Obtención del hierro y el acero

Industriales. Procedimiento Siemens. Hierro. Acero. Procedimiento Bessemer. Crisol. Altos hornos. Manufactura. Fundición

  • Enviado por: Manoloco614
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
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Obtención del hierro y del acero.

Ordinariamente los termino hierro, hierro colado y acero con referencia a un metal en el cual el elemento hierro es el elemento principal no se refieren a una aleación o metal especifico, sino que se usan en forma algo ambigua para indicar un tipo general de aleación.

El termino hierro debe usarse solamente cuando se hace referencia al elemento hierro. Al hablar de formas comerciales de hierro pueden emplearse términos tales como lingote de hierro, hierro colado gris, hierro forjado, etc. Cada uno de estos términos representa alguna forma comercial del elemento hierro y, por otra parte, cada forma puede presentarse en muchas variante de composición química, la cual influye en las funciones encomendadas dentro de cada clase.

Acero

Metal fundamental: se puede obtener en grandes cantidades ya sé colado o forjado. Su plasticidad, ya sea a temperatura ambiente o a altas temperaturas permite trabajarlo en frió o en caliente. La combinación de su resistencia mecánica con su plasticidad le hacen el metal más importante para la construcción de grandes estructuras variando el contenido de carbono y con tratamiento térmicos apropiados pueden variase sus prop. Desde muy blando a acero mecanizable del tipo empleado en piezas de metal prensado, alambre y materiales similares, a duro, acero resistente, apropiado para maquinas y herramientas en que se requiera gran resistencia mecánica y dureza.

Esencialmente, el acero es un a aleación de hiero y carbono. El contenido de carbono en los tipos de acero corrientes se halla comprendido entre, aproximadamente, entre 0.08 y 1.4%. el porcentaje de carbono del acero es el factor mas importante que gobierna sus propiedades y aplicaciones. En ciertos aceros especiales el contenido de carbono puede ser más grande de 1.4 %. En un principio el acero se fabricaba por un proceso de adición de carbono al hierro forjado en el estado sólido, esto es, cementación. En la actualidad todos los aceros se fabrican partiendo del hierro en estado de fusión y el carbono se añade al hierro liquido.

Hierro forjado:

Es la forma más antigua fabricada por el hombre. Fue originariamente producido por una reducción lenta del metal en el hogar de la forja partiendo de mineral de hierro. Este proceso de reducción daba un hierro muy impuro, el cual requería un ulterior afino de tipo mecánico, esto es , martillándolo para darle la forma en la cual era utilizado. El hierro forjado es un metal que contiene hierro de elevada pureza y silicato de hierro en asociación física. Su contenido de carbono es muy bajo, y el silicato de hierro o escoria, se halla distribuido por todo el metal base en forma de fibras que le dan un aspecto fibroso cuando se le fractura.

Hierro colado:

Es una aleación cuyos principales elementos son hierro silicio y carbono. En el comercio existen hierro colados con una gran variedad de propiedades. Las especificaciones A.S.T.M. prevén clases de hierro colado con resistencias mínimas a la tracción comprendidas entre 1400 y 5600 kilogramos/cms2 (20000 y 80000 libras/pulgadas2 ). Cada clase tiene sus características y dentro de cada una puede haber regulaciones y modificaciones para adaptarla mejor al servicio particular de que se trate. El lingote de hierro, hierro colado gris, hierro colado blanco, hierro colado templado y hierro colado maleable se consideran todos como hierro colado, principalmente debido a que estas formas de hierro no son suficientemente plásticas, incluso en caliente, para poderse forjar. Por esta razón se obtienen siempre comercialmente por un proceso de fusión y colado para darle la forma prevista. La forma comercial de cada unos de estos metales es la de piezas coladas.

Mineral de hierro:

El principal mineral de hierro es el hematitis, el cual cuando es puro contiene 70% hierro. Cuando este oxido de hierro contiene agua se denomina limonita, y contiene 60% de hierro cuando es puro. La magnetita se halla con menos abundancia. La siderita se a empleado como mineral, pero debido a su pequeño contenido en hierro no se emplea con frecuencia en la actualidad.

Las impurezas mas corriente del mineral de hierro son con sílice, titanio y fósforo. Los minerales que contienen las cantidades más pequeñas de estas impurezas son los que tienen mas valor. Una gran cantidad de sílice y titanio resulta perjudicial porque requiere cantidades extras de fundentes para escorificarlos en el horno alto, mientras que el fósforo y el azufre son perjudiciales debido a su efecto nocivo sobre el hierro y acero. Los minerales de hierro suecos están casi enteramente extensos de fósforos y azufre, lo cual explica la fama de los aceros y hierro suecos por su gran pureza. Casi las tres cuartas partes del mineral de hierro empleado en los Estados Unidos vienen del distrito del Lago Superior. El mineral de estos depósitos naturales es hematites y contiene un 68% de hierro. La mayor parte del mineral de este distrito se presenta tan cerca de la superficie que puede extraer económicamente a cielo abierto.

Coque:

El calor requerido para fundir el mineral en los hornos altos se obtienen de la combustión del coque. El coque es el residuo que queda después de calentar ciertos carbones en ausencia de aire. Es un material duro quebradizo y poroso, que contiene de 85% a 90% de carbono, junto con alto de cenizas, azufre y fósforo. La resistencia mecánica, fragilidad e impurezas del coque dependen del carbón empleado y del método de fabricación utilizado. Exciten dos maneras de hacer coque. En el procedimiento antiguo, en el cual las materias volátiles se destruían, se fabricaban en hornos de mufla sin aprovechar los subproductos destilados. En el proceso moderno se fabrica en retortas y se obtienen al mismo tiempo de los productos destilados muchos subproductos, tales como brea, amoniaco y benzol.

Chatarra:

Solo los metales pueden ser utilizados varias veces. Otros materiales, tales como la madera, vidrio y hormigón constituyen u escombro cuándo han perdido su utilidad. En cambio, os metales procedentes de estructuras inservibles, tale como calderas, puentes, buques, automóviles, etc., se convierten en chatarra aprovechable.

La necesidad de chatarras en la fabricación de metales y aleaciones férricos y no férricos es unos de los principales problemas que se le presentan al fabricante, particularmente en la industria del acero, en la que se necesitan grandes cantidades de chatarras clasificadas. Durante los periodos ordinarios de productividad no es seria la dificultad de obtener chatarra de buena calidad en suficiente cantidad; no obstante, constituye un factor importante en el funcionamiento cotidiano de una acerería.

La mayor parte de la chatarra llega como subproducto de los procesos de manipulación de metal, o bien de material anticuado, o perdidas y producto de metal considerados como inútiles, comprendidos entre pequeñas piezas y acorazados.

La chatarra requiere una clasificación apropiada con el fin de que resulten satisfactoria. La clasificación comprende la separación por tamaños, forma, clasificación de composición, etc; así como la separación completa de los metales no férricos y férricos, separación de los aceros aleados de los aceros al carbono, y la clasificación de calidades y composición de aceros aleados, esto es, al cromo tungsteno, etc.

Horno alto:

El hierro se extrae del mineral por medio de los hornos altos el hierro tal como se obtiene del horno alto puede volverse a fundir y colar para darle cualquier forma, o bien refinarse para transformarlo en acero o hierro forjado. Hoy en día los hornos pueden producir entre 500 y 1200 toneladas de hierro por día.

El mineral se reduce a metal en el horno alto por medio del coque cargado con el mineral, las impurezas se escorifican mediante la castina cargada también con el m mineral.

El aire inyectado a través del horno, se calienta previamente en estufas que constituyen una parte importante de la instalación del horno alto. La combustión del coque suministra el calor necesario, y el óxido de carbono formado por la combustión parcial del coque, junto con el coque, producen el hierro. El hierro líquido y la escoria se depositan en el fondo del horno, de donde se sacan periódicamente por medio de sangrados.

El mineral, coque y castina se elevan desde el nivel del suelo al tragante del horno mediante dos vagonetas que se mueven sobre planos inclinados. Los materiales se pesan cuidadosamente con el fin de que se carguen en proporciones correctas, las cuales varían según sea el horno y la calidad de mineral usado. Las vagonetas descargan su contenido en el tragante y cae sobre la campana inferior al bajar la campana superior; de esta forma, al bajar la campana inferior entra dentro del horno el empleo de estas dos campanas impide que los gases llamas salgan al exterior por el tragante del horno cada vez que se carga. El aire caliente se inyecta por las toberas, cerca del fondo del horno. Los gases producidos se sacan a nivel próximo al tragante y a continuación se hacen pasar por el separador de polvo y por un lavador. Estos gases contienen nitrógeno, anhídrido carbónico y óxido de carbono. El óxido de carbono es combustible y puede quemarse para producir energía o calor. Aproximadamente un tercio de estos gases se emplea para calentar los recuperadores los cuales a su vez calientan el aire inyectado en el horno alto. Al quemarse los gases calientan los ladrillos y una vez calientes se suspende la circulación de los gases y en su lugar se hace pasar el aire que se ha de inyectar en el horno.

A medida que se forma el hierro y la escoria van cayendo en el crisol situado en el fondo del horno debido a que el hierro es más denso que la escoria, se deposita en el fondo, mientras que la escoria flota sobre el hierro fundido. Cerca del fondo del horno existen dos orificios. El más bajo, o piquera, sirve para sangrar el hierro y se tapa con bolas de arcilla disparadas mediante aire comprimido. El orificio superior o bigotera sirve para sacar la escoria y se cierra por medio de un tapón metálico. El hierro se sangra cada cuatro o cinco horas quitando el tapón de arcilla; la escoria se saca dos o tres veces entre cada dos sangrados de hierro. Muchas de las impurezas del mineral son recogidas y evacuadas con la castina fundida formando la escoria.

El hierro que sale del horno alto se conduce por canales a la cuchara, sobre dichos canales se coloca un espumador para separar la escoria y el verterla en una vagoneta. El hierro vertido en la cuchara se calienta a continuación en lingoteras, o bien se transporta en estado líquido a los hornos para fabricar acero. Algunas veces las escorias son apropiadas para la fabricación de cemento, pero la mayoría de los casos se descargan en los escoriales.

El hierro tal como sale del horno tiene de 3 a 4% de carbono y cantidades variable de silicio, azufre, fósforo y manganeso. Las cantidades de silicio y azufre se regulan entre ciertos límites con la conducción del horno pero el contenido de fósforo depende exclusivamente de las materias empleadas. El azufre y fósforo son dos de las impurezas más perjudiciales, y como quiera que la eliminación del azufre resulta difícil, excepto si se emplean tratamientos eléctricos especiales, es importante producir hierro con bajo porcentaje de azufre.

Fabricación del acero por el procedimiento Bessemer:

Los aceros fabricados en un horno Bessemer o Siemens se denominan aceros ácidos o básicos según sea la naturaleza del revestimiento refractario del horno. La sílice es un revestimiento básico mientras que la dolomita y magnesita son revestimientos básicos. La naturaleza del revestimiento gobierna la escoria, puesto que una escoria básica disuelve rápidamente un revestimiento ácido, y una escoria ácida tendría el mismo efecto sobre un revestimiento básico. Con un revestimiento básico se puede eliminar un elevado porcentaje de fósforo y algo de azufre pero la cantidad de óxido de hierro más grande que queda en el acero hace que el acero básico sea inferior al acero ácido.

Para fabricar acero Bessemer se vierte hierro directamente del horno alto en el convertidor o recipiente. En el fondo del convertidor existe un cierto número de orificios a través de los cuales se inyecta aire. El aire oxida primero el silicio y manganeso, y estos óxidos, junto con algo se óxido de hierro suben a la parte alta y forman una escoria. Luego empieza a arder el carbono y la inyección del aire se prolonga hasta que no queda más que 0,05% de carbono aproximadamente. La marcha de la oxidación puede seguirse observando el color de las llamas que salen del convertidor. La oxidación de la impurezas hace subir la temperatura del metal hasta el punto que puede colarse convenientemente cuando se ha terminado la inyección de aire, se agrega el metal fundido la cantidad de carbono necesaria para conseguir el porcentaje de carbono especificado, junto con el manganeso preciso para compensar la influencia del azufre y el silicio requerido para la desgasificación. Después el acero acabado se convierte en una cuchara haciendo vascular el convertidor, y de la cuchara se vierte en las lingoteras para laminarlo o forjarlo subsiguientemente.

El acero Bessemer tiene propensión a estar oxidado e impuro y si bien normalmente se considera inferior al acero producido por otros métodos, puede competir con dichos aceros en trabajos que requieran acero con bajo contenido de carbono y con prescripciones no muy severas a la resistencia mecánica, ductibilidad y tenacidad. El procedimiento ácido no elimina el azufre y fósforo, con lo cual estos elementos quedan en cantidad excesiva para que el acero resulte de buena calidad. Debido a que en el procedimiento Bessemer no utiliza ningún combustible y el tratamiento de 15 a 25 t de hierro puede hacerse en 10 a 15 minutos, el costo del proceso es bajo. Sin embargo, dicho proceso va perdiendo auge y crecen sus costos de fabricación debido a que se van acabando los minerales de hierro pobres en fósforo. Los aceros Bessemer se emplean extensamente para la fabricación de chapas de calidad mediocre, tubos, alambre, fleje para fabricar tubos y tornillería, así como también en aquellos trabajos en el que el acero no esté sometido a cargas severas y en cambio convenga que sea fácilmente mecanízable.

Uno de los procedimientos “Duplex” consiste en fabricar acero Bessemer ácido, el cual se refina a continuación en un horno Siemens básico, dando al obtenido en el hormo Siemens básico, pero sumamente de utilidad debido a su baratura. Otro procedimiento “Duplex” consiste en refinar en un horno eléctrico el acero producido en un horno Bessemer o en un horno Siemens. Este acero es de calidad superior, normalmente, al acero Siemens.

El procedimiento “triplex” comienza haciendo acero por el procedimiento Bessemer, al cual a continuación en un horno Siemens básico se le quita parte del fósforo y, finalmente, se refina en un horno eléctrico.

Procedimiento Siemens:

El horno Siemens es de forma rectangular y más bien de poca altura. Su capacidad oscila de 15 a 200 t de metal. Se calienta con gas, fuel oil o brea, y las llamas salen primero por un extremo del horno y luego por el otro. Los gases producidos pasan por recuperadores equivalentes a los empleados en los hornos altos. Cuando se invierte la marcha de los gases, los recuperadores a través de los cuales han estado pasando los gases calientes calientan al aire y el gas que entra en el horno, mientras que los situados en el otro extremo comienzan a calentarse por el paso a través de los mismos gases quemados.

Los cuatro recuperadores representados debajo del horno propiamente dicho están llenos de ladrillos por cuyo alrededor pasan el gas y el aire. Antes de poner l horno estos ladrillos se calientan con leña. El gas entra en el horno a través del recuperador interior de un extremo mientras que el aire entra por el exterior del mismo extremo; dichos fluidos se encuentran y unen, atraviesan el horno y de este pasan a la chimenea a través de los dos recuperadores situados en el extremo opuesto. De esta forma los ladrillos de las cámaras de salida quedan más calientes debido al calor perdido del horno. La corriente de gas, aire y productos de combustión se cambia cada 15 minutos, con lo cual los 4 recuperadores se mantiene calientes continuamente. El gas y el aire entran en el horno altamente recalentado dando como consecuencia una temperatura de combustión mas elevada; los productos de combustión salen por la chimenea arrastrando relativamente poco calor, todo lo cual contribuye a ahorrar combustible. La mayor parte de los hornos son de tipo fijo. Sin embargo, algunos hornos modernos muy grandes son del tipo basculante.

El horno Siemens básico tiene paredes y fondo de gran espesor, de magnesita o dolomita sinterizada, con una bóveda en arcos construida con ladrillo silicioso. La solera de los hornos ácidos se hace con arena. El frontis del horno situado en la plataforma de carga, tiene de 3 a 7 puertas, refrigeradas con agua y accionadas hidráulicamente, a través de las cuales se carga el horno y se observa el proceso de fusión y afino. En el centro de la parte posterior del horno se haya el orificio de sangrado, taponado firmemente en los hornos fijos y cerrado ligeramente en los basculantes. Los hornos básicos tienen otro orificio al nivel de la escoria, a cuyo través se evacua parte de la escoria formada. El proceso para producir acero en éstos hornos requiere de 6 a12 horas, dependiendo del horno, su edad, combustible empleado, y carácter de la carga. Ordinariamente para fabricar los aceros Siemens se emplea una gran cantidad de chatarra de acero. En las grandes acererías donde se fabrican perfiles de construcción, raíles, etc. Se gasta casi el 50% de chatarra, y el resto de la carga está constituido por hierro líquido.

Una descripción de la marcha de un horno Siemens básico típico ayudará a ilustrar los principios del proceso verificado en un horno de éste tipo. Inmediatamente después de efectuada la colada, todas las trazas de acero son rascadas del horno y, a continuación, se echa dolomita calcinada sobre el fondo y paredes laterales para reemplazar las pérdidas ocasionadas en la operación anterior. Después se carga el horno, castina sobre fondo, a continuación mineral y, finalmente la chatarra de acero. Todos los grandes hornos Siemens se cargan en la actualidad mecánicamente. Después de unas dos horas, la chatarra de acero empieza a fundirse y al llegar a este punto se añade el hierro fundido. La acción del material sobre el lingote origina la ebullición del baño, formándose una escoria clara, parte de la cual se retira. Después que la chatarra está completamente fundida, la castina empieza a descomponerse en anhídrido carbónico, el cuál asciende a través del metal y escoria, y también en óxido cálcico, que va a la superficie y contribuye a formar una escoria mas espesa.

La acción del mineral, junto con la de la escoria, hace bajar el contenido de carbono del baño, de tal suerte que en una operación bien conducida queda alrededor de un 1% de carbono cuando la castina se ha descompuesto totalmente. La operación subsiguiente consiste en eliminar mas carbono hasta dejarlo en valor deseado, el cual depende del tipo de acero que se trata de fabricar, y de calentar el baño hasta la temperatura conveniente para poder hacer la colada y llenar las lingoteras. El contenido de carbono se baja gradualmente mediante un calentamiento continuado, pero si por ensayos se encuentra que es demasiado elevado, se añade material; si es demasiado bajo, se añade hierro, ya sea fundido o sólido. El contenido de carbono se juzga por las fractura de las probetas que se cuelan en pequeños moldes, las cuales se enfrían y rompen. Si se fabrica un acero blando o de bajo contenido de carbono, tan pronto como el contenido de carbono del acero que se está fabricando llega al porcentaje deseado y el metal está suficientemente caliente, se cuela en una cuchara, y se añaden a ésta el ferromanganeso y ferrosilicio necesarios para desoxidar y regular la composición química final del acero. Si se fabrica un acero de más porcentaje de carbono, como el empleado para raíles, el contenido de carbono se reduce a un valor comprendido entre 0,15 y 0,25% y se añade suficiente cantidad de hierro fundido un momento antes de hacer la colada, para que el contenido de carbono alcance el valor deseado. El manganeso y silicio se añaden entonces en forma de ferroaleaciones, ya sea en el horno o al acero en el momento de llenar la cuchara. Las cucharas de las cuales se cuela el acero en las lingoteras son del tipo vaciable por el fondo, con el fin de separar el acero de la escoria, la cual flota en la superficie. En los aceros de bajo contenido de carbono se añaden a menudo pequeñas cantidades de aluminio el colarlo en los moldes para desgasificarlo, impidiendo de ésta manera que parte del mismo hierva sobre los moldes al solidificarse.

En los hornos Siemens ácidos no se emplea castina, y la escoria está formada por las impurezas del hierro, junto con parte del revestimiento del horno. Cuando se fabrican aceros de alto contenido de carbono, el acero no se suele carburar como se ha explicado antes, sino que se cuela cuando se alcanza el contenido de carbono deseado, el cual se determina mediante análisis químicos rápidos.

PROCEDIMIENTO DEL CRISOL:

Los aceros para herramientas de alta calidad y algunos aceros aleados se continúan fabricando por el procedimiento del crisol, si bien es cierto que el horno eléctrico en la actualidad permite fabricar acero de igual calidad que el obtenido en el crisol. En el procedimiento del crisol, se coloca en un crisol de arcilla o de grafito arcilla, hierro forjado o chatarra de buena calidad, junto con una pequeña cantidad de lingote de hierro de gran pureza, ferromanganeso, los metales de aleación necesarios y los fundentes, todo lo cual se cubre con un fondo de crisol viejo y se funde en un horno calentado con gas o carbón de coque. Una vez la carga está completamente fundida, dejando suficiente tiempo para que asciendan a la superficie los gases e impurezas, se vacía el crisol quitando la escoria con una barra de hierro fría, y los 25 o 50 kilos de acero que contiene el crisol se cuelan en pequeños lingotes, los cuales subsiguientemente se forjan para darles la forma deseada.

La ventaja principal de éste procedimiento consiste en que se quitan la mayoría de las impurezas, incluyendo el oxígeno y partículas extrañas.

ACERO AL HORNO ELÉCTRICO:

Los hornos electricospara la fusión y afino del acero tuvieron su origen en el descubrimiento del arco de carbón por Sir Humprey Davy, en 1800, pero no fue sino hasta 1878 en que la aplicación directa de este método se hizo industrial, que fue cuando Sir William Siemens patentó, construyó e hizo funcionar hornos basados en los principios del arco directo e indirecto. Siemens tenía un horno formado por un pequeño crisol en el cual introduciría la carga y se llevaba a cabo la fusión por la acción de dos electrodos de carbón.

El horno eléctrico ha resultado ser una unidad ideal el la industria del acero para fundir y refinar. Entre sus ventajas merecen citarse: la atmósfera no oxidante del arco de carbón, el cual da calor puro, hace posible construir hornos completamente cerrados y permite mantener atmósferas reductoras; la temperatura alcanzable está sólo limitada por la naturaleza del reflectario del revestimiento del horno; puede conseguirse una regulación entre límites muy estrechos; el rendimiento de la unidad es extraordinariamente elevado; el afino y aleación se efectúan con rapidez y control.

En la mayoría de los hornos eléctricos el calor es producido por medio del arco eléctrico, ya sea sobre el baño, como el horno Stassano, o por medio de arcos entre la escoria y los electrodos suspendidos sobre el baño; éste último procedimiento es el mas satisfactorio y corriente. Al preparar una carga de acero, la mayor parte de la carga se prepara con chatarrade acero seleccionada cuidadosamente.

MANUFACTURA DE HIERRO FORJADO:

El hierro forjado se fabrica en partidas de 150 a 750 Kg en hornos denominados de pudelado, que son algo similares al Siemens y en ellos la combustion se desarrolla solamente en un extremo. Estos hornos están revestidos con óxido de hierro en forma de mineral. En el horno se cargan lingotes de hierro fríos y a medida que éstos se funden se elimina su carbono con el óxido de hierro del revestimioento. Cuando se ha eliminado prácticamente todo el carbono y otras impurezas, el metal tiene un punto de fusión mas elevado y comienza a adquirir la forma de una masa pastosa. Esta masa de escoria y metal se agita intensamente con lo que se forma una bola que se saca a continuación del horno. La mayor parte de la escoria se elimina de esta masa por un prensado mecánico y a continuación el hierro se lamina en forma de barras. En este momento el material está constituido por una mezcla de hierro de gran pureza y algo de escoria(alrededor de 2 o 3%).Las barras se cortan en trozos y se apilan en capas alternativas a 90º. Estas pilas de barras se atan con alambre , se calientan hasta la temperatura de soldadura y se laminan para darles los perfiles deseados. El fin de éste apilado y laminado es obtener una distribución fina y uniforme de la escoria.

El profesor Aston, ideó un procedimiento para fabricar hierro forjado sintético. Este material tiene la misma composicion quimica y metalográfica del hierro pudelado, pero se puede soldar con más facilidad. En este proceso, el lingote se funde en un cubilote y se transforma en acero dulce.

A continuación el acero se vierte en escoria líquida, tomando la precaución de que el mezclado sea completo. Posterormente se retira el exceso de escoria y se prensa para elimar la escoria que quede. Luego se lamina en barras para la fabricacion de tubos y similares.

El principal valor del hierro forjado es su resistencia a la corrosion y ruptura por fatiga.

Se emplea para la fabricacion de pernos, tubos, clavos, tubos cameros, etc.

FUNDICION:

En la fundición, las piezas coladas de hierro y acero, de casi cualquier forma y tamaño, se fabrican colando el metal fundido en el interior de moldes y arena.

Piezas de Hierro Colado: El lingote para colar las piezas se funde en un cubilote, el cual, es un horno de cuba, muy semejante a un pequeño horno alto, en el cual el coque y el lingote de hierro se cargan por la parte alta y el aire se inyecta cerca del fondo. El hierro fundido se puede sangrar periodicamente o, en los grandes cubilotes, en forma continua, siendo recibido en una gran cuchara. Los cubilotes varían mucho en cuanto al tamaño, dependiendo de la cantidad de hierro consumido en la fundición.

Los moldes se hacen apisonando arenas apropiadas sobre un modelo colocado en el interior de una caja. La caja consiste simplemente en un recipiente formado por dos o mas elementos, que permite sacar el modelo. El modelo se retira y el espacio por él ocupado se llena con el metal fundido. Los modelos pueden ser de madera o metálicos; son reproducciones exactasde las piezas que se trata de fabricar, exceptuando que son ligeramente más grandes para compensar la contracción del metal durante su enfriamiento.

Piezas de acero moldeado: las piezas de acero moldeado, producto de las acererías, tienen formas mas o menos intrincadas y se cuelan casi exclusivamente en moldes de arena, si bien en ciertos casos se cuelan en moldesmetálicos centrifugados. El tamaño de las piezas de acero moldeado puede varia de 6 mm a 1200 mm, que pesan mas de 200 toneladas.

Aunque el acero se funde en hornos Siemens, Bessemer, crisol y eléctricos, en la actualidad el horno eléctrico es el mediode fusión aceptado en las acererías y domina hoy en el campo de la fundición en capacidad y producción.

Los moldes empleados para colar acero deben poseer propiedades especiales, y debido a als altas temperaturas que deben resisitir se presentan dificultades cuando se trata de fabricar moldes y piezas perfectas. Las arenas empleadas deben ser de elevado porcentaje de sílice, y generalmente están constituídas por mezclas de arena con agentes aglomerantes añadidos para conseguir la correcta cohesión de los granos de arena. La porosidad y la formación de sopladuras son defectos que aparecen en las piezas de acero moldeado a causa de contracciones internas, y gases que no han podido escapar, óxidos, escorias, etc. Algunos de los defectos encontradosen las piezas moldeadas en arena pueden eliminarse con el colado centrifugo.

Las piezas de acero moldeado se suelen someter a tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades. Estos tratamientos incluyen la normalización, recocido, eliminación de tensiones internas, templado.

Bibliografía:

  • Metalurgia, Johnson-Weeks.

Editorial Reverté, Barcelona.

MCMLXI

FIN