HISTORIA DE LA INDUSTRIA DE LA FUNDICION.

Desde las comunidades neolíticas quienes forjaron cuchillos y utensilios decobre, pasando por la cultura china que fabricó los primeros hornos, hastallegar al primer proceso industrial de fundición en Inglaterra, en el siglo XVIII, lahistoria de la fundición es prueba indiscutible del continuo afán del hombre y lasociedad por buscar su propio desarrollo y evolución.

Hoy por hoy, el resultado de este largo recorrido es el concepto de modernossistemas autónomos de producción en serie, que aportan a la industria ventajascomo la disminución de costos, optimización de materia prima eimplementación de métodos de producción más seguros, eficientes y amigablescon el medio ambiente, entre otras ventajas. En pocas palabras, actualmente latecnología para fundir metal es, sin duda, más versátil, segura y productiva.

De hecho, los avances más destacados están presentes en los hornos, que sonla columna vertebral de todo sistema de fundición. Precisamente, el objetivodel siguiente artículo es mostrar y describir en detalle una de las tecnologíasmás modernas y útiles en este campo: los hornos de inducción.

HORNOS DE INDUCCIÓN.PRODUCCIÓN LIMPIA Y EFICIENTEPara hablar de hornos de inducción, hay que remontarse a los años 50s, cuandola industria de la fundición se da cuenta de las ventajas económicas de lossistemas eléctricos frente a la producción con otras clases de hornos. Amediados de los 70s, se convierten en la mejor opción para fundir materialesferrosos y no ferrosos y en los 80s surgen unidades de alta potencia y frecuenciaque demuestran mayor eficiencia y productividad.

En primer lugar, conviene recordar que la inducción es un método decalentamiento sin contacto ni llama, que puede poner al rojo vivo, en segundos,una sección determinada de una barra metálica con gran precisión.

La fusión por inducción es un proceso donde un metal es fundido en el crisol deun horno por efecto de una corriente alterna.

El calentamiento por inducción se emplea industrialmente para múltiplesaplicaciones como tratamientos térmicos, principalmente temple, revenido ynormalizado por inducción; generación de plasma; procesos de unión comobraseado y soldadura, forja y, por supuesto, fundición por inducción.

EXISTEN 2 TIPOS

HORNO DE INDUCCIÓN SIN NÚCLEO, DE ALTA FRECUENCIA.

HORNO DE INDUCCIÓN CON NÚCLEO, DE BAJA FRECUENCIA (60 HZ).

EL HORNO SIN NÚCLEO, DE ALTA FRECUENCIA.

El cual consta en un crisol totalmente rodeado de una bobina de cobre, enfriadapor agua, a través de la cual pasa la corriente que genera el campo magnético,lo que calienta el crisol y funde el metal en su interior.

Estos hornos se emplean prácticamente con todas las aleaciones ordinarias, sutemperatura máxima sólo está limitada por el refractario y la eficacia delaislamiento frente a las pérdidas del calor. Los sistemas de alta frecuenciafacilitan un buen control de la temperatura y la composición, cuentan concapacidades desde 3.0 onzas, para fundir oro, hasta 320 toneladas, paragalvanización de zinc, y su gran ventaja es que no contaminan y producen unmetal muy puro. Dado que se presenta una fuerte acción de agitaciónelectromagnética durante la calefacción por inducción, este tipo de horno tieneexcelentes características de mezcla para aleaciones y para agregar nuevascargas de metal.

HORNO CON NUCLEO, DE BAJA FRECUENCIA.

Estos equipos tienen una bobina que rodea una pequeña porción de la unidad;es decir, la bobina o bobinas hace las veces de primaria y el bucle, o movimientocerrado del propio metal fundido, de secundario; como el secundario, tiene unasola espira, éste se induce a sí mismo una corriente eléctrica de baja tensión ygran amperaje que produce el calor necesario para fundir.

Se utiliza comúnmente en fundidoras no ferrosas y es particularmenteadecuado para sobrecalentar (calentamientos por encima de la temperaturanormal de fundición para mejorar la fluidez), mantenimiento (que lo haceadecuado para aplicaciones de fundición por inyección en matriz), y duplexado(uso de dos hornos para, por ejemplo, fundir el metal en uno y transferirlo alotro).

CARACTERISTISCAS.

La fundición por inducción es extremadamente rápida, limpia y uniforme;cuando se realiza correctamente, es tan limpia que permite omitir la fase depurificación necesaria con otros métodos.

La fuerza y magnitud de este campo varía en función de la potencia ycorriente que pasa a través de la bobina y su número de espiras.

El rango de capacidades de los hornos de inducción abarca desde menos de1 kilogramo, hasta 320 toneladas y son utilizados para fundir toda clase demetales ferrosos y no ferrosos, incluso metales preciosos.

El rango de frecuencias de operación de los hornos de inducción va desde lafrecuencia de red (50 o 60 Hz) hasta los 10 KHz, en función del metal que sequiere fundir, la capacidad del horno y la unidad del inversor.

Frecuencias menores generan más turbulencias en el metal y reducen lapotencia que puede aplicarse al metal fundido.

CARACTERISTISCAS.

La energía calorífica se logra por efecto la corriente alterna y el campoelectromagnético que generan corrientes secundarias en la carga; el crisoles cargado con material, que puede ser chatarra, lingotes, retornos, virutasu otros. Cuando el metal es cargado en el horno, el campo electromagnéticopenetra la carga y le induce la corriente que lo funde; una vez la carga estafundida, el campo y la corriente inducida agitan el metal, la agitación esproducto de la frecuencia suministrada por la unidad de potencia, lageometría de la bobina, densidad, permeabilidad magnética y resistencia delmetal fundido.

Están provistos de sistemas de basculamiento hidráulico protegidos de lasuciedad y las salpicaduras de metal para proveer un vaciado suave ycontrolado.

VENTAJAS.

Es una tecnología extremadamente rápida, limpia y uniforme, que permiteomitir la fase de purificación necesaria con otros métodos.

El calor uniforme inducido en el metal también contribuye a un resultadofinal de alta calidad, ya que los sistemas y hornos de inducción modernostienen avanzadas características tecnológicas y ergonómicas, lo cual no sólohacen los lugares de trabajo más seguros, sino que además aumentan laproductividad y logran un proceso de fusión más rápido y más cómodo.

Operación amigable con el medio ambiente, quizás una de sus mayoresfortalezas. Reduce además requerimientos para la recolección del polvoresultante.

Costos de operación más bajos en diferentes aspectos como la materiaprima (refractario, electrodos, consumibles, etc.) y mano de obra.

DESVENTAJAS.

Dificultad para refinar ciertas aleaciones de acero debido a la imposibilidad de agregar oxigeno al proceso.

Inversión de capital relativamente alto, comparado con sistemas más sencillos.

La chatarra utilizada debe ser seleccionada, debido principalmente a que durante el proceso de fusión por inducción el material conserva en un alto porcentaje sus características químicas.

HORNO ELECTRICO DE ARCO