Proceso de pudelado horno de cubilote Nallely Hernández Pérez Jose María Alegría Hernández Hugo Armando Maldonado Guerrero Mayra Alejandra Chafino Sauceda Salvador Nuñez de la Cueva

Proceso de Pudelado El pudelado o afino del metal era un procedimiento que consistía en calentar en un horno de reverbero y a alta temperatura los lingotes de hierro fundido para eliminar parte de su componente en carbono y las escorias que se habían incorporado al arrabio durante el proceso de fundición. En estos hornos de pudelar el metal no entraba en contacto directo con el combustible de carbón de cok, sino que recibía el calor reflejado en las paredes del horno con el fin de evitar la aportación de impurezas. Una vez completamente fundidos los lingotes empezaba el pudelado o braceo, removiendo el líquido con un espetón para que, al mezclarse las escorias con el metal, estas se eliminaran por oxidación.

La pudelación, también llamada pudelado o pudelaje, es una manera de refinado del hierro que se produce en los altos hornos, mediante la que se consigue rebajar el contenido de carbono hasta un porcentaje muy bajo y, sobre todo, eliminar casi todo el azufre, por lo que el hierro resultante ya es hierro forjado. Durante la pudelación, el metal fundido se remueve o bate dentro de un horno de reverbero, para conseguir airearlo. Así, el carbono y el azufre consiguen arder, con lo que resulta un metal más puro y de mejores propiedades mecánicas. La torre Eiffel o el armazón original de la Estatua de la Libertad son algunas de las construcciones realizadas con este material, que no sería sustituido por el acero hasta finales del siglo XIX. Historia de la pudelación Una auténtica revolución en el proceso del refinado del hierro se produjo gracias a l inglés Henry Cort, quien introdujo en 1784 nuevos procedimientos: la pudelación y el laminado. Su patente sobre este proceso tiene fecha de febrero de 1784 pero ya existía una patente similar desarrollada por Peter Onions en mayo de 1783.

Pudelación En la pudelación, el hierro colado o fundición se pasa a un largo horno de reverber o cerrado, antes de que se enfríe, donde entra en contacto con escorias o chatarra de óxido de hierro. En este horno, el mineral era removido por unos obreros llama dos pudeladores, equipados con largas palas. Las impurezas ardían (carbono, azufr e) o eran arrastradas junto con las escorias. El esfuerzo requerido por esta labor se desarrollaba en un ambiente sumamente ca luroso por la proximidad del horno, por lo que era un trabajo muy penoso que caus aba muchas bajas entre los trabajadores por lo que era difícil encontrar obreros d e más de 35 años. Al salir del horno de pudelación, la fundición tenía el aspecto de una masa pastosa y había perdido la mayor parte de las impurezas previas, con excepción del fósforo . El hierro fundido, hierro colado, más conocido como fundición gris, es un tipo de aleación, cuyo tipo más común es el conocido como hierro fundido gris

Expansión a otros países Tras la pudelación, la producción de hierro siguió concentrada en el Reino Unido, lo que dio una ventaja considerable a este país. Unas décadas más tarde, el proceso se emplearía en otros países: llegó a Silesia superior en 1802, a Francia en 1817, y hacia 1825 al territorio del Rühr. En Bélgica se conseguiría también un desarrollo importante No obstante lo anterior, hacia 1825 el precio del hierro inglés era la mitad que el del hierro francés; y hacia 1850, el Reino Unido aún producía cuatro veces más hierro que Francia y Alemania juntas.

Horno de cubilote

¿Qué es? Los colados de hierro, se hacen volviendo a fundir chatarra junto con arrabio, en un horno llamado cubilote. La construcción de este horno es simple, de operación económica y funde hierro continuamente con un mínimo de mantenimiento. De vez en cuando el metal se funde con el combustible, algunos elementos se aprovechan mientras otros se pierden. El cubilote es un horno que funciona con combustible sólido y en el cual la carga metálica, el combustible y el carburante están en íntimo contacto entre sí. Esto permite un intercambio térmico directo y activo, y por lo tanto, un rendimiento elevado. Sin embargo, por causa de este mismo contacto entre el metal, las cenizas y el oxígeno, el hierro colado producido no puede ser rigurosamente controlado desde el punto de vista metalúrgico.

¿Cómo es? El cubilote consiste en un tubo de acero vertical con una altura de 10 mts., aproximadamente y un diámetro que varía entre 4 y 6 mts., recubierto con material refractario: Ladrillo refractario, con la disposición necesaria para introducirle una corriente de aire cerca del fondo. Todo el cubilote descansa sobre una placa circular que es soportada arriba del piso mediante cuatro columnas separadas convenientemente para que las puertas abisagradas puedan caer libremente. Estando en operación, estas puertas se giran hasta una posición horizontal y se mantienen en su lugar por medio de una estaca vertical. La puerta de carga esta localizada más o menos a la mitad de la cubierta vertical y la parte superior del cubilote queda abierta, a excepción de una pantalla de metal o para chispas. Las aberturas para introducir el aire a la cama de coque se conocen como toberas. Las toberas de forma acampanada, tienen el extremo mayor en el interior del horno para provocar que el aire se difunda uniformemente, van distribuidas a distancias muy precisas unas de otras, para obtener la distribución del aire tan uniforme como sea posible. Alrededor del cubilote y en la zona de las toberas, se encuentra una caja, para el suministro del aire. Opuestas a cada tobera se encuentran unas pequeñas ventanas cubiertas con mica de tal forma que puedan inspeccionarse las condiciones dentro del cubilote. El aire, suministrado por un ventilador centrífugo entra por un lado de la caja. Opuesto al vertedero de colada, se encuentra otro vertedor para la escoria, en la parte de atrás del cubilote. Esta abertura esta colocada debajo de las toberas para evitar un posible enfriamiento de la escoria, provocado por la corriente de aire.

¿Cómo funciona? La primera operación al preparar el cubilote consiste en limpiarlo de escoria y de los desechos que quedan en el refractario en torno a las toberas, de las coladas anteriores. A continuación se repara cualquier zona dañada con arcilla fina y arena silica refractaria para recubrimiento de hornos. Después de limpiarlo y repararlo se giran las puertas del fondo a posición de cerrado y se coloca la estaca debajo de ellas. En el piso de la solera se coloca una capa de arena negra de moldeo, la cual se apisona y se le da una pendiente hacia el vertedero. La altura no debe ser menor a 10 cms., en el punto mas bajo, se le deja un pequeño agujero para la sangría de aproximadamente 25 mm., de diámetro. El encendido del cubilote se hace de 2 a 3 horas para que alcance una temperatura entre los 1200 y 1500 grados centígrados, antes de que se deba tener el primer metal fundido, deberá utilizarse la suficiente cantidad de leña para quemar la primera cama de coque. Cuando se inicia un tipo natural, se añade coque poco a poco hasta que la cama crece a una altura conveniente. La altura de la cama de coque es importante, ya que determina la altura de la zona de fundición y afecta tanto a la temperatura como a la oxidación del metal. Cuando la cama del coque esta encendida completamente se carga arrabio y la chatarra con una proporción de una parte de coque por 10 de hierro, esta relación es en masa. Además se suministra alrededor de 34 Kg., de fundente por tonelada de hierro, por lo general es piedra caliza, cuyo objetivo es eliminar impurezas en el hierro, protegerlo de la oxidación y hacer la escoria mas fluida para retirarla con mayor facilidad del cubilote. Tanto los cubilotes de aire frío como los de aire caliente están en uso. En estos últimos, el aire de entrada se precalienta en alguna forma de recuperador, utilizando los gases calientes del cubilote. El recuperador puede ser una unidad externa o por tubos verticales construidos en el propio cubilote. El aire de entrada pasa por estos tubos, calentándose así antes de llegar a las toberas.

El cubilote aún en la actualidad sigue siendo el horno de fundición para metal ferroso de uso más extendido en el mundo teniendo solo como limitante el que no llega a fundiraceros por la ganancia de carbono que se produce dentro del cubilote aún cargando solo chatarra de acero. Se usa también como elemento primario de fusión para trabajar en forma "duplex" con hornos eléctricos de inducción o arco en donde se hace la reducción del carbono y ajuste metalúrgico.

Cuestionario 1.- ¿En qué consiste el pudelado? En rebajar el contenido de carbono mediante movimiento a un porcentaje a un porcentaje a un grado muy bajo y eliminar todo el azufre posible por lo que el hierro sobrante es hierro forjado. 2.- ¿Qué pasa en el proceso de pudelado? Se adquiere una masa pastosa que pierde todas sus impurezas, menos el fósforo 3.-¿Cuáles son los dos tipos de pudelación? Seca y fría. En donde las escorias se apilan sobre la solera de arena, efectuado sobre la solera de fundición refrigerado por aire 4.- ¿Qué es un horno de cubilote? Es un horno que funciona con combustible sólido y en el cual la carga metálica, el combustible y el carburante están en íntimo contacto entre sí 5.- Mencione las partes del horno de cubilote así como los componentes que usa para la fundición Puerta de carga, refractario, caja de viento, tobera, piquera de escoria, piquera de metal, cama de coque, chimenea, metal, caliza, coque 6.- De una breve descripción del funcionamiento del horno de cubilote Se limpia de toda escoria en cada una de sus partes, se reparan con arcilla las partes que se hayan fundido en el proceso anterior, se colocan las estacas debajo del horno, se coloca una capa de arena en la solera. Se calienta con 2 a 3 horas de anticipación y se quema la cama de coque inicial. Cuando el coque esta encendido, se carga de arrabio y chatarra y se le añade el fundente.