Los Hornos de Arco Directo son loos más utilizados para producir acero, haciendo que un arco se establezca entre ellos y la chatarra o el metal fundido, ocasionando que la circulación de corriente a través del metal klo caliente, sumándose al calor radiado por el arco.
La mayoría son trifásicos, utilizando, por lo tanto, tres electrodos de grafito.
Las partes escenciales de estos Hornos son:
a) El Casco cilíndrico contruido de placa de acero.
b) La Bóveda o Tapa formada por un anillo de acero y ladrillos o cemento refractario, o por paneles refrigerados por agua, teniendo tres orificios para el paso de los electrodos.
c) Los Porta-electrodos constan de postes o columnas verticales que sostienen los brazos horizontales que en su extremo tienen las mordazas, refrigeradas por agua, que sostienen los electrodos.
d)El Mecanismo de Voltero que permite bascular el casco para el vaciado.
e)Las Puertas de Trabajo y carga, que son refrigeradas por agua.
f) El Canal de Colada.
g)El Equipo Eléctrico que comprende:
-El o los Transformadores de Potencia con cambio de taps para seleccionar diferentes voltajes.
-Los cables de cobre, refrigerados por agua, que conectanal Transformador con los Porta-Electrodos.
-Los Disyntores o Interruptores de Corriente.
-Los tableros con los aparatos de medición y control, los mandos de los sistemas de basculación y desplazamiento de la Bóveda.
-El sistema de Regulación del Arco, manual o automático. Puede ser eléctrico, electrónico, hidráulico, magnético o mixto.
Interior del Horno
En su interior el Horno comprende las partes siguientes:
-La Solera o piso hecha de Magnesita o Dolomita granulada.
Después de cada colada se reparen con el mismo material para conservar su nivel.
- El crisol de refractario resiste al metal y a las escorias.
- Las Paredes o Muros construidas en Tabiques Refractarios o páneles Refrigerados por Agua, construidos en acero inoxidable.
- Los Electrodos de Grafito, de sección circular, los cuales se van uniendo con espigas roscadas, llamadas niples o cioples, para alargarlos conforme se van desgastando.
Operación
La chatarra se carga al Horno por la parte superior desplazando la bóveda. la carga puede hacerse de una sola vez o en varias operaciones, dependiendo del peso específico de la chatarra, estableciéndose el arco. para el corte de chatarra se utilizan los voltajes más altos (y mayor amperaje), se procede a calentar el metal formado con fundentes la escoria para la refinación y, agregando después ferroaleaciones. ya que se obtiene el análisis químico deseado y habiendo desoxidado y desgasificado el metal, se procede al vaciado del metal Caliente basculando el horno.
Este tipo de Horno transmite el calor por radiación de un Arco Eléctrico que se genera entre dos Electrodos de Grafito horizontales, sin tener contacto con el metal. Consecuentemente el metal no absorbe carbono de los electrodos, como es necesario en la fundición de cobre de alta pureza.
Consta de un cilindro horizontal hecho con placa de acero y revestido interiormente con refractario. Los electrodos pasan al interior del horno por orificios en las tapas del cilindro, y su sistema de regulación es parecido al de los Hornos de Arco Directo. Tiene una puerta de carga y una piquera, y se bascula girándolo sobre su eje, para hacer el vaciado.
Utiliza una corriente eléctrica monosfática, lo cual limita su tamaño.
Estos Hornos utilizan gas o combustible líquido para la combustión. la flama calienta directamente el exterior del Crisol y por lo tanto no hay contaminación del metal con Azufre. Son utilizados principalmente para la fusión de metales no ferrosos en volúmenes pequeños.
Constan de un cilindro vertical construido con placa de acero tapado en su parte inferior, revestido con refractario en su interior. Entre el crisol,que suele ser de grafito o cerámica, y el revestimiento refractario hay un espacio para permitir la circulación de los gases calientes de la combustión.
La carga metálica se hace directamente sobre el crisol.
Para el vaciado, el horno puede bascularse o también puede sacarse el crisol manualmente utilizando unas tenazas.
Los HORNOS DE CUBILOTE para fundir Hierro son tipo cuba vertical de sección cilíndrica, donde se refunden Chatarras de Hierro y Acero, así como lingotes de Arrabio, utilizando como combustible COQUE y como fundentes Caliza y Espato Fluor. La combustión del Combustible se hace por la inyección de aire a presión, por toberas que se encuentran arriba del crisol, para lo cual se utiliza un Soplador.
La carga se hace por una puerta que se encuentra en la parte superior, aproximadamente a la mitad de su altura. Los gases de la combustión suben a través de la carga, que va descendiendo, precalentándola.
En el Crisol hay dos Piqueras, la superior para salida de la Escoria, y la inferior para salida del metal. El refractario de las paredes suele ser Ácido y el Crisol puede ser Grafito refrigerado por agua. El fondo consiste en arena sílice fuertemente apisonada con declive hacia la piquera del metal. la carga se va haciendo en capas de Metal, Coque y Fundentes, sucesivamente.
El Coque es un carbón furo, poroso, desprovisto de la mayoría de materia volátil por una combustión incompleta partiendo de carbón mineral, llevada a cabo en compartimentos cerrados en los que se alcanza la temperatura de fusión, enfriándose después bruscamente. Se clasifica por su contenido de carbono fijo, tamaño y uso final, como por ejemplo el Coque para Fundición.
La mayoría de los cubilotes tienen el fondo con bisagras para facilitar su descarga al terminar la operación o campaña. Existen cubiloes modernos en los cuales se precalienta el aire para combustión, mejorándose en esta forma su eficiencia.
Los Cubilotes son:
a) Los únicos Hornos de Fundición en los cuales la salida de metal puede ser continua.
b) De alta producción horaria.
c) De relativo bajo costo de operación.
d) Sencillos de operar.
Sin embargo estos hornos se han ido sustituyendo por Hornos de Induscción, los cuales permiten un mejor control del análisis químico y temperatura del metal y, sobre todo, son menos contaminantes.
Esquema de un Cubilote
Es una aleación de Cobre con estaño, Plomo y Zinc, y en algunos casos Hierro, Níquel, manganeso y aluminio.
Un análisis típico de Latón es:
Son cubiertas por la especificación ASTM B584.
Las piezas fundidas de latón se utilizan en conexiones para tubería, válvulas, ornatos de arquitectura, componentes automotrices, etc. y son de color dorado amarillo.
Cobre
Para ciertas aplicaciones se utilizan piezas fundidas en cobre de alta pureza, con contenido de 99.8% mínimo de este metal, 0.05% Sn, 0.05% Pb y 0.05%P máximos. Para producirlas se utiliza como matera prima, Cobre Electrlítico.
Entre las piezas fundidas con este metal se encuentran las Toberas de los Altos Hornos y las cabezas de las Lanzas utilizadas en los convertidores al oxigeno en Acerías, piezas que trabajan a altas temperaturas en si exterior y refrigeradas por agua en su interior.
No mejoran propiedades con tratamiento térmico.
Tienen alta contuctibilidad eléctrica y térmica.
Bronce
Es una aleación de Cobre con Estaño y Zinc, y en algunos casos Plomo y Aluminio. Para mejorar sus propiedades físicas suelen agregarse Manganeso y Níquel.
Un análisis típico de bronce es:
Son cubiertas por las especificaciones ASTM: B22, B61, B62, B66, B67, B148, B176 Y B584.
El llamado Bronce Fosforado contiene más de 0.10% de Fósforo y se maquina con facilidad.
La fundicion de Bronce es utilizada en piezas resistentes a la corrosión, chumaceras, válvulas, industria naval, industria automotriz, fundición artística, etc. Son de color dorado rojizo. Casi todos los tipos son maquinables.
La más utilizada es el Zamak, la cual se vacía por inyección. Se le conoce como Aleaciones AG4OA (3) y AG41A (5), cubiertas por la especificación ASTM B86.
(Balance: Zn)
Estas piezas se utilizan en la industria automotriz, industria eléctrica, aparatos domésticos y de oficina, etc.
