La fabricación de acero mediante horno de inducción se ha convertido en el método preferido de muchas acerías y fundiciones modernas debido a su alta eficiencia, operación flexible y producción estable. Para garantizar acero fundido de alta calidad, una larga vida útil del revestimiento del horno y una producción segura, es fundamental dominar el proceso completo de fabricación de acero mediante horno de inducción.
Esta guía ofrece una visión general completa, desde la preparación de la materia prima hasta el mantenimiento del horno y el tratamiento de la formación de puentes durante la fusión.
1. Materias primas: La base de la producción de acero de alta calidad
Las materias primas determinan directamente la eficiencia de la fusión y la calidad del acero. Entre ellas, la chatarra de acero es la principal materia prima para los hornos de inducción.
1.1 Requisitos del acero de desecho
Para mantener un funcionamiento estable del horno y obtener acero fundido limpio, la chatarra debe cumplir con lo siguiente:
- Superficie limpia con mínimo óxido
- No debe contener metales no ferrosos como aluminio, estaño, zinc o cobre.
- No se permiten contenedores sellados, materiales inflamables, explosivos, artículos tóxicos ni materiales radiactivos.
- Composición química conocida, con bajo contenido de azufre (S) y fósforo (P).
- Tamaño adecuado para el crisol del horno
1.2 Gestión de chatarra de acero
- Clasificar por origen, composición química y tamaño
- Retire los contenedores sellados, el lodo y los objetos peligrosos.
- Corta los restos de mayor tamaño antes de usarlos.
- Los desechos briqueteados deben almacenarse por separado.
1.3 Materiales de aleación
Entre las aleaciones más comunes se incluyen:
- Ferrosilicio (FeSi): aleación y desoxidación
- Silicio-manganeso (Si-Mn): aleación y desoxidación
- La cascarilla de laminación: se utiliza principalmente para la descarburización.
2. Construcción y secado del horno: clave para la vida útil del revestimiento del horno
Un horno correctamente construido y secado garantiza un funcionamiento seguro y una vida útil prolongada.
2.1 Edificio del horno
2.1.1 Inspección del material refractario y del equipo del crisol
- Confirme la exactitud de las especificaciones del material refractario.
- Antes del revestimiento, realice pruebas de presión de agua, ensayos y comprobaciones del mecanismo de inclinación.
2.1.2 Instalación de la capa base
- Extienda una capa de tela de asbesto, manteniendo la superficie lisa y plana.
2.1.3 Colocación del molde del crisol
- Desviación del molde ≤ 5 mm
- Orificios de ventilación de 3 a 6 mm, espaciados de 150 a 200 mm
- Mantenga el grosor de la pared del crisol uniforme y alineado con la bobina de inducción.
- Repara el molde usando cuñas de madera
2.1.4 Construyendo el muro del crisol
- Afloje cada capa entre 5 y 10 mm antes de añadir material.
- Retire todos los residuos para evitar afectar la calidad del revestimiento.
- Haga vibrar cada capa con una horquilla vibratoria y un martillo lateral en forma de cruz.
- Retire las cuñas cuando alcancen un tercio de la altura.
- El revestimiento debe construirse en una sola operación continua para evitar la absorción de humedad.
2.2 Secado en horno
Procedimiento estándar de secado en horno de inducción:
- Calentar a una velocidad de 100 °C/h hasta alcanzar los 900 °C y mantener durante 2 horas.
- Aumentar la potencia para fundir completamente el revestimiento hasta alcanzar la temperatura máxima del horno; eliminar la escoria a unos 1430 °C.
- Aumentar la temperatura a 1580 °C y dejar en remojo durante 1 hora.
- Comience la carga cuando se haya fundido aproximadamente el 30% del material inicial.
- No permita la formación de puentes; asegúrese de que cada lote se derrita antes de la siguiente adición.
3. Dosificación y carga: Mejora de la eficiencia de fusión
3.1 Principios de lotes
- Cálculo y pesaje precisos de la carga del horno
- Proporción adecuada de chatarra grande, mediana y pequeña
- Asegúrese de que los materiales de carga cumplan con los requisitos de calidad del acero.
- Asegurar que la composición química global cumpla con los objetivos del proceso
3.2 Método de carga
- Utilice un carrito de carga con asistencia manual.
- Relación de distribución del material:
- Piezas pequeñas: 15–20%
- Piezas medianas: 40–50%
- Briquetas: 30–55%
- Principio: denso en la base, suelto en la parte superior
4. Fusión y colada: El núcleo de la siderurgia
4.1 Etapa de fusión
- Comience a fundir solo después de confirmar el estado del equipo.
- La fusión implica la volatilización y oxidación de elementos.
- El silicio y el aluminio se oxidan fácilmente.
- La absorción de gas aumenta con la temperatura; la formación temprana de escoria ayuda a reducir la absorción de gas.
4.2 Métodos para acortar el tiempo de fusión
- Carga rápidamente después de tocar para reducir la pérdida de calor.
- Coloca los desechos adecuadamente para acelerar la fusión.
4.3 Aleación del acero fundido
- Cuando se haya fundido el 80% de la carga, tome muestras para su análisis.
- Añadir materiales de aleación según los resultados
- La tasa de recuperación de Si-Mn suele ser del 88 al 95%.
4.4 Requisitos de conexión
- La composición química debe cumplir con las especificaciones.
- La temperatura debe cumplir con los requisitos de colada o vertido continuo.
5. Mantenimiento del horno de inducción: Garantizar un funcionamiento seguro y estable
Un mantenimiento adecuado prolonga significativamente la vida útil del crisol y previene accidentes por fugas en el horno.
5.1 Funcionamiento en las primeras etapas de un nuevo revestimiento
- Durante las primeras 48 horas, limite la potencia al 60-80 % para evitar una agitación electromagnética excesiva.
5.2 Requisitos del sistema de refrigeración
- El agua debe circular durante aproximadamente 12 horas después del apagado.
- La temperatura del horno debe descender por debajo de 200 °C para proteger el revestimiento y la bobina.
5.3 Precauciones de carga
- Nunca utilice la carga mecánica cuando el horno esté frío.
- Evita golpear o dañar el crisol durante la carga.
5.4 Métodos de enfriamiento del revestimiento del horno
- Enfriamiento natural
- Refrigeración por aire forzado
- Evite diferencias de temperatura excesivas para prevenir grietas.
5.5 Inspección diaria del revestimiento del horno
- Inspeccione después de cada calentamiento.
- Preste mucha atención a la zona del caño y a los puntos débiles conocidos.
- Las grietas de 2 mm o más deben repararse inmediatamente.
5.6 Criterios para la retirada del revestimiento
- Espesor del revestimiento < 50 mm
- Corriente de alarma excesivamente alta
- El aumento de corriente continua mientras la tensión disminuye → indica una posible fuga
5.7 Reinicio de un horno frío
- Llenar con carga fría
- Calentar a 300 °C/h hasta 1050 °C y mantener
- No se permite el uso de metal fundido durante el calentamiento.
- Añada primero los materiales de bajo punto de fusión y, al final, las ferroaleaciones.
- Es necesario añadir materiales galvanizados o húmedos en la parte superior para evitar salpicaduras.
6. Manejo de la formación de puentes durante la fusión
La formación de puentes eléctricos es una condición común pero peligrosa en la fabricación de acero en hornos de inducción.
Tratamiento puente adecuado
- Controle las condiciones del horno durante la carga.
- El acero fundido a alta temperatura bajo el puente puede dañar el revestimiento y provocar explosiones.
- Reduzca la potencia al 25% de la potencia de retención.
- Incline el horno para que el acero fundido pueda abrir un agujero en el puente.
- Vuelva a la posición vertical y añada carga a través del orificio para eliminar el puente.
- Evite sobrecalentar el acero fundido durante todo el proceso.
