Cucharón (metalurgia) - Ladle (metallurgy)
En metalurgia , una cuchara es un recipiente que se utiliza para transportar y verter metales fundidos. Los cucharones se utilizan a menudo en las fundiciones y varían en tamaño, desde pequeños recipientes que se llevan a mano que se asemejan a un cucharón de cocina y contienen 20 kilogramos (44 libras) hasta cucharones grandes de acería que pueden contener hasta 300 toneladas (330 toneladas). Muchas fundiciones no ferrosas también utilizan crisoles de cerámica para transportar y verter metal fundido y también se refieren a ellos como cucharas.
Tipos
El término básico suele estar prefijado para definir el propósito real del cucharón. Por lo tanto, el diseño básico de la cuchara puede incluir muchas variaciones que mejoren el uso de la cuchara para tareas específicas. Por ejemplo:
- Cucharón de fundición : una cuchara que se utiliza para verter metal fundido en moldes para producir la fundición.
- Cucharón de transferencia : un cucharón que se utiliza para transferir una gran cantidad de metal fundido de un proceso a otro. Normalmente, se utilizará una cuchara de transferencia para transferir metal fundido desde un horno de fusión primario a un horno de retención o una unidad de vertido automático.
- Cucharón de tratamiento : un cucharón que se utiliza para que se lleve a cabo un proceso dentro del cucharón para cambiar algún aspecto del metal fundido. Un ejemplo típico es convertir hierro fundido en hierro dúctil mediante la adición de varios elementos en la cuchara.
A menos que la cuchara se vaya a utilizar con aleaciones que tengan un punto de fusión a muy baja temperatura, la cuchara también está equipada con un revestimiento refractario. Es el revestimiento refractario el que evita que el recipiente de acero sufra daños cuando la cuchara se utiliza para transportar metales con altas temperaturas de fusión que, si el metal fundido entrara en contacto directo con la carcasa de la cuchara, se derretiría rápidamente a través de la carcasa. Los materiales de revestimiento refractario vienen en muchas formas y la elección correcta depende en gran medida de las prácticas de trabajo de cada fundición. Tradicionalmente, las cucharas solían estar revestidas con ladrillos refractarios prefabricados, sin embargo, los hormigones refractarios han tendido a reemplazarlos en muchos países.
Las cucharas de fundición normalmente se clasifican por su capacidad de trabajo más que por su tamaño físico. Los cucharones de mano se conocen típicamente como cucharones de mano y están equipados con un mango largo para mantener el calor del metal alejado de la persona que lo sostiene. Su capacidad se limita a lo que un hombre puede manejar con seguridad. Los cucharones más grandes se denominan generalmente cucharones de grúa con engranajes. Su capacidad suele estar determinada por la función de la cuchara. Los cucharones de mano pequeños también pueden ser crisoles equipados con dispositivos de transporte. Sin embargo, en la mayoría de las fundiciones, la cuchara de fundición se refiere a un recipiente de acero que tiene un gancho de elevación instalado para que el recipiente pueda ser transportado por una grúa aérea o un sistema de monorraíl y también está equipado con un medio mecánico para hacer girar el recipiente, generalmente en el forma de caja de cambios. La caja de cambios se puede operar manualmente o con motor. (Consulte el párrafo siguiente para obtener más detalles).
Para el transporte de grandes volúmenes de metal fundido, como en las acerías , la cuchara puede funcionar sobre ruedas, un carro de transferencia de cuchara especialmente diseñado o colgarse de una grúa puente y se inclinará mediante un segundo dispositivo de elevación.
La forma más común para un cucharón es un cono vertical, pero son posibles otras formas. Tener un cono ahusado como la cáscara agrega fuerza y rigidez a la cáscara. Tener el cono también ayuda cuando llega el momento de quitar el revestimiento refractario. Sin embargo, las carcasas de lados rectos también se fabrican al igual que otras formas.
La más común de estas otras formas se conoce como cuchara de tambor y tiene la forma de un cilindro horizontal suspendido entre dos bogies . Las versiones grandes, que a menudo tienen capacidades superiores a 100 toneladas (98 toneladas largas; 110 toneladas cortas), se utilizan en las acerías y se denominan a menudo cucharas torpedo. Las cucharas de torpedos se utilizan comúnmente para transportar hierro líquido desde un alto horno a otra parte de la acería. Algunas versiones incluso están adaptadas para que puedan ser transportadas en bogies especiales que pueden ser transportados por carretera o por ferrocarril.
Verter diseños
Las cucharas pueden ser de diseño de "vertido de labios", diseño de "pico de tetera", diseño de "eje de labio" o diseño de "vertido inferior":
- Para el diseño de vertido de labios, la cuchara se inclina y el metal fundido sale de la cuchara como agua de una jarra .
- El diseño del pico de la tetera, como una tetera, toma líquido de la base del cucharón y lo vierte a través de un pico vertedor. Cualquier impureza en el metal fundido se formará en la parte superior del metal, por lo que al tomar el metal de la base de la cuchara, las impurezas no se vierten en el molde. La misma idea está detrás del proceso de vertido inferior.
- Las cucharas con eje labial tienen el punto de pivote del recipiente lo más cerca posible de la punta del pico vertedor. Por lo tanto, a medida que se gira la cuchara, el punto de vertido real tiene muy poco movimiento. El vertido de eje de labio se utiliza a menudo en sistemas de vertido de metal fundido donde existe la necesidad de automatizar el proceso tanto como sea posible y el operador controla la operación de vertido a una distancia remota.
- Para los cucharones de vertido inferior, se inserta una varilla de tapón en un orificio de roscado en el fondo del cucharón. Para verter metal, el tapón se levanta verticalmente para permitir que el metal fluya hacia el fondo del cucharón. Para detener el vertido, se inserta nuevamente la varilla de tapón en el orificio de drenaje. Los cucharones grandes en la industria siderúrgica pueden usar compuertas deslizantes debajo del orificio de grifo.
Los cucharones pueden estar abiertos o cubiertos. Los cucharones cubiertos tienen una tapa en forma de cúpula (a veces extraíble) para contener el calor radiante ; pierden calor más lentamente que los cucharones abiertos. Los cucharones pequeños no suelen tener cubiertas, aunque en su lugar se puede utilizar una manta de cerámica (si está disponible).
Los cucharones medianos y grandes que están suspendidos de una grúa tienen un gancho que sujeta el cucharón sobre ejes, llamados muñones . Para inclinar la cuchara se utiliza una caja de cambios y normalmente es un tornillo sin fin . El mecanismo de engranajes puede ser operado manualmente con una rueda grande o puede ser operado por un motor eléctrico o neumático. La rotación motorizada permite que el operador de la cuchara se mueva a una distancia segura y controle la rotación de la cuchara mediante un control remoto colgante o por radio. La rotación motorizada también permite que la cuchara tenga una serie de velocidades de rotación que pueden ser beneficiosas para el proceso general de fundición. La rotación motorizada obviamente también reduce el esfuerzo requerido por el operador de la cuchara y permite transferir y verter grandes volúmenes de metal fundido durante largos períodos sin fatiga del operador. Cuando la cuchara está equipada con una caja de cambios operada manualmente, el tipo de caja de cambios más comúnmente utilizado es el diseño de tornillo sin fin y rueda porque en la mayoría de las circunstancias prácticas, y cuando se mantiene correctamente, se puede considerar como "autoblocante" y no necesita un Freno de fricción interno para regular la velocidad de inclinación de la cuchara. También se pueden utilizar otros tipos de sistema de engranajes, pero deben estar equipados con un sistema de frenado adicional que pueda sujetar la cuchara si el operador retira la mano del volante.
Las cucharas con eje labial también pueden usar cilindros hidráulicos para inclinar la cuchara. Las cucharas más grandes no están engranadas y normalmente se vierten usando una grúa especial de dos cabrestantes, donde el cabrestante principal lleva la cuchara mientras que el segundo cabrestante se acopla a una orejeta en la parte inferior de la cuchara. Al levantar el segundo cabrestante, la cuchara gira sobre sus muñones.
Las cucharas a menudo se diseñan para fines especiales, como agregar aleaciones al metal fundido. Las cucharas también pueden tener tapones porosos insertados en la base, por lo que se pueden burbujear gases inertes a través de la cuchara para mejorar las prácticas de tratamiento metálico o de aleación.
Ver también
enlaces externos
- Acerca de los cucharones y la perlita utilizados en una fundición.