Tecnología de Fusión y Fundición: Tipos de Hornos, Procesos y Materiales Refractarios

Hornos de Fusión

Los hornos de fusión son instalaciones donde, mediante la combustión de un material o el uso de energía eléctrica, se suministra al metal el calor necesario para fundirlo y recalentarlo, de manera que adquiera la fluidez necesaria para el correcto llenado del molde.

Clasificación de Hornos

• Horno de Cuba: El metal está en contacto directo con el combustible (ejemplos: Alto Horno, Horno Cubilete).
• Horno de Solera: El metal está en contacto con los gases de combustión (ejemplos: Horno Martín Siemens, Horno Reverbero).
• Horno de Atmósfera Controlada: No hay contacto con el combustible (ejemplos: Horno Crisol, Horno Mufla).

Ventajas de los Hornos Eléctricos

Los hornos eléctricos presentan múltiples ventajas:

1. Pueden obtenerse temperaturas de más de 3500 ºC en algunos de ellos.
2. Puede controlarse la velocidad de elevación de la temperatura y mantenerse entre límites muy precisos con regulaciones completamente automáticas.
3. La carga queda por completo libre de contaminación de materiales combustibles.
4. Se controla completamente la atmósfera en contacto con la masa fundida, haciéndola oxidante o reductora a voluntad, e incluso en algún tipo de horno puede operarse en el vacío.
5. Los revestimientos refractarios tienen mayor duración que en otros tipos de hornos.
6. Se instalan en poco tiempo.

Hornos de Resistencias

• Resistencia no metálica (grafito)
• Resistencia metálica

Hornos de Inducción

• Alta frecuencia
• Baja frecuencia

Fundición Inyectada (Fundición a Presión)

La fundición a presión o inyectada es un proceso donde el metal fundido se introduce a alta presión dentro del molde, facilitando la consecución de geometrías intrincadas.

Ventajas e Inconvenientes de la Fundición a Presión

Entre las ventajas de este proceso están la alta productividad, el buen acabado superficial y la exactitud dimensional. Entre sus inconvenientes destaca la porosidad intrínseca de las piezas fabricadas, lo que tiene influencia capital en la resistencia mecánica de estas piezas (aplicable a aleaciones de Al, Cu, Zn, Mg).

Cámaras de Máquinas Calientes

Las cámaras de máquinas calientes se emplean para metales con puntos de fusión bajos, como el cinc o el plomo. La fabricación de metales con puntos de fusión más altos significaría un desgaste muy rápido de los materiales de la máquina al estar expuestos a temperaturas muy elevadas durante tiempos prolongados.

Fundición Centrifugada

Es un sistema donde, por medio de un tallo (o canal), se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema, se genera fuerza centrífuga horizontal en movimiento rotativo. Luego de la solidificación de la capa exterior, el molde se eleva a una posición vertical y se introduce el metal en el núcleo y los cuellos.

Materiales Combustibles

Un material combustible es toda sustancia que, bajo ciertas condiciones, resulta capaz de arder.

Clasificación

• Combustibles sólidos
• Combustibles líquidos
• Combustibles gaseosos

Materiales Refractarios

Los materiales refractarios son aquellos cuyas propiedades les permiten soportar temperaturas muy elevadas sin sufrir ningún tipo de deterioro en sus condiciones internas, como por ejemplo la corrosión. Esta condición permite que los materiales refractarios sean utilizados en todos los hornos de fabricación.

Estos materiales están formados por partículas diminutas de óxido, las cuales están unidas a otro material de características similares, pero más fino (aglomerante).