Introducción El horno de cuba, también conocido como cubilote, es un tipo de horno utilizado en la fundición de metales, especialmente en la producción de hierro fundido y acero. El proceso de fundición en cubilote es uno de los métodos más antiguos y tradicionales utilizados en la industria minera.
Proceso de fundicion El proceso de fundición en cubilote comienza con la carga de los materiales en el horno. Los materiales incluyen hierro fundido, chatarra de hierro, chatarra de acero y otros materiales auxiliares como cal, carbón y coque. El horno se calienta a una temperatura muy alta, generalmente entre 1200 y 1500 °C. Paso 2
PROCESO DE FUNDICION Carga del horno: El horno se carga con mineral de hierro, coque y piedra caliza. La carga se coloca en capas alternas en el horno. Calentamiento del horno: Se inyecta aire caliente a través de toberas en la parte inferior del horno. El aire caliente se mezcla con el coque y se quema para producir monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2), que luego reaccionan con el mineral de hierro para producir hierro líquido. Reducción del mineral de hierro: El mineral de hierro se reduce con el CO producido por la combustión del coque. Como resultado de esta reacción, se produce hierro metálico (Fe) y dióxido de carbono (CO2).
PROCESO DE FUNDICION Formación de la escoria: La piedra caliza se descompone en óxido de calcio (CaO) y dióxido de carbono (CO2) debido a la alta temperatura en el horno de cuba. El óxido de calcio reacciona con los componentes de la escoria y forma la escoria líquida. Descarga del horno: Una vez que se ha producido suficiente hierro líquido, el horno se detiene y se permite que el hierro líquido y la escoria se separen en diferentes compartimentos del horno. El hierro líquido se extrae del horno a través de un orificio en la parte inferior del mismo. Vertido del hierro líquido: El hierro líquido se vierte en moldes para darle la forma deseada y se deja enfriar y solidificar. Luego, el objeto de hierro fundido se retira del molde y se somete a procesos posteriores de acabado y tratamiento térmico.
ESCORIAS Y RESIDUOS Las escorias son un subproducto del proceso de fundición en cubilote. Son una mezcla de impurezas y materiales auxiliares que no se incorporan en la aleación líquida. Las escorias son retiradas del horno y se enfrían, y se utilizan comúnmente en la construcción de carreteras y otros proyectos de construcción. Los gases de escape, como el dióxido de carbono y el monóxido de carbono, también son un subproducto del proceso de fundición en cubilote. Estos gases son eliminados a través de un sistema de ventilación y limpieza para reducir su impacto ambiental.
TEMPERATURAS El proceso de fundición en cubilote se lleva a cabo a temperaturas muy altas. El horno se calienta a una temperatura de entre 1200 y 1500 °C para fundir los materiales y producir la aleación líquida. Las temperaturas tan altas son necesarias para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias para producir el hierro fundido y el acero.
REACCIONES QUIMICAS Durante el proceso de fundición en cubilote, se llevan a cabo varias reacciones químicas. Una de las reacciones más importantes es la oxidación de las impurezas en los materiales. El oxígeno en el aire reacciona con las impurezas para formar óxidos, que se combinan con la cal y el carbón para formar escorias. También se llevan a cabo otras reacciones químicas, como la reducción de los óxidos de hierro y otros metales en la aleación líquida. Estas reacciones químicas son altamente exotérmicas, lo que significa que liberan una gran cantidad de energía en forma de calor.
El revestimiento del horno de cuba es una parte esencial del proceso de fundición. Se utiliza para proteger la carcasa del horno de la corrosión y el desgaste causado por la carga y las altas temperaturas. El revestimiento también ayuda a retener el calor dentro del horno y a mantener la temperatura adecuada para la fundición. El revestimiento se compone de diferentes capas de materiales refractarios, que son capaces de soportar altas temperaturas sin sufrir deformación ni fractura. Los materiales refractarios comúnmente utilizados en el revestimiento del horno de cuba incluyen ladrillos de arcilla, ladrillos de sílice y concreto refractario. REVESTIMIENTO
REVESTIMIENTO La capa más interna del revestimiento se llama ladrillo de crisol, y está hecho de materiales refractarios de alta calidad que son capaces de soportar las temperaturas extremadamente altas en el interior del horno. El ladrillo de crisol se moldea para adaptarse a la forma del interior del horno y se fija a la carcasa del horno utilizando mortero refractario. En la parte superior del horno, se coloca un conjunto de placas refractarias, conocidas como "coronas", que forman la bóveda del horno. Las coronas son especialmente importantes porque ayudan a retener el calor y proteger el interior del horno de la corrosión.