2.
En este trabajo definiremos el
concepto, clasificación y
rendimiento térmico de los
hornos de fusión, los cuales
tienen un rol muy importante en
las industrias metalúrgicas y por
consiguiente en el desarrollo
económico de la sociedad
INTRODUCCIÓN
4.
Los hornos de fusión son aquellos hornos utilizados
para fundir de materiales de diversas composiciones
en los talleres de fundición de hierro, acero y de
metales.
En estos hornos no sólo se lleva a cabo la fusión de
los metales, sino también el control del material, de
las composiciones y, por consiguiente, tendrá que
disponer del personal y los medios que hagan
posibles estas tareas.
CONCEPTO
5. Consideraciones económicas
La composición y el punto de fusión de la aleación a
fundir
El control de la atmosfera del horno
La capacidad y la rapidez de fusión requeridas.
Consideraciones de tipo ecológico
Suministro de energía y su disponibilidad así como el
costo de combustibles.
Facilidad de sobrecalentamiento del metal.
Tipo de material de carga que es posible utilizar.
SELECCIÓN: Factores
6.
El polvo de la arena u otros compuestos utilizados en
el colado.
Los humos de los metales fundidos, así como las
salpicaduras del metal fundido durante las
transferencias y el vaciado en los moldes.
La presencia de combustibles para los hornos, el
control de su presión y la operación correcta de
válvulas, etc.
La presencia de agua y humedad en crisoles, moldes
y otros sitios de la planta (se transforma en vapor).
SEGURIDAD:
Consideraciones
7.
El manejo inadecuado de fundentes, que son
higroscópicos y son un peligro al absorber humedad.
Inspección de crisoles, herramientas y otro equipo en
busca de desgaste, grietas, etc.
Inspección de equipo, como los pirómetros en
función de su precisión y calibración adecuadas.
La necesidad de un adecuado equipo de seguridad
personal como guantes, delantales, batas, mandil,
protectores faciales y zapatos.
9.
Tipos de Hornos
Hornos de crisol
Se funde el metal sin entrar en contacto directo con los
gases de combustión y por esa razón se llaman algunas
veces hornos calentados indirectamente.
Se dividen en 3: Horno de crisol móvil, horno de crisol
estacionario, horno de crisol basculante
10.
Hornos eléctricos
Producen temperaturas muy elevadas y son los más
indicados para la desulfuración y desfosforacion de la
fundición y para la obtención de aceros especiales.
11.
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.
12.
Horno de arco eléctrico
La carga se funde por el calor generado de 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 en una olla.
13.
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.
14.
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.
15.
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.
16.
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 sólido como carbón o los productos de la
combustión.
18.
La elección de tipo de horno, su capacidad, tipo de calefacción y forma de
operar, debe siempre realizarse mediante un estudio técnico-económico,
optimizando el diseño para adecuarlo al objetivo
Siempre que sea posible debe pasarse del trabajo discontinuo a continuo.
En los hornos de funcionamiento intermitente debe programarse el trabajo
de tal forma que los tiempo de espera sean mínimos.
Una buena estanqueidad del horno evita entradas de aire incontroladas.
El empleo de materiales altamente refractarios permite temperaturas más
altas de llama, con la consiguiente mejora de la eficacia
Diseño y utilización del horno
19. Debe trabajarse, siempre que sea posible, a plena capacidad de la instalación.
Debe automatizarse al máximo el control del proceso, así como las operaciones de carga y
descarga, evitando operaciones erróneas.
Aprovechar la energía desprendida en los procesos exotérmicos.
No operar nunca a temperaturas más altas de lo necesario.
Emplear aire enriquecido y precalentado para mejorar la cinética del proceso y el balance
térmico.
Emplear oxígeno puro como comburente para minimizar el volumen de gases de
combustión.
Recuperar los efluentes valiosos y aprovechar térmicamente el carbono y el monóxido de
carbono para producir, mediante su combustión, vapor para proceso.
Utilizar quemadores recuperativos o regenerativos.
Proceso
20.
Evitar una excesiva humedad en el producto.
Estudiar el almacenamiento de las materias primas, evitando, para las que
capten fácilmente humedad, tiempos prolongados a la intemperie.
Mejorar el proceso químico y el intercambio térmico mediante la
utilización de materias primas con granulometrías adecuadas.
Utilizar materiales semielaborados procedentes de procesos en los que se
obtienen con una eficacia térmica mayor, que la que se consigue en el
proceso principal.
Utilizar fundentes con el fin de rebajar la temperatura de operación.
Alimentación
21.
Optimizar la combustión utilizando equipos de
análisis de gases y regulándola automáticamente.
Utilización de combustibles precalentados.
Trabajar a una temperatura de llama tan próxima a
la teórica como sea posible.
Combustión
22.
No refrigerar, o no dejar enfriar, los productos intermedios que
posteriormente deban ser calentados.
La temperatura de salida de gases y productos más adecuada es la
necesaria para la etapa siguiente.
Si la temperatura de los efluentes es mayor que la requerida, pueden
utilizarse para precalentar la carga, el aire de combustión, el combustible,
utilizándolo en otra parte del mismo proceso o instalar una caldera de
recuperación.
Si la temperatura de los gases de calentamiento es más alta de la requerida,
recircular parte de los gases efluentes para disminuir el exceso de aire,
limitando la temperatura en la cámara de combustión y aumentando la
velocidad del gas en las zonas de precalefacción y calefacción
Efluentes
23.
Programar el mantenimiento preventivo para evitar paradas
imprevistas.
Calcular el empleo óptimo de los aislantes para evitar
temperaturas de pared excesivas.
Eliminar la visión desde el exterior de las zonas rojas del horno con
el fin de cortar pérdidas por radiación.
Utilizar el calor de las refrigeraciones para usos diversos, tales
como calefacción, vaporización al vacío, etc.
Acortar el tiempo de las paradas, evitando perder todo el calor
acumulado.
Mantenimiento y pérdidas
