleación fundida goteará a través de la coca que se acumulan en el pozo cerca de la piquera. Cuando el nivel de la aleación fundida es suficientemente alto, la piquera se abre y se coloca en un crisol para poder ser vertido en el molde el cual se desea fundir.

Hornos para fundición

Los hornos que se usan para fundir metales y sus aleaciones varían mucho en capacidad y tamaño, varían desde los pequeños hornos de crisol que contienen unos cuantos kilogramos de metal a hornos de hogar abierto hasta 200 toneladas de capacidad. El tipo de horno usado para un proceso de fundición queda determinado por los siguientes factores:

La necesidad de fundir la aleación tan rápidamente como sea posible y elevarla a temperatura de vaciado requerida.

La necesidad de mantener tanto la pureza de la carga, como precisión de su composición.

La producción requerida del horno. El costo de operación del horno.

Los tipos de hornos que se usan en un proceso de fundición son:

Horno de crisol (móvil, estacionario y basculante). Horno eléctrico. Horno por inducción. Horno de arco eléctrico. Horno basculante. Horno de cubilote.

Hornos de crisol.

En estos hornos se funde el metal, sin entrar en contacto directo con los gases de combustión y por esta razón se llaman algunas veces hornos calentados indirectamente. Hay 3 tipos de hornos de crisol que se usan en los talleres de fundición:

Horno de crisol móvil: el crisol se coloca en el 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 usa como cuchara de colada.

Horno de crisol estacionario: en este caso el crisol permanece fijo y el metal fundido se saca del recipiente mediante una cuchara para posteriormente llevarlo a los moldes.

Horno de crisol basculante: el dispositivo entero se puede inclinar para vaciar la carga, se usan para metales no ferrosos como el bronce, el latón y las aleaciones de zinc y de aluminio.

Hornos eléctricos

Producen temperaturas muy elevadas y son los más indicados para la desulfuración y desfosforarían de la fundición y para la obtención de aceros especiales, porque en ellos el metal se allá libre de todo cuerpo extraño. Pueden usarse para el afinamiento de la fundición cargándolos de trozos de hierro o viruta y haciendo luego la adicción de los elementos necesarios.

Hornos por inducción.

Usa corriente alterna a través de una bobina que genera un campo magnético en el metal, esto causa un rápido calentamiento y la fusión del metal de alta calidad y pureza. Estos hornos se usan para casi cualquier aleación cuyos requerimientos sean importantes.

Horno de arco eléctrico.

La carga se funde por el calor generado por 3 electrodos gigantes, el consumo de potencia es alto y pueden diseñarse para altas capacidades de fusión y se usa principalmente para la fundición de acero, una vez que el material esta fundido el horno se inclina para verter el acero fundido dentro de una olla.

Horno basculante

Son hornos móviles apoyados sobre un sistema de sustentación, usualmente se les utiliza cuando es necesaria una producción relativamente grande de una aleación determinada. Luego el metal es transferido a los moldes en una cuchara, con la excepción de casos especiales en que es vaciado directamente, la desventaja de este horno es que el punto de descarga acompaña el movimiento basculante.

Horno de cubilote

Consiste en un tubo de más de 4 metros de longitud y pueden tener desde 0.8 a 1.4 metros de diámetro, se carga por la parte superior con chatarra de hierro, coque y piedra caliza y se utilizan para hacer fundición de hierros colados.

El mayor problema de estos hornos es que sus equipos para el control de emisiones contaminantes son más costosos que el propio horno y por ello no se controlan las emisiones de polvo y por lo tanto no se autoriza su operación.

Horno rotativo

Se compone de una envuelta cilíndrica de acero, revestido con material refractario y puede girar lentamente alrededor de su eje principal este horno es usado para la fundición de cobre, bronce, latón y aluminio.

Hornos de aire

Está integrado por un crisol de arcilla y grafito los que son extremadamente frágiles, estos crisoles se colocan dentro de un confinamiento que puede contener algún combustible solidó como carbón o los productos de la combustión.

Laminado

Es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por rodillos opuestos. Los rodillos giran para jalar el material de trabajo y simultáneamente apretarlo entre ellos.

La mayoría de los laminados se realiza en caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida, los metales laminados en caliente están generalmente libres de esfuerzos residuales y sus propiedades son isotropitas.

Laminación en caliente

Consiste en recalentar el planchón en los hornos a una temperatura de 1200 ºC, para posteriormente pasar por la etapa de reducción, que consiste en una serie de desbaste y un proceso de acabado donde la lámina alcanza el espesor deseado; posteriormente pasa por una mesa de enfriamiento y enrollado, seguidamente la lámina rolada en caliente esta lista para salir al mercado, pasar al templado o continuar en procesos posteriores. Todo este proceso es completamente automatizado.

Laminación en frio

Consiste en reducir el espesor de la lámina mediante molinos de laminación en frió, dándole al mismo tiempo las propiedades de resistencia, dureza, y modifican la micro estructura del acero. El proceso cuenta con funciones automáticas que incluyen la regulación de la velocidad además de un control de espesores.

La lamina puede pasar a un proceso de lavado electrolítico, que consiste en eliminar cualquier remanente de aceite soluble en la lámina, o bien directamente a los hornos de recocido. El proceso de templado le da a la lámina las propiedades metalúrgicas de dureza, resistencia y control de rugosidad superficial, por último, en el proceso de tensión nivelado se inspeccionan y mejoran las características de forma y planea que se crean en el proceso de laminación, teniendo como resultado un producto extraplano y sin defecto.

Horno Cubilote

El cubilote consta de 18 partes fundamentales para su funcionamiento. El cuerpo de acero del cubilote, está recubierto interiormente con material refractario ladrillo de chamota, sílice. La cuba es la parte principal del cubilote, en ésta transcurren dos procesos básicos de fusión: La combustión y la fusión del hierro. En la parte superior de la cuba se halla la boca para introducir la carga en el cubilote.

1.- Fondo basculante (hoja 2- Fondo basculante3- Columnas de apoyo 4- Plancha de la solera. 5- Abertura de trabajo. 6- Toberas. 7- Caja de viento. 8- Ladrillos refractarios.9- Cuerpo de acero 10- Bloques huecos de fundición.11- Deposito de carga.12- Chimenea con supresor de Chispas.13- Ladrillos de chamota.14-Holgura entre la camisa y el revestimiento.15- Parte inferior de la cuba.16- Piquera de hierro.17- canal de escoria.18- Canal de sangrado.

Hornos de cubilote es el más sencillo y económico horno para trabajar con el propietario de la Fundición pequeños. Hobby de metal lanzadores son siempre una mirada hacia fuera para una alternativa más barata que proporcionan seguridad y el rendimiento de los resultados de calidad y el horno de cubilote ofrece todo esto.

El aspecto común de un horno de cubilote es el de una chimenea. El horno puede ser de casi cualquier tamaño que es ideal para ruedas de metal del patio trasero. Comúnmente, el horno de cubilote se apoya en cuatro patas con un fondo de caída para eliminar los residuos del horno. Este tipo de horno no utiliza un crisol para la máquina de colada de metal se coloque el metal que se funde en el interior del horno.

El horno está equipado con un brote y el corredor para verter el material fundido que se denomina piquera. A veces cúpulas están equipadas con una forma de escoria que ser eliminado. Los orificios de colada de escoria se encuentran cerca de la parte trasera de la Cúpula un poco más alta que la piquera otros. El refractario utilizado en las cúpulas son generalmente de ladrillo con la arcilla y la arena inferior es como todos modos esto es sólo temporal. Cúpula de fundición por lo general consiste en trabajar con hierro y bronce, aunque otras aleaciones como el aluminio se pueden fundir también.

La fuente de energía común para las cúpulas es el coque de piedra caliza que actúa como un flujo. El aire puede ser bombeado para aumentar la quema de la coca. Cuando el coque está lo suficientemente caliente de la aleación se introduce en la parte superior de la cúpula. Algunos lugar la aleación después de coque y de aleación de nuevo y luego más. La aleación fundida goteará a través de la coca que se acumulan en el pozo cerca de la piquera. Cuando el nivel de la aleación fundida es suficientemente alto, la piquera se abre y luego de aleación se encuentra con un cucharón. Cuando se ha invertido lo suficiente la piquera se cierra con el uso de un conector resistente al tratamiento. Recuerde, la cúpula de fundición no implica un crisol.

Crisoles se utilizan tradicionalmente para fundir la aleación y el que se acumulan en el estado fundido. Con el uso de pinzas de crisol se lleva al molde y se vierte. La cuchara toma el lugar del crisol en este sentido. El lanzador de metal se vierte la aleación fundida que se encuentra en la cuchara en el molde. El proceso de fundición de metales más común es Arena de fundición, que se presta muy bien con Hornos de cubilote.

Hornos de cubilote pueden ser comprados o construidos. Muchas ruedas de metal afición prefieren construir sus propias cúpulas dificultades para encontrar un horno para satisfacer sus requisitos de tamaño o de su presupuesto. Cúpulas se han hecho de latas de café tuberías de gran diámetro y en realidad sólo importa en qué materias el lanzador es capaz de conseguir. Al hacer su propio horno que usted será capaz de personalizarlo.

Muchos de ellos necesitarán un horno para ser pequeño y portátil. Nadie quiere salir de un horno en la lluvia, después de todo. Las posibilidades son bastante buenas que si usted está en la fundición de metales entonces usted tiene algunos de los conocimientos técnicos necesarios para hacer su propio horno de cubilote. Si no es así, entonces vale la pena un tiro a ser extremadamente cuidadoso. Es posible que desee encontrar a alguien en su comunidad que pueden ayudarle en su tarea.

Descripción de un horno Cubilote

El cubilote consiste en un tubo de acero vertical con una altura de 10 mts., aproximadamente y un diámetro que varía entre 4 y 6 mts, recubierto con material refractario: Ladrillo refractario, con la disposición necesaria para introducirle una corriente de aire cerca del fondo.

Todo el cubilote descansa sobre una placa circular que es soportada arriba del piso mediante cuatro columnas separadas convenientemente para que las puertas abisagradas puedan caer libremente. Estando en operación, estas puertas se giran hasta una posición horizontal y se mantienen en su lugar por medio de una estaca vertical.

La puerta de carga está localizada más o menos a la mitad de la cubierta vertical y la parte superior del cubilote queda abierta, a excepción de una pantalla de metal o para chispas. Las aberturas para introducir el aire a la cama de coque se conocen como toberas. La práctica común es la de tener sólo una serie de toberas en una circunferencia de la pared, aun cuando algunos cubilotes grandes tienen dos hileras. Las toberas de forma acampanada, tienen el extremo mayor en el interior del horno para provocar que el aire se difunda uniformemente, van distribuidas a distancias muy precisas unas de otras, para obtener la distribución del aire tan uniforme como sea posible. El número de toberas varía con el diámetro del cubilote, siendo desde cuatro en los cubilotes pequeños y hasta ocho o más en los cubilotes grandes.

Alrededor del cubilote y en la zona de las toberas, se encuentra una caja, para el suministro del aire. Opuestas a cada tobera se encuentran unas pequeñas ventanas cubiertas con mica de tal forma que puedan inspeccionarse las condiciones dentro del cubilote. El aire, suministrado por un ventilador centrífugo entra por un lado de la caja.

Opuesto al vertedero de colada, se encuentra otro vertedor para la escoria, en la parte de atrás del cubilote. Esta abertura está colocada debajo de las toberas para evitar un posible enfriamiento de la escoria, provocado por la corriente de aire.

Funcionamiento de un horno Cubilote

La primera operación al preparar el cubilote consiste en limpiarlo de escoria y de los desechos que quedan en el refractario en torno a las toberas, de las coladas anteriores. A continuación se repara cualquier zona dañada con arcilla fina y arena sálica refractaria para recubrimiento de hornos. Después de limpiarlo y repararlo se giran las puertas del fondo a posición de cerrado y se coloca la estaca debajo de ellas. En el piso de la solera se coloca una capa de arena negra de moldeo, la cual se apisona y se le da una pendiente hacia el vertedero. La altura no debe ser menor a 10 cms. en el punto más bajo, se le deja un pequeño agujero para la sangría de aproximadamente 25 mm. de diámetro.

El encendido del cubilote se hace de 2 a 3 horas para que alcance una temperatura entre los 1200 y 1500 grados centígrados, antes de que se deba tener el primer metal fundido, deberá utilizarse la suficiente cantidad de leña para quemar la primera cama de coque.

Cuando se inicia un tipo natural, se añade coque poco a poco hasta que la cama crece a una altura conveniente. La altura de la cama de coque es importante, ya que determina la altura de la zona de fundición y afecta tanto a la temperatura como a la oxidación del metal.

Cuando la cama del coque está encendida completamente se carga arrabio y la chatarra con una proporción de una parte de coque por 10 de hierro, esta relación es en masa. Además se suministra alrededor de 34 Kg., de fundente por tonelada de hierro, por lo general es piedra caliza, cuyo objetivo es eliminar impurezas en el hierro, protegerlo de la oxidación y hacer la escoria más fluida para retirarla con mayor facilidad del cubilote.

Tanto los cubilotes de aire frío como los de aire caliente están en uso. En estos últimos, el aire de entrada se precalienta en alguna forma de recuperador, utilizando los gases calientes del cubilote. El recuperador puede ser una unidad externa o por tubos verticales construidos en el propio cubilote. El aire de entrada pasa por estos tubos, calentándose así antes de llegar a las toberas.