Texto Oficial Fun Acero

MEC - ELM

UNIVERSIDAD TECNICA DE ORUROFACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA

CARRERA INGENIERIA MECANICA Y ELECTROMECANICA

Realizado por:

Univ. Copa Roque Jhonny Freddy (AUXILIAR TITULAR MEC – 2243)

Email: [email protected]

ORURO – BOLIVIA

2008

Jhonny F. Copa Roque 1

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RESUMEN

El presente trabajo que es una recopilación de experiencias y a la vez reforzadas con datos extraídos de algunos autores, pretende darle al lector una orientación acerca del proceso que sigue una determinada pieza de fundición, que esta puede ser parte de alguna máquina, varias máquinas o un sistema complejo de producción.

Se sabe que cualquier máquina por muy avanzada que esta sea tiene entre sus componentes piezas fabricadas por fundición.

De la misma manera el proceso que se presenta tiene como objetivo el de dar a conocer como se funde o como es el proceso cuando se utiliza un horno de fundición de arco. Existen datos acerca de características de las arenas de moldeo y todo lo referente al proceso.

De todos modos en la Materia de MEC – 2239 y MEC – 2243 se realiza gran parte de todo el procedimiento que se establece en el presente texto, me refiero mas propiamente en el preparado de la arena, el moldeado, la colada, el desplomado, etc. Solo la parte de fusión del metal (En este caso Aluminio) que se la hace mediante un quemador de gas en un crisol es la diferencia


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INDICE

1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………… 42. FUSIÓN EN HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO…………………… 63. ESTRUCTURA DEL HORNO DE ARCO ELÉCTRICO…………… 74. SISTEMA ELECTRICO……………………………………………… 95. PROCESO INDUSTRIAL…………………………………………… 12

5.1 HORNO………………………………………………………….. 125.2 PREPARACIÓN DE LOS MOLDES…………………………… 135.3 COLADA………………………………………………………… 155.4 SECADO Y PREPARACIÓN DE LAS CUCHARAS…………… 185.5 LLENADO DE LOS MOLDES…………………………………… 19

6. PREPARACIÓN DE LOS MODELOS………………………………… 216.1 ESPECIES DE MADERAS………………………………………… 216.2 SECADO DE LA MADERA……………………………………. 226.3 TOLERANCIAS DE LOS MODELOS PARA LA CONTRACCIÓN……………………………………. 23

7. PREPARACIÓN DE LAS ARENAS O MEZCLAS DE MOLDEO… 247.1 MEZCLAS DE MOLDEO………………………………………… 247.2 DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD DE LA MEZCLA……. 267.3 MOLDEO DE PIEZAS PARA LA FUNDICIÓN………………… 26

8. ÚTILES PARA EL MOLDEO A MANO……………………………… 278.1 CAJAS DE MOLDEO……………………………………………… 278.2 ELEMENTOS DE CENTRADO DE LAS CAJAS DE MOLDEO… 28

9. MOLDEO A MANO…………………………………………………… 2810. PREPARACIÓN DE LOS MOLDES PARA LA COLADA………….. 2911. DESPLOMADO Y LIMPIEZA DE LAS PIEZAS FUNDIDAS……… 3012. MÉTODOS PARA SEPARAR LOS BEBEDEROS Y MAZAROTAS.. 3113. PREPARACIÓN Y TRATAMIENTO DE LOS HORNOS

(LADRILLO REFRACTARIO)……………………..………………... 3213.1 INSTRUCCIONES PARA EL TAQUEADO DEL HORNO…… 3313.2 TRATAMIENTO DE CRISOL NUEVO…………………………. 34

14. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………… 36ANEXOS……………………………………………………………………….. 37

PROCEDIMENTO DE TRABAJO DE FUNDICIÓN


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EN HORNO ELECTRICO POR ARCO

1. INTRODUCCIÓN

El progreso de la economía de un país determina el desarrollo en la fabricación de maquinarias. Es

sumamente elevada la importancia de la producción de piezas fundidas, casi todas las máquinas y

aparatos tienen piezas de fundición. No hay rama en la construcción de maquinaria, la industria de

fabricación de aparatos y en la construcción, donde no se utilicen piezas fundidas. La fundición es uno

de los métodos mas viejos utilizados aún en la antigüedad para producir artículos de metal, inicialmente

se cobre y bronce, luego de hierro colado y mas tarde de acero y otras aleaciones. El rápido desarrollo

de la tecnología plantea ante la producción de piezas fundidas el problema de la satisfacción de las

demandas de las diferentes ramas de la industria en piezas fundidas y elevación constante de su

producción.

Fig. 1.- Piezas fabricadas mediante el proceso de fundición


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Se fabrican piezas fundidas de metales ferrosos y aleaciones (Acero, fundición gris y maleable), como

también de metales no ferrosos y aleaciones de cobre, aluminio, magnesio. El método principal de

fabricación de piezas fundidas es el vaciado en moldes de arena en los que se obtiene cerca de un 80 %

de la cantidad total de artículos fundidos. Sin embargo, la precisión y la rugosidad de la superficie de

las piezas, obtenidas en moldes de arena en muchos casos no satisfacen las exigencias de la industria de

construcción de maquinaria. A consecuencia de ello cada vez mas se emplean métodos de colada

especiales: en moldes metálicos (Coquillas), a presión (Colada a la cera perdida), centrífuga, en

cáscaras, que permiten obtener piezas de precisión elevada, con pequeña rugosidad de la superficie y

un volumen mínimo para el labrado por corte (Maquinado). Los principales procesos en la producción

de molduras son:

Fig. 2a.- Secuencia de elaboración de piezas de fundición.


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Fig. 2b.- Otro proceso de fundición de piezas.

2. FUSIÓN EN HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO

Fig. 3.- Fotografía de un horno eléctrico por arco


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La fusión eléctrica tiene una serie de ventajas:

- Bajo quemado de los elementos.

- La posibilidad de obtener una composición más exacta de la fundición con menos cantidad

de impurezas nocivas.

- Un alto calentamiento (1900 ºC).

- Mejores condiciones sanitarias, higiénicas de fusión.

- Como también la regulación del proceso de fusión.

La fusión se puede realizar en carga fría y caliente. Los hornos de arco eléctrico funcionan con

corriente alterna (12500 amperios), tensión de servicio es de 105 – 130 voltios, su capacidad 1500 –

50000 Kg. Los hornos de arco eléctrico trabajan con revestimiento básico (Cuba) y ácido (Tapa).

Tienen su aceptación los hornos de arco con revestimiento ácido. En estos hornos es mayor la

estabilidad del revestimiento, menor su coste, menor gasto específico de energía eléctrica, de electrodos

y menor es la duración en la fusión. Los hornos con revestimiento básico se utilizan para fundir hierro

colado de aleación con alto contenido de aluminio (Puesto que el aluminio reduce el revestimiento

ácido del horno), manganeso y cromo, como también con un pequeño contenido de azufre (Hasta 0,04

%).

3. ESTRUCTURA DEL HORNO DE ARCO ELÉCTRICO

La camisa de los hornos de arco eléctrico se hace soldada. La parte superior del horno se cubre con una

bóveda desmontable. La bóveda tiene tres orificios para montar en el espacio útil del horno los

electrodos (De carbón o grafito). La holgura entre los electrodos y la mampostería refractaria de la

bóveda se cubre con aros de empaquetadura, los cuales se enfrían con agua (Enfriadores).

El horno tiene una abertura de trabajo. El orificio de salida sirve para vaciar la fundición del horno a la

cuchara. La corriente se suministra a los electrodos a través de los porta-electrodos. Estos se desplazan

con un mecanismo lateral, y en los de gran capacidad, mecanismos inferiores. La carga se echa a través

de la bóveda desmontable, que se desplaza hacia un lado.


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El revestimiento del horno se realiza para el proceso básico con ladrillos de magnesita, el cual

generalmente se coloca sobre una capa de ladrillo de aislamiento térmico; para el proceso ácido, con

ladrillo silícico.

La bóveda del horno se hace de ladrillo silícico o de cromo-magnesita, posee una estabilidad

considerablemente mayor que con ladrillo silícico.

Fig. 4.- Estructura de un horno eléctrico por arco de 40 toneladas

Fig. 4.1.- Electrodos de grafito para hornos eléctricos por arco.


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4. SISTEMA ELECTRICO

Fig. 5.- Sistema eléctrico del horno.

Todo este circuito se divide en dos partes: Sistema de fuerza y Sistema de mando. Y el mando se

subdivide en dos: Medición y Control.


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El transformador, llamado también transformador de baja, tiene cuatro (4) taps de regulación que son

utilizados en diferentes etapas del proceso. Su descripción es de la siguiente manera:

TAP A, es utilizado para realizar una perforación de la carga hasta formar líquido en el fondo del

horno, por tener una tensión elevada su arco es mas amplio.

TAP B, mantiene una temperatura constante del metal ya fundido. En esta posición se hace las

aleaciones y dosificaciones del metal para darle su característica final.

TAP C y D, bajan ligeramente la temperatura cuando esta se ha elevado peligrosamente. Es también

utilizado para realizar un precalentamiento después de que ha sido reparada toda la mampostería.

Ahora nos hacemos la pregunta: ¿Cómo opera el tablero de control?, trataremos de mostrar y explicar

de una forma mas sencilla posible. En el tablero de control tiene un selector con cuatro posiciones

definidas: Abajo, Arriba, Automático y Apagado; para el control de los electrodos. Ahora analizaremos

en este caso la posición “Automático” que es utilizado permanentemente en todo el proceso.

En la figura, tenemos un esquema de una de las fases del horno, normalmente se lo denomina su

automático.

Fig. 6.- Sistema de control de una de las fases (Automático).


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Consta de dos (2) bobinas con núcleos móviles que son:

- Bobina de Corriente, que opera con el transformador de corriente CTc (5000/5 A).

- Bobina de Tensión, que recoge señal de P que está conectado directamente a la línea de

124 V nominal.

- Tiene también un vástago, con dos contactos móviles que son accionados según vaya

variando los valores mayores y menores de P y CTc.

Cuando CTc registra una corriente elevada es señal de que el electrodo ha hecho cortocircuito o que

está demasiado cerca del material a ser fundido. Por tanto aumentará el magnetismo en su bobina,

accionará el contacto móvil y por lo tanto se energizará su relé que subirá el electrodo inmediatamente.

De la misma manera cuando no exista arco o un cortocircuito el magnetismo de la bobina de tensión

que viene de P será elevado y accionará su relé que invertirá su giro y bajará el electrodo. Todo este

proceso dura mientras solo se tiene material que debe ser fundido, pero cuando ya existe metal fundido

ambas bobinas logran una estabilidad donde ninguno es mayor que el otro en lo que respecta a

magnetismo. La estabilidad se obtiene cuando la distancia entre la punta del electrodo y el metal

fundido fluctúe de 2 a 3 pulgadas de distancia.

a) b)

Fig. 7.- a) Electrodos al rojo vivo en pleno funcionamiento.

b) Electrodos vistos cuando el horno está destapado.


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El accionamiento de los porta electrodos que hacen bajar y subir los electrodos generalmente son de

CC (220 V), por tener mayor fuerza y mejor torque en comparación de los motores de CA

convencionales.

5. PROCESO INDUSTRIAL

Para realizar el trabajo de fundido de una determinada pieza se sigue el siguiente proceso:

5.1 HORNO

Selección de la Carga (Chatarra) y clasificación, de acuerdo al tipo de acero o aleación que se desea

obtener para no incurrir en fallas, estas pueden ser: Fierro gris, fierro blanco, aceros al carbono (Altos,

medios y bajos) y aceros aleados (Manganeso).

Cargado, una vez seleccionado y clasificado se procede al cargado del mismo al horno. Se lo realiza

mediante puente grúa, o en último caso manualmente cuidando siempre que la carga no sea demasiado

pesada.

Inicio de la Fundida, se sigue el siguiente proceso:

- Se enciende en el TAP A, para lograr una perforación rápida de la carga, hasta que el

electrodo toque fondo.

- Una vez que el electrodo tocó fondo, se inicia el proceso de fusión formando un líquido

(Caldo) en la parte inferior que a medida que pasa el tiempo irá creciendo, consumiendo de

abajo hacia arriba hasta tener toda la carga líquida o fundida.

- Se cambia al TAP B y se hacen la dosificación del metal mediante análisis, previa

extracción de muestra. Teniendo el resultado del análisis se adicionan aleantes y

desoxidantes. Para posterior tener lista para la colada. En algunas oportunidades cuando la

temperatura del metal está peligrosamente elevada se cambia al TAP C o D, para provocar

una disminución leve de la temperatura. Este proceso a fin de evitar que la aleación sufra

alteraciones en su composición final.


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Por lo general, el acero contiene adiciones de aleación que transmiten características específicas. Los

principales elementos de adición y aleación aparte del carbono son los siguientes: Silicio, manganeso,

cromo, níquel y molibdeno. Los elementos acompañantes no deseables son: Fósforo, azufre, oxígeno y

nitrógeno.

5.2 PREPARACIÓN DE LOS MOLDES

- Selección del modelo y su caja de moldeo, de acuerdo al pedido y características que debe

tener, los modelos generalmente son de madera. Por lo general entre modelo y caja se debe

tener una distancia de 3 cm. Como mínimo para la elección de una caja.

Fig. 8.- Modelos preparados para el moldeo.

- Moldeado de la pieza, el modelo mencionado anteriormente se la moldea en arena

colocando en principio una capa de arena de revestimiento (Mezcla de arena de sílice,

bentonita y agua en % adecuados) y la otra arena llamada arena de relleno que tiene

características diferentes (Generalmente arena usada anteriormente como revestimiento).

Fig. 9.- Descripción de las arenas para su moldeado.


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Fig. 10.- Descripción del molde ya moldeado.

a) b)

Fig. 11.- a) Máquina mezcladora de rodillos

b) Moldeador en pleno proceso de apisonado.

- Secado del molde, puede ser natural (Medio Ambiente) o mediante un quemador de gas.


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Fig. 12.- Moldes ya preparados y secándose.

- Tapado, normalmente un molde tiene 2 componentes (Base y Tapa), con una abertura en la

parte superior (Alimentador o Bebedero), de la misma forma pueden tener más de dos

aberturas que servirán como respiraderos de acuerdo al tamaño de la pieza a ser moldeada.

5. 3 COLADA

Para el colado de los moldes se disponen en la plataforma para moldeo o en caminos de rodillos en

transportadores en movimiento o en una plataforma de colada en movimiento, de la misma manera se

debe disponer de una cuchara. La cuchara sirve para transportar el metal líquido y para el llenado de los

moldes, la cuchara tiene una cubierta de acero, cuyas paredes y fondo en su parte interior están forrados

de material refractario (Ladrillos). El espesor de la capa de revestimiento es de 65 – 180 mm.

Por su estructura las cucharas pueden ser de pico, pico tetera, de tambor y cucharas de colada con

descarga por el fondo.

Las cucharas de tambor, se emplean generalmente para la producción de molduras pequeñas y

medianas de paredes delgadas (Cuando es importante conservar la temperatura del metal líquido) y

para repartir el metal en cucharas pequeñas, de las cuales luego se llenan los moldes. La capacidad de

las cucharas de tambor es de 250 – 500 Kg.


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Fig. 13.- Cuchara del tipo Tambor

Las cucharas de pico, se emplean para el llenado de moldes, dispuestos en transportadoras. En este

caso las cucharas se llenan con metal de cucharas grandes o del mismo horno.

Fig. 14.- Cucharas del tipo pico en diferentes variedades y tamaños.

Las cucharas tipo tetera, durante el proceso de colada, la escoria se atrapa mejor que en las cucharas

de tambor y en las cucharas comunes de pico.


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Fig. 15.- Cuchara del tipo tetera.

En dependencia de su capacidad, las cucharas se transportan a mano, con ayuda de monocarriles,

teleféricos o grúas de puente.

Fig. 16 a.- Manipuleo mediante puente grúa y carril


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Fig. 16 b.- Manipuleo de la cuchara en forma manual.

5. 4 SECADO Y PREPARACIÓN DE LAS CUCHARAS

Las cucharas se secan y calientan con mecheros que funcionan con gas. Al preparar la cuchara para la

fusión se realiza la preparación corriente del revestimiento: se eliminan de las paredes y el fondo de la

cuchara los lodos (Grumos) de escoria y metal junto con la capa de revestimiento, después el

revestimiento se restituye, se seca y se calienta. Durante la reparación general el revestimiento usado se

retira de la cuchara por completo y se sustituye por uno nuevo. Antes de verter el metal el

revestimiento de las cucharas se calientan hasta 500 – 600 ºC, y para la colada de los moldes que

requieren elevadas temperaturas de la fundición, hasta 700 – 750 ºC. Enseguida después de calentarse

las cucharas se llenan de la masa fundida.


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5. 5 LLENADO DE LOS MOLDES

Antes de la colada la fundición debe ser limpiada de escoria. Las pérdidas de temperatura de la

fundición durante el vaciado del horno, la transportación y el revestimiento de una cuchara a otras, si

esto está previsto, deben ser tomadas en cuenta al determinar la temperatura de llenado de los moldes.

Fig. 17.- Traslado y vertido (Llenado) de los moldes.

Durante el llenado del molde el fundidor debe observar con atención el movimiento de la masa fundida

de la cuchara al molde. En el momento inicial del llenado es necesario girar la cuchara suavemente sin

sacudidas, no obstante, lo suficientemente rápido para llenar el sistema de bebederos. En lo sucesivo el

fundidor debe girar la cuchara con tal velocidad, que el nivel de la masa fundida permanezca en lo

posible constante. Se debe llevar la colada con especial atención en el momento de finalizar el llenado

del molde; después de aparecer la masa fundida en el respiradero el fundidor debe reducir la velocidad

de giro de la cuchara para que el metal no rebose del respiradero.

Al vaciar el metal en los moldes se deben observar estrictamente las medidas de seguridad:


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- Las cucharas se deben llenar con metal no más de 7/8 de su altura (87 %).

- La cuchara con mas de 500 Kg de capacidad debe estar dotado de un mecanismo para la

inclinación y el giro con transmisión a tornillo sinfín y autofrenado; el mecanismo de giro

debe estar protegido con una cubierta.

Fig. 18.- Mecanismo de accionamiento de una cuchara.

- Las vías de rieles por las cuales se desplazan las cucharas con el metal fundido deben ser

estrictamente horizontales.

Fig. 19.- Rieles de desplazamiento.


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- Los pasillos deben estar secos puesto que al caer metal líquido al piso húmedo puede ocurrir

una explosión.

- Los fundidores deben trabajar con ropa de trabajo: Chaquetas de lona y pantalones, botas de

fieltro u otro calzado especial, guantes, sombreros y gafas protectoras.

Fig. 20.- Equipo de seguridad para el operador o fundidor.

6. PREPARACIÓN DE LOS MODELOS

El material comúnmente utilizado es la madera cuyas propiedades son:

- Pequeña densidad.

- Buena facilidad de elaboración.

- Capacidad de aglutinación.

- Retención de barnices y pinturas.

- Bajo costo.

Sin embargo la madera tiene una estructura heterogénea capaz de absorber y evaporar la humedad, por

lo que presenta algunos inconvenientes como variar su volumen y sus propiedades mecánicas

ocasionando su deformación.

Se puede evitar estos inconvenientes en forma parcial con los siguientes cuidados:

- Buena elección de maderas.

- El régimen de secado.

- Labrado durante la elaboración de los modelos.

6. 1 ESPECIES DE MADERAS


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Depende mucho de su destinación y el plazo de servicio, los modelos se elaboran de diferentes tipos de

maderas:

- Blandas (Gabón), tiene gran contracción y deformación utilizados en modelos pequeños y

medianos, normalmente en premodelos para elaborar modelos de metal.

- Dureza pequeña y media (Pino, mara), su contracción por desecación es pequeña y su

deformación insignificante.

- Duras (Roble, Arce), se labran con dificultad, se utilizan para modelos que exigen medidas

exactas.

Las maderas se dividen en:

Tablas, si la anchura excede el doble del espesor.

Listones, si la anchura no es mayor que el espesor doble.

Vigas, si el espesor y la anchura son mayores a 100 mm.

6. 2 SECADO DE LA MADERA

Para evitar la deformación, los modelos de madera y las cajas de machos (Almas, noyos), se elaboran

de madera previamente secada; además, su superficie útil se cubre con esmalte nitro y a veces con

barniz.

No se debe utilizar para modelos, la madera que tiene nudos (Ojos), que empeoran la maquinabilidad

de la madera y sus propiedades mecánicas, pudrición, rajaduras, fibras atravesadas, que disminuyen la

calidad de la superficie de los modelos y aumentan los desperdicios y la deformación de los modelos.

Se puede hacer dos tipos de secado (Natural y artificial).

El secado natural, se utiliza el movimiento del aire circundante que baña la superficie de la madera. El

proceso de secado se prolonga para las especies blandas de árbol hasta dos años, para las especies duras

hasta 4 años y más. La ventaja reside en que no se requiere un equipo especial, y la desventaja es de

qué aumenta la duración del proceso y es posible que se pudra el material.


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El secado artificial, mas empleado es con aire caliente en secadores, su ventaja de este método

consiste en que se reduce la duración del secado, se logra la humedad requerida de la madera y se eleva

la calidad del material. Su desventaja gastos considerables para el equipo.

6. 3 TOLERANCIAS DE LOS MODELOS PARA LA CONTRACCIÓN

TABLA 1.- CONTRACCIONES DE DIFERENTES MATERIALES

FUNDICIONES

MATERIAL % DE CONTRACCIÓN % TESA

GRIS

BLANCA

0.6 – 1.3

1.6 – 2.3

1.01 (1 %)

1.015 (1.5 %)

ACEROS

MATERIAL % DE CONTRACCIÓN % TESA

AL CARBONO (0.14 – 0.75 % C)

AL MANGANESO (10 – 14 % Mn)

1.5 – 2

2.5 – 3.8

1.02 (2 %)

1.025 (2.5 %)

ALEACIONES NO FERROSAS

MATERIAL CONTRACCIÓN EN

PULGADAS %

CONTRACCIÓN EN

MILIMETROS %

ALEACIONES DE ALUMINIO

BRONCE AL ALUMINIO

BRONCE FOSFOROSO

ESTAÑO

ZINC

5/32

¼

1/8 a 3/16

¼

5/16

1.30

2.08

1.04 a 1.56

2.08

2.06


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7. PREPARACIÓN DE LAS ARENAS O MEZCLAS DE MOLDEO

La composición de las mezclas de moldeo y para machos (Almas), es diversa y depende del tipo de

aleación, masa, espesor de la pared y configuración de la moldura, las exigencias que se plantean y del

carácter de la producción.

TABLA 2.- CARACTERÍSTICAS DE LA ARENAS DE MOLDEO

MATERIAL HUMEDAD %

AGUA

PENETRABILIDAD

AL GAS UNID.

HUMEDAD

COMPONENTE

VERDE %

BENTONITA

%

COMPOSICION

GRANULAR

ACERO

PIEZAS CHICAS 3 – 5 180 – 300 8 4 – 10 56 – 45

ACERO

PIEZAS

GRANDES

3 – 5 180 – 300 8 4 – 10 62 – 38

HIERRO

PIEZAS CHICAS 4 – 7 50 – 80 7.5 – 8.5 4 – 10 86 – 70

HIERRO

PIEZAS

GRANDES

4 – 7 50 – 80 7.5 – 8.5 4 – 10 75 – 50

BRONCE 6 – 8 12 – 13 7 – 8 12 – 14 150 – 140

ALUMINIO 6 – 8 12 – 13 7 – 8 12 – 14 225 – 160

7. 1 MEZCLAS DE MOLDEO

Las mezclas de moldeo se dividen por su utilización en únicas, de revestimiento y rellenado; por el

estado del molde antes del vaciado, en mezclas para moldes que se utilizan en estado húmedo, y

mezclas para moldes para el vaciado en estado seco; en dependencia de la clase de la arena utilizada, en

naturales y sintéticas.

Si todo el molde se elabora de una sola mezcla, esta se llama única. Las mezclas únicas se utilizan para

el moldeo a máquina en talleres de producción en serie y en gran escala. Estas mezclas se preparan de

arena y arcilla del máximo poder refractario y con mejor capacidad aglutinante, para asegurar su


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durabilidad. Al preparar las mezclas usadas para volver a emplearlas, se introduce en ellas una

suficiente cantidad de materiales sin usar para comunicarles altas propiedades.

La mezcla de revestimiento se aplica en el molde, después de su compactación esta representa una

capa del molde de 15 – 100 mm de espesor, en dependencia del espesor de la pared de la moldura, que

entra en contacto con el metal fundido (Arena de contacto). Esta siempre se utiliza junto con la mezcla

de relleno con la que se completa el volumen restante de la caja de moldeo.

La mezcla de relleno debe poseer una penetrabilidad al gas no menor que la de revestimiento. Las

mezclas únicas y de revestimiento deben tener una resistencia suficiente para que el molde pueda

aguantar la presión del metal líquido durante el vaciado (Presión Metalostática).

Al elaborarse molduras medias y grandes en condiciones de producción unitaria y en serie, el molde es

secado para elevar su calidad. Esto hace mas largo el proceso tecnológico, reduce la eficacia de

fabricación. Para reducir la duración del secado o prescindir del mismo se utilizan mezclas de moldeo

con aglutinantes de secado rápido de procedencia orgánica e inorgánica.

El secado superficial de los moldes con aglutinantes de procedencia orgánica se realiza con gases

calientes y con vidrio líquido – soplando el molde con gas carbónico (CO2), sin embargo también es

este caso es posible el secado térmico superficial del molde con gases calientes.

El molde de fundición, elaborado de estas mezclas tiene una capa seca de revestimiento resistente de

espesor determinado. Una vez elaborado el molde se cubre con pintura antiadherente y se seca

(Magnesita para molduras de fundición de manganeso y plombafina para fundición gris y blanca).

Al elaborar moldes y machos para molduras grandes en la producción unitaria y en pequeños lotes, una

parte considerable del trabajo lo constituye la operación de compactación de la mezcla de moldeo. Se

puede lograr una disminución del trabajo en la fabricación del molde utilizando mezclas líquidas de

endurecimiento natural (Silicato de sodio). Estas mezclas tienen una buena fluidez y pueden ser igual

que los líquidos, vertidas en las cajas de moldeo o cajas de macho. Se llama también mezclas de

vertimiento. Otra propiedad importante en estas mezclas es el endurecimiento natural. En el proceso de

mezclado intensivo de la mezcla común con vidrio líquido, o mezclas con algunos otros aglutinantes

orgánicos con adición de sustancias espaciales se crea espuma. El tiempo en que la mezcla conserva su

fluidez también puede regularse. Generalmente este es igual a 9 – 10 minutos. Durante este tiempo la


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mezcla debe ser vertida en las cajas de moldeo después de 20 – 30 minutos, y el modelo o macho se

puede extraer. La penetrabilidad al gas de estas mezclas supera 1000 unidades, la resistencia a la

compresión al cabo de 4 horas del llenado constituye 196 – 393 Kpa (2 – 4 Kgf/cm2). La utilización de

las mezclas líquidas de endurecimiento natural permite elevar bruscamente el rendimiento de los

obreros ocupados en el moldeo y en la elaboración de machos (Almas), excluir el trabajo manual al

hacer moldes y machos grandes, eliminar la operación laboriosa de secado, mecanizar la producción de

grandes piezas de fundición.

7. 2 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD DE LA MEZCLA

La muestra se pesa en una cantidad de 50 gr (Con una exactitud de 0.01 g) de mezcla de moldeo y para

machos se seca en un armario secador a 105 – 110 ºC hasta ser una masa constante. La muestra después

de enfriarse se vuelve a pesar. La pérdida de masa de la mezcla de moldeo en gramos en comparación

con la masa inicial de la muestra pesada húmeda, expresada en tantos por ciento, indica la humedad de

la mezcla de moldeo.

Donde Q y Q1 son las muestras pesadas de arena antes y después de secadas respectivamente en

gramos (gr).

7. 3 MOLDEO DE PIEZAS PARA LA FUNDICIÓN

El proceso de elaboración de los moldes de fundición, denominado moldeo, se realiza en las secciones

de moldeo del taller de fundición. Los machos se elaboran en la sección de machos (Almería) y son

enviados al armado del molde en la sección de moldeo. La elaboración de moldes, machos y el armado

del molde son las etapas mas importantes en la fabricación de molduras. En dependencia del grado de

mecanización se diferencian tres tipos de moldeo: a mano, a máquina y automático. En las fábricas de

construcción de maquinaria el moldeo a mano se emplea para obtener una o varias molduras, por

ejemplo, en condiciones de producción experimental, al elaborar molduras únicas, como también para

las piezas fundidas de molduras en serie y en gran escala, con menos frecuencia unitaria, y el

automático para la producción de molduras en gran escala.


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8. ÚTILES PARA EL MOLDEO A MANO

Para la elaboración y acabado de los moldes de fundición se utilizan herramientas muy diversas. En

dependencia de su destinación o uso pueden ser divididas en dos grupos.

Al primer grupo pertenecen las herramientas utilizadas para llenar las cajas de moldeo con la mezcla,

compactación de la mezcla y ventilación del molde (Palas, cribas, pisones de mano y de aire

comprimido, agujas para ventilación, etc.), como también para verificar la posición horizontal del

modelo (Nivel o nivel de escuadra).

Al segundo grupo pertenecen las herramientas destinadas para extraer los modelos de los moldes y el

acabado del molde: pinceles de cáñamo y cepillos, elevadores (De rosca, tornillo o ganchos, llamados

también tirafondos), martillos, alisadores, ganchos con cuchilla de diversas dimensiones, lancetas,

cucharas, patillas de diferentes perfiles.

8. 1 CAJAS DE MOLDEO

En la producción de molduras, los moldes generalmente son elaborados en cajas de moldeo a los

marcos rígidos (Rectangulares, cuadrados, redondos, de forma) de fundición, acero, aleaciones de

aluminio, que protege al molde de arena contra su destrucción tanto durante el armado, como en la

transportación y la colada. Con más frecuencia las cajas de moldeo se fabrican de fundición y acero.

Las más perfectas se consideran las cajas de moldeo de acero fundidas y soldadas, puesto que son más

resistentes que las de fundición. El molde se obtiene generalmente de dos cajas de moldeo, la superior

y la inferior. Las superficies de las cajas de moldeo en los planos de separación se acepillan, y en

algunas ocasiones se rectifican para asegurar un asiento compacto de los semimoldes. Para el transporte

y manipuleo de las cajas de moldeo, en ellas hay manijas, y en los grandes (De grúa) muñones. En las

paredes de las cajas de moldeo se practican orificios de ventilación para la expulsión de los gases,

creados durante la colada de las molduras. En las cajas grandes la mezcla de moldeo se mantiene con

nervios – crucetas.


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8. 2 ELEMENTOS DE CENTRADO DE LAS CAJAS DE MOLDEO

Los pasadores y bujes en las cajas de moldeo son elementos importantes, que determinan la exactitud

del armado del molde. Existen dos modos de centrar las cajas de moldeo al armar el molde: con

pasador y sobre pasadores. Al centrar con pasador, los mismos se colocan en las orejetas de la caja

superior y se posesionan en las orejetas de la caja inferior, depuse del armado los pasadores se extraen

de las cajas de moldeo y se utilizan para el armado de otros moldes.

9. MOLDEO A MANO

Se diferencian los tipos siguientes de moldeo a mano: en tierra, en cajas de moldeo, con terraja (Raspa),

con esqueletos y secciones de control y en machos.

El moldeo en tierra generalmente se utiliza en la producción unitaria y en pequeños lotes,

preponderantemente al fabricar piezas de gran tamaño. El moldeo en tierra se realiza en fosos que se

hacen en el piso de tierra del taller. El moldeado en tierra tiene las siguientes desventajas: el cavado de

fosos y preparación del lecho de evacuación de gases (Operaciones muy laboriosas); un volumen

considerable de trabajo manual; el empleo de moldeadores de elevada calificación; unas condiciones

sanitario – higienicas desfavorables (Polvo, elevada temperatura, etc.), una pequeña obtención de

molduras por 1 metro cuadrado de superficie de moldeo. No obstante, el método es sencillo y no

requiere maquinaria.

El moldeo en caja tiene gran aceptación, principalmente con modelos de dos partes. Para el moldeo se

utilizan con más frecuencia dos cajas de moldeo y en, ocasiones, tres y más. Al ser moldeadas en cajas,

las molduras resultan más exactas que al moldearse en tierra, puesto que las cajas de moldeo se centran

mediante paradores. El moldeo en caja es mas productivo que en tierra. El moldeo en cajas se realiza

con modelos de dos partes y enterizos. En este caso, en dependencia de la configuración del modelo, su

estructura, dimensiones y la cantidad de moldes que se elabora, se emplean diversos procedimientos: el

moldeo con corte, con caja de moldeo falsa, con saliente girable, con partes desmontables, etc. El

propósito básico de estos procedimientos de moldeo consiste en que, con una estructura determinada de

la moldura y su fabricación en serie, se logre la calidad necesaria con costes mínimos.


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Moldeado con terraja, es el método de elaborar los moldes cuyas cavidades se obtienen mediante

tablas – terrajas perfiladas, que giran alrededor de su eje o que se desplazan sobre guías, se denomina

moldeo con terraja. La cavidad del molde se obtiene sacando con la terraja la mezcla de moldeo

previamente compactada, o nivelando con la terraja la mezcla que se rellena y se compacta.

El moldeo con terraja se emplea habitualmente para molduras que tienen la forma de un cuerpo de

revolución (Bujes, cilindros, tubos, poleas, volantes, etc.), como también para molduras cuyos

contornos se obtienen por brochado a tracción de la terraja por una guía (Terraja de brochar). Para el

moldeado con ayuda de terrajas no se emplean modelos, cuya fabricación requiere mucho tiempo y

considerable gasto de madera. No obstante, para la elaboración del molde se consume mucho más

tiempo que para el moldeo con modelos, además, es imprescindible el trabajo de un modelador de alta

calificación. Por esta razón el moldeo con terraja es poco utilizado y solo para elaborar una o varias

molduras.

10. PREPARACIÓN DE LOS MOLDES PARA LA COLADA

Secado de los moldes, los modelos se secan completamente o solo por la superficie. Para la mayoría de

los moldes para molduras grandes, con el fin de reducir el proceso de secado, se utilizan solo el secado

superficial. Se secan por completo los moldes al producir molduras muy importantes, como también los

moldes pequeños, medianos y grandes para molduras complejas y de paredes delgadas. El secado

superficial de los moldes a una profundidad de 10 mm y mas se realiza por diversos procedimientos:

utilizando pinturas que se queman basado en gasolina y alcohol; con mecheros de gas y keroseno.

Pintado y secado de machos, para evitar la creación de costra en la moldura la pintura es aplicada

mediante diversos procedimientos: por inmersión, con pulverizador, con pincel, untando con una pasta

especial. Al aplicar a la superficie del macho una capa espesa de pintura después del secado, esta puede

agrietarse y desprenderse. Al pintar el macho con pintura líquida en la moldura puede aparecer costra.

Por consiguiente, es menester controlar la viscosidad de la pintura.

El armado de los moldes, es un proceso muy importante, que requiere atención y prolijidad. El

armado incluye las operaciones: preparación de los semimoldes y machos para el armado, colocación

de los machos (Generalmente en el semimolde inferior), el control de la posición de los machos, la

colocación de la mitad superior sobre la inferior, la instalación de bacías de colada y respiraderos, la


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sujeción de las mitades del molde o su carga. Los semimoldes y machos que llegan al armado se

verifican detalladamente; no se admiten al armado machos y semimoldes que tienen deterioros y

defectos. Antes del armado la cavidad del molde se sopla con aire comprimido para expulsar de esta las

partículas de mezcla y cuerpos extraños. Los machos se instalan en el molde en la sucesión indicada en

el dibujo de montaje o la carta tecnológica. En este caso se debe observar que las portadas del molde

entren con exactitud en las huellas de las portadas del molde. Si la portada del macho por algún motivo

no encaja en su cavidad en el molde, no se permite su ajuste limándola. Solo en casos excepcionales, en

la producción unitaria o en pequeños lotes, es admisible el ajuste de las portadas de los machos

valiéndose de terrajas de control. La posición de cada uno de los machos respecto al molde y otros

machos se verifica con terrajas de control. Generalmente los machos se colocan en el semimolde

inferior en las portadas, no obstante, suele acontecer que el macho se sujeta con sumo cuidado, puesto

que una sujeción deficiente del macho puede ser motivo de su caída del molde durante el armado, la

rotura del molde y el macho e incluso accidente.

Sujeción de las cajas de moldeo, al llenar el molde, la masa fundida crea una presión en las paredes

del molde, proporcional a la densidad y la altura de su columna. Esto puede conducir a que bajo la

presión de la masa fundida, la separación de las mitades superior e inferior del molde se crea una

hendidura a través de la cual puede salir el metal fundido. Para excluirlo, las mitades superior e inferior

se sujetan con tornillos, grapas, prensas de tornillo, cuñas o sobre el molde armado se coloca una carga.

A veces la presión de la masa fundida puede ser considerable, en ese caso el molde se instala en un

cajón neumático y se compacta por los costados la mezcla de moldeo, y por arriba se coloca cargas.

11. DESPLOMADO Y LIMPIEZA DE LAS PIEZAS FUNDIDAS

Después de llenar el molde la moldura se enfría y se solidifica. La moldura solidificada por completo

debe dejarse enfriar cierto tiempo con el molde, ya que la resistencia del metal a altas temperaturas es

pequeña y la pieza fundida puede destruirse durante el desmoldeo. Además, el desmoldeo de la

moldura a alta temperatura es indeseable, puesto que su enfriamiento al aire no transcurre

uniformemente: las partes delgadas se enfrían mucho más rápido que las gruesas, lo que provoca el

surgimiento en las molduras de tensiones internas, la deformación e incluso grietas. En la práctica se

emplean con frecuencia el desmoldeo a altas temperaturas. Las molduras se desmoldan a 700 – 750 ºC,

luego estas se enfrían en cajones, pozos y otros equipos de enfriamiento.


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El proceso de desmoldeo de las molduras reside en la extracción de la pieza fundida de la caja de

moldeo una vez solidificada y enfriada hasta la temperatura prefijada. El molde se destruye y de la

moldura se expulsan los machos y también se cortan los bebederos y las mazarotas; luego se realiza la

operación final, el limpiado de las superficies exteriores e interiores de la moldura de la mezcla

adherida y las costras. En la producción de piezas fundidas el desmoldeo pertenece a las operaciones

más pesadas y de mayor volumen de trabajo, ya que del molde se desprende una gran cantidad de calor,

gases y polvo.

Las piezas se envían a la sección de limpieza para ser limpiadas, desbarbadas y para su acabado. Estas

operaciones se realizan en una sucesión tecnológica determinada, que depende de las particularidades

de las molduras (Composición química, masa, espesor de las paredes, propiedades del metal y las

exigencias ante la moldura). Antes de la limpieza las molduras son previamente revisadas; las molduras

defectuosas (Mal llenado del molde, desmoronamiento del molde, soldaduras y otros) se separan, y no

se envían a la limpieza.

El proceso tecnológico de limpieza de la moldura incluye las operaciones siguientes: expulsión de los

machos de las molduras, separación de los bebederos, respiraderos y mazarotas; limpieza de las

molduras de la mezcla de moldeo adherida; eliminación de rebabas y cascarilla después del tratamiento

térmico; enderezado de las molduras después del tratamiento térmico y su pintado (Si estas operaciones

fueron previstas en la tecnología); el control definitivo de la calidad de las molduras después de la

limpieza y desbarbado.

La expulsión de los machos de las molduras es una operación que requiere mucho trabajo. El volumen

de trabajo para la expulsión de los machos para las molduras depende en gran parte de la resistencia

secundaria de la mezcla para machos, la configuración de la cavidad de la moldura, el estado de tensión

del macho en la moldura. Los machos elaborados con mezclas a base de aglutinantes orgánicos

(Aceites, sus sustitutos, resinas sintéticas), poseen baja resistencia secundaria, se expulsan con

facilidad.

12. MÉTODOS PARA SEPARAR LOS BEBEDEROS Y MAZAROTAS

Los bebederos se separan mediante el corte con hojas de sierra para cortar metales, en máquinas con

sierra circular o sin fin, su corte en prensas.


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Para cortar las mazarotas de molduras de acero y fundición se utilizan sierras mecánicas para cortar

metales, sierra de cinta y máquinas de disco (Amoladora con disco de corte). El corte en las últimas

ocurre de la manera siguiente: el disco gira a altas revoluciones y presiona sobre el objeto que se corta;

en este caso a cuenta del rozamiento se crea gran cantidad de calor y el metal calentado hasta una

temperatura alta se hace dúctil y se corta con el disco.

El proceso de corte con llama de gas está basado en el quemado del metal caliente en un chorro de

oxígeno y la evacuación de los óxidos que se crean en el lugar del corte. En calidad de material

combustible para el corte con llama de gas se emplea el acetileno, la gasolina, el keroseno, con menos

frecuencia el hidrógeno. El corte con arco eléctrico se utiliza para separar los bebederos y mazarotas de

las molduras de acero termorresistente y ácidorresistente que no pueden ser cortadas con llama de gas.

La superficie de corte es basta y requiere un labrado adicional.

13. PREPARACIÓN Y TRATAMIENTO DE LOS HORNOS (LADRILLO REFRACTARIO)

El horno eléctrico por arco es necesario hacer un tratamiento cuando se ha cambiado totalmente los

ladrillos o sea se tiene ladrillo nuevo, tanto en la tapa como en la cuba. A este proceso se lo denomina

SINTERIZACIÓN, cuya finalidad es la de otorgar larga vida al refractario (Es decir que dure la

mayor cantidad de hornadas posible) eliminando la humedad existente en el material. A continuación

se hace una recopilación de instrucciones de la Empresa que fabrica estos ladrillos REPSA

(REFRACTARIOS PERUANOS S. A.)

Fig. 21.- Ladrillos, Mezclas y Máquina cortadora de ladrillos.


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13. 1 INSTRUCCIONES PARA EL TAQUEADO DEL HORNO

Al mezclar el mortero (Taqueo, aglutinante basado en magnesita y silicato de sodio mas agua), se debe

tener cuidado de que el tiempo de mezcla sea el suficiente de manera que no queden residuos de polvo

seco o líneas notorias de franjas no bien mezcladas, simultáneamente el tiempo de mezclado no debe

ser excesivo, sino, solo el necesario para lograr un mezclado uniforme. Se llega a un nivel satisfactorio

cuando al comprimir un puñado de la mezcla se halla una consistencia plástica.

Al comenzar la aplicación del mortero sobre los ladrillos del fondo es bueno pintarlos con una ligera

capa de silicato de sodio antes de apisonar, esto evitará que la humedad de la mezcla sea absorbida por

el ladrillo poroso disminuyendo la resistencia de esta capa inferior.

Se debe apisonar la parte plana del fondo avanzando en capas de espesores de 4” a 6” de mortero

suelto. Apisonar mas de 6”, de una vez, no es recomendable porque la parte inferior no compactara

bien; menos de 4” tampoco es bueno pues las capas tenderán a disgregarse durante la operación. Antes

de apisonar las capas siguientes es de vital importancia rayar o ranurar la capa que haya sido apisonada

con un rastrillo o badilejo.

Se sugiere profundidades, de las ranuras entre ½” a ¾”, esto debe hacerse para tener la certeza de que

la capa siguiente “SOLDARÁ PERFECTAMENTE” con la anterior ya apisonada. Este

procedimiento debe seguirse hasta apisonar la última capa de nuestro fondo plano. Luego de haber

acabado de apisonar el fondo hay que pasar al apisonado de un talud con el contorno preciso, sino

también, que su uso permite alcanzar la máxima densidad de apisonado. Igual que en la parte del fondo

plano se hacen capas de 4” a 6” y los surcos descritos; la dirección del apisonado debe ser vertical.

El tiempo de apisonado generalmente se regula al ojo y al tacto, cada capa debe apisonarse hasta que

quede claro que un apisonado adicional no forma depresión en la superficie que se trabaja. La

apariencia del mortero después del apisonado se relaciona con el contenido de humedad, el contenido

de humedad recomendado es de 6 %, es usualmente suficiente para condiciones normales, sin embargo

la humedad atmosférica puede alterar la cantidad de agua requerida en la mezcla.

Si el material está demasiado húmedo se verá claramente lustroso y brillante. Demasiada humedad

reduce la densidad del mortero, el material es demasiado esponjoso. Por otro lado el mortero


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demasiado seco mostrará granos sueltos en la superficie de modo que nunca parecerá estar finalmente

taqueado, este efecto se hace más evidente a medida que el apisonado continúa.

Si por alguna razón el apisonado debe interrumpirse por un periodo de 1 hora o mas la superficie ya

trabajada debe mantenerse húmeda cubriéndola con sacos mojados. Una vez que el apisonado del

fondo y las paredes está completo hay que practicar incisiones con una barra de 3/16”, tales incisiones

estarán distanciadas una de otra 9” y la profundidad será de ¾ partes del espesor de la capa total.

El proceso de curado (SINTERIZADO), se hace colocando una cama de coque en trozos de 2” a 6” de

tamaño o mediante una “T” formada con electrodos, si se utiliza coque debe apreciarse la altura de la

cama de manera que esta sea suficiente para que el arco no llegue al refractario y no demasiado alta

para que el calor llegue hasta el apisonado.

Si se usa la “T” de electrodos lo mejor es mantener estos electrodos alejados del piso algo como 2” a 3”

colocando debajo ladrillos de magnesita.

La temperatura del horno debe elevarse gradualmente hasta llegar a 1600 ºC, la velocidad de

calentamiento recomendada es de 30 ºC a 40 ºC por hora hasta llegar a 260 ºC luego se puede calentar

a una velocidad de 120 ºC por hora hasta llegar a la temperatura máxima (1600 ºC) la cual debe

mantenerse por lo menos por 6 horas para lograr un completo sinterizado del mortero, se retiran

entonces los electrodos o el coque.

La primera hornada de metal puede cargarse inmediatamente, sin embargo, algunos talleres usan la

práctica de hacer “Una hornada de escoria” primeramente y luego cubrir la base con 1” de cal antes

de hacer la primera hornada efectiva.

13. 2 TRATAMIENTO DE CRISOL NUEVO

De la misma manera que un horno eléctrico por arco con ladrillo nuevo, se hace el mismo tratamiento

de los crisoles nuevos, esto con fin de eliminar en forma gradual la humedad que pueda tener y evitar el

choque térmico incrementando también en forma gradual la temperatura (Precalentado y calentado).


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Fig. 22.- Crisoles de Grafito.

Siendo el crisol de un material muy frágil (Grafito), y de la misma manera soportar altas temperaturas

(≈ 3000 °C), se debe tener el bastante cuidado tanto en el manipulado y en el correcto colocado dentro

del horno.

Todo este proceso se lo realiza a fin de darle al mencionado crisol y horno una mayor durabilidad, cabe

hacer notar que no solamente se hace tratamiento térmico a piezas de acero.

Este proceso se lo detalla de la siguiente manera:

a) Preparación o reparación del horno que alojará al crisol.

Cambio de ladrillo refractario.

Cubrir con mezcla de MAGNESITA (Utilizando silicato de sodio como

aglutinante). O en caso de no tener este material se puede utilizar la arcilla,

CAOLÍN previamente mezclado con agua para darle una cierta plasticidad.

b) Colocar el crisol en su lugar y encender el quemador a una llama normal de fundición.

c) Hacer intervalos de tiempo entre encendido y apagado e ir subiendo la temperatura

gradualmente.

Calentar durante 15 minutos después del inicio, para luego apagar y esperar 10

minutos.

Volver a encender hasta 30 minutos, para luego apagar y esperar otros 10 minutos.


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Encender hasta 45 minutos y volver a pagar esperando otros 10 minutos.

Finalmente encender hasta 1 hora y observar que el crisol esté a un rojo vivo, si esto

es correcto proceder al cargado para su primera fundición efectiva.

d) Todo este proceso se lo realiza con crisol vacío.

e) Este proceso es también denominado SINTERIZADO DE CRISOL.

NOTA.- Un crisol dura más cuando en ella se funde un solo tipo de material y no así cuando se alterna

diferentes materiales como ser: Cobre, bronce, aluminio, fundición gris y blanca.

14. BIBLIOGRAFÍA

- Catálogos de la empresa LECTROMELT FURNACE.

- METALLURGICAL PLANT AND TECHNOLOGY (MPT) (Boletines informativos).

- TECNOLOGÍA DE LA FUNDICIÓN, Titov y Stepanov.

- Recopilación de experiencias de algunos trabajadores y ex-trabajadores de las fundiciones

Aceros Tesa, Catavi e Industrias Eduardo.

- HOMBRES FÁBRICAS ACERO ESPECIAL, Aceros Fortuna S. A. Buenos Aires.

- PÁGINA EN INTERNET DE LA EMPRESA PERUANA REPSA.

ANEXOS: CATALOGOS DE LADRILLOS REPSA


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LADRILLOS DE ARCILLA REFRACTARIA

REFRACTARIOS PERUANOS S.A. "REPSA" se autoabastece con arcillas refractarias que extrae de sus propias canteras y que son necesarias para la manufactura de los ladrillos refractarios silico-aluminosos de la clase ALTA Y SUPER REFRACTARIEDAD. Mediante una rigurosa selección de sus arcillas (AL2 O3.2SIO2) y con la aplicación de diferentes procesos de manufactura, técnicamente diseñados, se obtienen las mejores propiedades físico-químicas de los ladrillos, que los hacen aptos para usarse en las más exigentes condiciones termomecánicas de operación. Entre estas propiedades figuran: refractariedad normalizada, una excelente fortaleza, buena estabilidad volumétrica en altas temperaturas, baja porosidad pero alta temperatura de vitrificación, cualidades que hacen a este tipo de ladrillos notablemente resistentes a las influencias que causan la desintegración térmica, mecánica o estructural.

VÉASE LA TABLA "A"

TABLA "A"LADRILLOS DE ARCILLA REFRACTARIA

CLASE* MARCA CPE(1)TEMP(2) TIPICA TRABAJO

USOS Y APLICACIONES(3)

ALTA REFRACTARIEDAD

KERO 31-31 1/2 1450Cámaras de tostación y secado, calderos, crisoles, cucharas metalúrgicas.

REPSA 31 1/2 1500Cámaras de combustión, caladeros incineradores, hornos metalúrgicos, hornos de vidrio, de cerámica y enlozado.

REPSA 18 31 1/2 1500Cubilotes, hornos de cal, hornos de cemento, hornos metalúrgicos.

SUPER REFRACTARIEDAD

REPSA ALAMO

33-34 1600Hornos rotativos, hornos de cal, hornos de cemento, de vidrio, de enlozado, recuperadores de calor.

REPSA VARNON

33-34 1600Hornos de cal, hornos de cemento, de vidrio, regeneradores y recuperadores de calor.

REPSA ALADIN

33-34 1650Hornos metalúrgicos, cucharas de trasvase, cámaras de tostado.

(*) Según norma ASTM C-27.(1) Cono Pirométrico Equivalente.(2) Temperatura aplicada a una sola cara del ladrillo, en °C.(3) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de REPSA.

LADRILLOS REFRACTARIOS CON ALTO CONTENIDO DE ALUMINA

Los ladrillos refractarios de alta alúmina que fabrica REPSA comprenden las clases de 50, 60, 70, 80, 85, 90% de alúmina (AL2O3). Son más refractarios y más resistentes a la acción de fundentes que los ladrillos de arcilla y sus propiedades varían en proporción directa aproximada con el contenido de alúmina. Todos tienen una resistencia excepcional a la desintegración, principalmente la ocasionada por cambio brusco de temperatura, y poseen una gran resistencia mecánica y constancia de volumen a temperatura de trabajo. Los ladrillos con 60% o más de AL2O3 son muy resistentes a determinadas acciones corrosivas, inclusive la causada por cenizas de carbón, petróleo, madera, bagazo y aún escorias básicas. Son materiales muy confiables en procesos exclusivamente térmicos, pero se requiere


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de un conocimiento específico para ser empleados en aplicaciones en las que, además se presentan agresiones químicas o mecánicas en la operación.

VÉASE LA TABLA "B"

TABLA "B"LADRILLOS REFRACTARIOS DE ALTA ALUMINA

CLASE* MARCA CPE(1)TEMP(2) TIPICA TRABAJO


50% Al2O3 REPSA DIALITE 34 1600Paredes de calderos, regeneradores y recuperadores de calor, horno de cal y cemento y vidrio.

REPSA 61-65 34 1600Cucharas para trasvase de acero, carros torpedos, artesas de colada continua.

60% Al2O3 REPSA ANCHOR 35 1700

Hornos rotatorios de cal y cemento, calderos bagaceros, hornos metalúrgicos de recalentamiento.

REPSA UFALA 35 1700Altos hornos y estufas de altos hornos, carros torpedos, tanques de vidrio, hornos de inducción.

REPSA ALADIN 60 35 1700 Cucharas de trasvase de acero líquido.

70% Al2O3 REPSA ALUSITE 36 1750Zonas de sinterización de hornos de cemento y de calcinación de hornos de cal, bóvedas de hornos eléctricos, hornos de recalentamiento.

REPSA ALUSA 36 1750

Bóvedas de hornos eléctricos de arco, cucharas metalúrgicas de trasvase, hornos rotatorios.


80% Al2O3 REPSA CORALITE 37 1770

Hornos rotatorios de cemento, metalúrgicos, bóvedas de horno eléctricos de arco.


85% Al2O3 REPSA 9 - 61 1800

Hornos de fundición de aluminio, reactores para negro e humo y reactores para fertilizantes sintéticos.

REPSA CORAL BP 1800

Hornos de fundición y refinación de aluminio, hornos eléctricos de inducción con y sin núcleo.

90% Al2O3 REPSA KORUNDAL XD

1850Altos hornos, artesas de colada continua, hornos de inducción sin núcleo, regeneradores de hornos de vidrio y hornos de negro de humo.

(*) Según norma ASTM C-27.(1) Cono Pirométrico Equivalente.(2) Temperatura aplicada a una sola cara del ladrillo, en °C.(3) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de REPSA.


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LADRILLOS REFRACTARIOS DE SILICE

REFRACTARIOS PERUANOS S.A. cuenta con una excelente materia prima nacional que le permite, junto con la tecnología más avanzada y el estricto control de sus procesos productivos, fabricar ladrillos refractarios de sílice (SiO2) de las clases de ALTA Y SUPER REFRACTARIEDAD. La refractariedad, fortaleza mecánica en frío y en caliente y su resistencia al choque térmico a elevadas temperaturas se aprovechas en la construcción de bóvedas y estructuras sometidas a grandes esfuerzos compresivos. Por el carácter químico ácido de la sílice, los ladrillos de esta composición se usan también en hornos metalúrgicos en los que se trabaja con escorias ácidas.

Pero debido a que su expansión lineal no guarda relación directa con su conductividad térmica, hay que conocer muy bien sus propiedades para poder obtener los resultados deseados; sólo con ese conocimiento operacional se logran los éxitos con estos materiales.

VER TABLA "C"

TABLA "C"LADRILLOS REFRACTARIOS DE SILICE

CLASE MARCATEMP(1) TIPICA DE TRABAJO


ALTA REFRACTARIEDAD REPSA STAR 1700Hornos de vidrio con y sin recuperación, hornos eléctricos, operaciones metalúrgicas ácidas reverberos de cobre. Baterías de coquización.

SUPER REFRACTARIEDADREPSA VEGA 1705Super estructura y bóveda de hornos de vidrio, reverberos de cobre, hornos eléctricos de arco.

(*) Según norma ASTM C-27.(1) Aplicada a una cara de ladrillo en ºC.(2) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de REPSA.

LADRILLOS REFRACTARIOS BASICOS.

Los ladrillos refractarios básicos más usados en los hornos industriales son los que se fabrican con los minerales magnesita y cromita, o las mezclas de ambos. La clasificación los agrupa en refractarios de magnesita, de magnesita-cromo, de cromo-magnesita y de cromo. Se distinguen por su gran densidad, alto punto de fusión y resistencia al ataque de escorias y óxidos básicos; tienen además moderada conductividad, pero alta expansión térmica.

Son formados bajo altas presiones y quemados a temperaturas muy elevadas, salvo los químicamente ligados, que son aglutinados con alquitrán, resinas o gomo - resinas y que no son quemados, sino ya instalados en el horno, cuando se les opera. REPSA produce ladrillos básicos quemados a liga cerámica o directa, aglutinados químicamente o con resinas y modificados con funda "METALKASE", con agregado de carbón o temperados.


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VER TABLA "D"

TABLA "D"LADRILLOS REFRACTARIOS

CLASE* MARCA TIPO %Mgo MINIMO


MAGNESITA REPSA HARCON 98 96 Paredes superiores de hornos eléctricos de arco.

REPSA NULINE 98 96Revestimiento de hornos convertidores L-D, zonas más agresivas de hornos eléctricos de arco.

REPSA OXILINE KLP (3)

98 96 Revestimiento de hornos convertidores L-D

REPSA OXIBAK H 98 96Protección de seguridad y hornos convertidores L-D regeneradores de calor, hornos eléctricos de arco.

REPSA REPMAG B 95 91Paredes inferiores sub-solera y línea de escoria de hornos eléctricos de acería, reverberos de cobre.

REPSA MAGNEL:(4) 90 86Zona de clinquerización de hornos rotatorios de cemento

MAGNESITA-CROMO

REPSA NUCON 80(5) 80 75Puntos calientes de hornos eléctricos de arco, zona de clinquerización de hornos rotativos de cemento.

REPSA MAGNEX H(5)

70 65Uso general en hornos siderúrgicos, paredes superiores de hornos eléctricos de arco.

REPSA MAGNEX (5) 60 55 Bóvedas de reverberos de cobre.

REPSA NUCON 60(5) 60 55

Paredes superiores y bóvedas de hornos eléctricos de arco, zona de clinquerización de hornos rotatorios de cemento, hornos reverberos y convertidores de cobre

REPSA NUCON 50(5) 50 45Paredes y emparrillado de regeneradores de hornos de vidrio; reverberos, convertidores de cobre.

CROMO-MAGNESITA

REPSA CHROMEX BG

40 35Paredes de regeneradores de hornos de vidrio, hornos reverberos y convertidores de cobre.

REPSA CB-20 30 25Uso general de ladrillos básicos, hornos metalúrgicos de cobre, plomo, zinc, fundiciones no ferrosas.

REPSA CHROMEX 30 25 Fundiciones de metales no ferrosos, hornos de recalentamiento, regeneradores de hornos de vidrio.

CROMO REPSA CHROMEX S 27(1)Regeneradores de hornos de vidrio, fogón de calderos bagaceros y estructura de calderos recuperadores de calor.

(*) Clasificación y contenido mínimo de MgO según norma ASTM C-455.(1) Contenido mínimo de Cr2O3 en el mineral cromita.(2) Par un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de

REPSA.(3) Ladrillos Magnesia - Carbón.(4) Ladrillos Magnesia - Espinela.


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(5) Ladrillo también fabricados en la versión "METALKASE" (con funda metálica).

MORTEROS REFRACTARIOS

Para construir cualquier tipo de albañilería refractaria en un horno, usando ladrillos, debe seleccionarse cuidadosamente la clase y el tipo de ladrillo que convenga mejor a la operación y el mortero adecuado para asentar los ladrillos. La selección del mortero depende del tipo de ladrillo, de la geometría del horno y del tipo de junta de dilatación que requerirá la construcción. El mortero tiene que ser compatible con el ladrillo, en composición y funcionamiento, para lograr edificar la macro estructura del horno, partiendo de micro estructuras o ladrillos, que pegados con el mortero adecuado construyen una armadura hermética capaz de resistir las condiciones operativas presentes en el trabajo. Se fabrican dos tipos de morteros:

FRAGUA TERMICA, que permiten el acomodo individual de los ladrillos durante el calentamiento.

FRAGUA EN FRIO, que facilitan la expansión por bloques.

REPSA fabrica todos sus morteros en forma seca, presentándolos en bolsas a prueba de humedad, listos para usarse con el solo agregado de agua limpia y fresca.

Para mejor referencia, VEASE LA TABLA "E"

TABLA "E"MORTEROS REFRACTARIOS

MARCAMATERIAL BASE

CANTIDAD(1) REQUERIDA: Kg

PARA USARSE CON *

MORTEROS DE FRAGUAVVS VSVSV VSVDV

REPSA TIERRA REFRACTARIA ARCILLA 135 A

REPSA BOND CLAY ARCILLA 135 A

REPSA MORTERO REFRACTARIO

ARCILLA 135 A

REPSA MORTERO SUPER ARCILLA 135 B

REPSA ANKORITE 65 ALUMINA 160 C

REPSA ANKORITE 80 ALUMINA 170 C

REPSA MORTERO DE SILICE SILICE 135 D

REPSA VEGA BOND SILICE 135 D

REPSA MORTERO DE CROMO CROMITA 270 D-E-F

REPSA MORTERO DE MAGNESITA

MAGNESITA 270 E-F

MORTEROS DE FRAGUA EN FRIO

VSVSV VVV VSVSD

REPSA PENSEAL ARCILLA 135 A

PRESA HARWACO BOND ALUMINA 135 A-B-C

REPSA FIREBOND SILICE 135 A-D


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REPSA CORAL BOND ALUMINA 140 C

REPSA THERMOLITH CROMITA 270 A-B-C-D-E-F-

REPSA MAGNABOND MAGNESITA 270 E-F

(1) Por cada 100 ladrillos normales de 9x4 1/2 x 2 ½.*A = Ladrillos de arcilla altamente refractaria.B = Ladrillos de arcilla súper refractaria.C = Ladrillos de alta alúmina.D = Ladrillos de Sílice.E = Ladrillos de magnesita y magnesita –cromo.F = Ladrillos de cromo y cromo-magnesita.

CASTABLES REFRACTARIOS

Los Castables Refractarios son concretos u hormigones de fragua hidráulica constituidos por un agregado granular refractario y ligantes hidráulicos especiales que se confieren, después de fraguado, todas las propiedades físico-químicas necesarias para resistir un trabajo térmico prolongado. Son muy fáciles de preparar y usar, y se pueden instalar por vaciado, vertiéndolos dentro de un encofrado como cualquier concreto, o manualmente, usando un badilejo, o proyectándolos con pistola neumática.Existen castables livianos y castables densos, REPSA sólo manufactura, por ahora, castables densos; los castables densos convencionales se clasifican en castables de alta resistencia mecánica y castables de alta resistencia mecánica normal; los castables convencionales fraguan al agregárseles agua, pero la estructura hidráulica es transitoria hasta la aparición de una liga cerámica, desarrollada por la temperatura, esto origina diferencias estructurales escalonadas en el interior de la masa, y produce comportamientos igualmente diferenciados, por eso, para superar esos problemas, los nuevos desarrollos tecnológicos han introducido la fabricación de castables de bajo y muy bajo cemento, que inclusive ya no requieren del pre-mezclado con agua para su instalación.

Para mayor información VEASE LA TABLA "F"

TABLA "F"CASTABLES REFRACTARIOS

MARCAMATERIAL BASE

CANT.(1) REQUERIDA

% DE AGUA NECESARIA

TEMP TIPICA DE USO(2)

USOS TIPICOS(3)

DE RESISTENCIA MECANICA NORMAL

CASTABLE REPSA ARCILLA 1825 15 1370Tapas de calderos, incineradores, paredes de calderos acuotubulares bagaceros.

REPSA CASTABLE STANDARD

ARCILLA 1825 15 1370Calderos pirotubulares, calderos acuotubulares, incineradores, cámaras de fuego.

REPSA BAFFLE MIX

ARCILLA 1825 15 1370Construcción de deflextores de calderos acuotubulares tipo Sterling.

REPSA CASTABLE ARCILLA 1875 15 1480 Incineradores, cámaras de


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SUPERcombustión, calderos bagaceros, tapas de crisoles.

REPSA HARCAST ARCILLA 2002 12 1540Destilación primaria de petróleo, carros cerámicos, hornos de recalentamiento.

REPSA CASTABLE ALTA ALUMINA

ALUMINA 2160 09 1650Conos de quemadores, hornos metalúrgicos, refinerías de petróleo, calderos.

REPSA CASTABLE 1-76

ALUMINA 2340 14 1760Hornos de inducción, conos de quemador, hornos metalúrgicos.

REPSA CHROMEPAK

CROMO-MAGNESITA

2089 08 1600Mantenimiento de paredes y bóvedas de hornos metalúrgicos, hornos de fundición.

REPSA CASTABLE CROMO

CROMITA 2675 11 1420Fogón de calderos bagaceros, hornos de forja y recalentamiento.

DE ALTA RESISTENCIA MECANICA

REPSA CASTABLE EXTRA

ARCILLA 1940 14 1315Pases de calderos pirotubulares, tapas de hornos de crisol, chutes de secadores.

REPSA HARCAST ES

ALUMINA 2300 13 1590Refinería de petróleo, hornos de recalentamiento, enfriadores de clinquer.

REPSA CASTABLE 2-72

ALUMINA 2160 11 1590Conos de quemador, hornos metalúrgicos, y de tratamiento térmico.

REPSA CASTOLAST G

ALUMINA 2530 10 1800Hornos rotatorios de cemento, enfriadores de clinquer, reactores químicos.

REPSA CASTABLE CROMO ES

CROMITA 2580 12 1370Hornos de plomo, calderos, hornos de tratamiento térmico.

(1) En kilogramos por metro cúbico.(2) En grados centígrados y aplicados a una sola cara.(3) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de REPSA.

PLASTICOS REFRACTARIOS

Los refractarios plásticos son masas granulares en estado pastoso, de consistencia modelable que se adaptan fácilmente a cualquier instalación y con las que se puede tanto hacer reparaciones zonales como instalaciones totales de un horno; tienen una trabajabilidad mayor de 15, pero menor de 35.

Se fabrican tanto con endurecimiento en frío, "CS", como sin él, principalmente con materiales sílico-aluminosos y aluminosos, pero, en algunos casos explícitos se les produce con el agregado de agentes modificantes especiales, para aplicaciones específicas.

Se presenta en cajas conteniendo 50 Kg del producto, en tajadas para mayor conveniencia de uso y protegidas contra la pérdida de humedad. Para instalarlos solo hay que extraer el material de la caja, colocar las tajadas en el lugar deseado y apisonarlas manual o mecánicamente hasta lograr el efecto deseado.


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VÉASE LA TABLA "G".

TABLA "G"PLASTICOS REFRACTARIOS

MARCAMATERIAL BASE

CANTIDAD(1) REQUERIDA

TEMP(2)TIPICA DE USO

USOS TIPICOS(5)

REPSA PLASTICO STANDARD*

ARCILLA 2215 1538Revestimiento de cámaras de combustión, calderos acuotubulares, cubilotes.

REPSA PLASTICO SUPER*

ARCILLA 2410 1650Conos de ignición, calderos, incineradores, hornos metalúrgicos, cámaras de fuego.

REPSA BLACK PATH (3)

ARCILLA 2380 1600Canales de colada de altos hornos y de hornos de fundición.

REPSA PLASTICO APACHE*

ALUMINA 2210 1650Conos de ignición, soleras de recalentamiento, cámaras de combustión.

REPSA PLASTICO APACHITE(3)

ALUMINA 2483 1650Canales de colada de altos hornos y mantenimiento de hornos de fundición tipo cubilote.

REPSA PLASTICO CORALITE*

ALUMINA 2755 1760Bóvedas de hornos eléctricos, hornos de aluminio, conos de ignición, cucharas siderúrgicas.

REPSA CORAL PLASTIC(4)

ALUMINA 2963 1700Hornos de cemento, hornos de recalentamiento, hornos de colada continua y de aluminio.

REPSA KORUNDAL PLASTIC(4)

ALUMINA 2915 1815Hornos para negro de humo, altos hornos, artesas de colada continua y de aluminio.

(*) También se fabrica en la versión "CS" (endurecimiento en frío).(1) En kilos por metro cúbico.(2) En grados centígrados y aplicados a una sola cara.(3) Es un producto grafitado.(4) Es un producto fosfatado.(5) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de

REPSA.

APISONABLES REFRACTARIOS

Son productos refractarios análogos a los refractarios plásticos pero secos y se instalan con una trabajabilidad menor de 15. Están constituidos esencialmente por mezclas granulares de materiales refractarios en los que las partículas han sido cuidadosamente seleccionadas y mezcladas, de tal manera que con el agregado opcional de una pequeña cantidad de agua desarrollan una excelente condición de


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trabajabilidad. Después de instalados, secados y quemados, forman estructuras monolíticas densas, fuertes, seguras. En algunos casos, para aplicaciones específicas, se les produce con agentes modificantes o inhibidores específicos de penetración metálica.

VER TABLA "H"

TABLA "H"APISONABLES REFRACTARIOS

MARCAMATERIAL BASE

CANTIDAD(1) REQUERIDA


USOS TIPICOS(4)

REPSA CORALITE RAMMING MIX

ALUMINA 2920 1760

Revestimiento y crisol de hornos eléctricos de inducción sin y con canal para fundición de metales ferrosos y no ferrosos

REPSA HARMIX CU(3) ALUMINA 2770 1760Construcción de inductores de hornos de canal, para fundición de cobre.

REPSA MAGNAMIX MAGNESITA 2790 -En soleras básicas de hornos eléctricos de arco, para instalación y para mantenimiento operativo.

REPSA C-MIX MAGNESITA 2720 -Soleras básicas de hornos eléctricos de arco y revestimientos básicos de hornos eléctricos de inducción.

REPSA GRANOS DE MAGNESITA

MAGNESITA 2700 -Soleras de hornos reverberos y revestimiento básicos de hornos eléctricos de arco y de inducción.

REPSA THERMOLITH BATCH

CROMITA 3080 1590Soleras de hornos de recalentamiento de lingotes de palanquillas.

REPSA GRANOS DE CUARCITA

CUARCITA 2190 1700Soleras ácidas de hornos eléctricos de arco y revestimiento ácido de hornos de inducción.

(1) En kilos de masa seca por m3.(2) En grados centígrados y aplicados a una sola cara.(3) Con inhibidores de penetración metálica.(4) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS de REPSA.

PROYECTABLES REFRACTARIOS.

Son productos refractarios granulares preparados específicamente para ser instalados por proyección neumática. Su composición granulométrica se basa en un equilibrio de compactación por impacto, sin rebote por lo que las partículas son cuidadosamente seleccionadas, proporcionadas y mezcladas. Se presentan en bolsas conteniendo material seco, listo para ser premezclado o mezclado con agua, directamente en le momento de la instalación, según sea la práctica deseada.

Se aplican tanto para hacer instalaciones nuevas, en frío como para hacer mantenimiento en caliente sin interrumpir el proceso operativo y reparar o reponer el desgaste refractario. Hay algunos proyectables que poseen liga hidráulica y otras que no la tienen. El proyectado o "gunning" es una técnica de


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instalación y los productos proyectables son los que mejor satisfacen las características tecnológicas de la proyección.

VER TABLA "I"

TABLA "I"REFRACTARIOS PROYECTABLES

MARCA MATERIAL BASECANTIDAD(1) REQUERIDA


USOS TIPICOS(4)

REPSA TUFSHOT ARCILLA 1938 1427

Calderos, incineradores, intercambiadores de calor, ductos de recirculación de humos y gases.

REPSA KUPLOMIX SILICE 2246 1600Instalación y mantenimientos de hornos cubilote y de inducción sin canal.

REPSA BOF GUNNING MIX

MAGNESITA 2436 -Mantenimiento de convertidores LD

REPSA GUNNING MIX 34-82

CROMITA 2548 1590Mantenimiento de hornos reverberos de refinación de cobre

(1) Material seco, para mezclar y proyectar con pistola neumática en Kg/m3.(2) En grados centígrados y aplicados a una sola cara.(3) Para un mejor uso se recomienda consultar con SERVICIOS TECNICOS DE REPSA.


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