Entendiendo las Fundiciones: Donde el Metal se Convierte en Bloques de Construcción de la Industria Moderna

El metal se vacía del horno de fundición al cucharón de desague

Una fundición es una fábrica donde el metal se funde y se vacía en nuevas formas

Las fundiciones son responsables de nuestro nivel de vida actual y desarrollo industrial, pero la mayoría de nosotros sabemos casi nada sobre ellas. Entonces, ¿qué es una fundición?

DEFINICIÓN DE FUNDICIÓN

En términos simples, una fundición es una fábrica donde se hacen fundiciones fundiendo metal, vertiendo metal líquido en un molde, y luego solidificándolo. Incluso si nunca has estado en una fundición o ni siquiera sabes cómo se ve, estás rodeado de las fundiciones de metal que producen. Hay una buena probabilidad de que estés leyendo esto a menos de 3 metros de una.

Las fundiciones no solo producen productos de metal para motores, ferrocarriles y componentes de tuberías. También hacen componentes de máquina que son esenciales para hacer muchos de los productos básicos de consumo en los que confiamos. El 90 por ciento de todos los bienes manufacturados se basan en metal fundido.

PROCESO DE FUNDICIÓN

Para entender la fundición necesitas entender el proceso de fundición. Los pasos generales de fundición son modelado, moldeo, fundición, vaciado, eyección, limpieza, limpieza e inspección.

La forma final de la fundición corresponde al molde en el que se vierte, por lo tanto los moldes son cuidadosamente formados según un patrón —una réplica de madera o metal del objeto a fundir. El material más común para los moldes es arena de cuarzo, pero pueden hacerse de muchos materiales diferentes dependiendo del metal de fundición y método usado.

La carga es una de las operaciones más peligrosas en una fundición. Los errores pueden ser fatales.

El horno de fundición se "carga" con metal y se calienta por encima del punto de fusión del metal. Cuando el metal fundido ha alcanzado la temperatura de fundición especificada, se vacía del horno a través de la boquilla en el cucharón refractario de vaciado. Cualquier escoria o contaminación se remueve de la superficie del metal fundido. El cucharón se inclina entonces para verter el metal fundido en la cavidad del molde.

El molde se enfría y el metal se solidifica, tras lo cual la fundición es eyectada del molde y limpiada. La fundición limpia termina con un acabado, un proceso que remueve material excedente de la fundición para lograr dimensiones específicas para el producto terminado. Dependiendo de las especificaciones de las fundiciones, el acabado puede ser rápido y simple o muy detallado. Las fundiciones terminadas son entonces inspeccionadas por la fundición antes del envío.

Las fundiciones no solo producen fundiciones en bruto. Realizan una variedad de operaciones que a menudo incluyen diseño de pieza, construcción de utillaje, prototipado, mecanizado, ensamblaje, y otros servicios post-venta.

EQUIPO DE FUNDICIÓN

Electrodos de carbón serie 3 arcos eléctricos se usan para fundir acero o hierro en un horno de arco eléctrico. Las fundiciones modernas están altamente mecanizadas. Contienen toda la maquinaria y equipo usados para hacer patrones y núcleos, fundición y conformado. La gama incluye grandes hornos de fundición, cucharones, montacargas, grúas, transportadores y tanques de transferencia. Todo el equipo de fundición está especialmente diseñado para operar de forma fiable a alta temperatura bajo condiciones de fundición.

La principal diferencia entre fundiciones es ferrosas (hierro o acero) o no ferrosas (aluminio, latón, bronce, cobre, etc.). El tipo exacto de equipo está determinado por los metales con los que trabaja la fundición; Los hornos de arco eléctrico son ideales para trabajar acero, mientras una fundición de cobre más probablemente use un horno de inducción. Los hornos pueden variar en tamaño, desde pequeños electrodomésticos de mesa a los que pesan varias toneladas. Los volúmenes de producción pueden variar desde una fracción de onza a varias toneladas. La misma variabilidad de modelo y tamaño aplica a máquinas de modelado y moldeo y la mayoría de otros equipos de fundición.

DISEÑO DE FUNDICIÓN Y REDUCCIÓN DE RIESGOS

La fundición es inherentemente peligrosa. Su actividad principal es fundición de metal, que a menudo requiere temperaturas en exceso de 2.600 grados Fahrenheit (1.425 °C). Para dar contexto a este número, cualquier agua que entre en contacto con el horno activo se expande inmediatamente a 1.600 veces su volumen original —solo llenar el horno con metal incluso ligeramente húmedo es suficiente para causar una explosión de vapor catastrófica.

La naturaleza violenta e impredecible de las reacciones químicas que tienen lugar a temperaturas extremadamente altas requiere procedimientos de seguridad de fundición que sean igual de intensos. Todo en la fundición está diseñado para minimizar los riesgos de fundir y transportar el metal.

Las mismas condiciones que favorecen fundición efectiva y segura —calor sin humedad— también pueden ser condiciones ideales para un incendio incontrolado. El diseño de la fundición resuelve este problema removiendo materiales inflamables y manteniendo retardantes de llama en todo momento. Debido al mencionado problema de explosión de vapor, el agua no puede usarse para extinguir incendios de fundición. En su lugar, las actividades de extinción se enfocan en apagar las llamas con extintores industriales y arena seca.

Cargar —cargar metal en un horno para fundir— es una de las operaciones más peligrosas en una fundición. Un pequeño error puede causar cualquier cosa desde daño de equipo a lesión o muerte.

No es de extrañar que las fundiciones tengan temperaturas ambientales altas. Estos son lugares de trabajo calurosos, sudorosos —hechos peores por el hecho de que los trabajadores de fundición deben usar cascos, gafas, protectores faciales y ropa aluminizada gruesa. Tan intenso como el calor puede ser, los trabajadores no podrían tolerarlo en absoluto sin los techos altos. Las fundiciones están diseñadas con techo alto para permitir circulación de aire.

Después de que el metal se ha fundido, todavía tiene que moverse alrededor de la fundición para ser vertido en los moldes. Por razones obvias, se toman precauciones extremas para evitar derrames, especialmente en o cerca de trabajadores de fundición. La ruta está marcada, tan corta como posible y libre de obstáculos. El tráfico en el piso de la fundición estrictamente controlado, para que personal innecesario nunca se interponga en el camino del metal fundido durante el transporte. Ayudas mecánicas (montacargas, cubas mecánicas) se usan para minimizar aún más la exposición humana.

Incluso con todas las medidas preventivas, las fugas aún ocurren. Para minimizar el daño cuando lo hacen, los pisos de fundición están construidos de materiales no reactivos, resistentes al fuego. Tierra compactada es la más económica y posiblemente la más efectiva. El concreto normal puede agrietarse cuando se expone a metal fundido, pero concretos resistentes a choque térmico están disponibles.

Algunos trabajadores usan equipo protector especializado, como ropa aluminizada, para proteger contra el entorno de fundición hostil. Diseño consciente de seguridad y equipo protector ayudan a reducir riesgo a trabajadores y equipo, pero la clave real para operaciones de fundición seguras son trabajadores de fundición hábiles con excelente conciencia situacional, fuerza y resistencia.

TENDENCIAS DE LA INDUSTRIA DE FUNDICIÓN

Las fundiciones se producen en fundiciones en todo el mundo. Las condiciones varían de país a país e incluso de fundición a fundición, pero la industria en su conjunto está experimentando tendencias. Hay cambios significativos teniendo lugar en la industria de fundición que afectan calidad y coste para el usuario final. Las tecnologías de fundición se han desarrollado a lo largo de los años y el negocio central de fundición también ha evolucionado y diversificado. Las tendencias generales más dominantes son escala, automatización y acabado interno.

Los nuevos hornos son más grandes, seguros y eficientes que generaciones previas. Esto permitió un aumento en la producción industrial a pesar del número decreciente de fundiciones en Norteamérica.