GUIA PARA EL USO Y CUIDADO DE CRISOLES DE CARBURO DE SILICIO

Transcripción

1 GUIA PARA EL USO Y CUIDADO DE CRISOLES DE CARBURO DE SILICIO La presente guía es una compilación de recomendaciones para lograr los máximos rendimientos, con crisoles de carburo de silicio; para la fundición de metales no-ferrosos. MANEJO GENERAL 1. Inspeccionar el empaque y los crisoles antes de usarlos para verificar que no se hayan dañado en el transporte. 2. Nunca rodar los crisoles en el piso, utilizar herramientas apropiadas para evitar que se talle el crisol. 3. Los crisoles siempre deben almacenarse en un lugar seco, calido y bien ventilado. 4. Los crisoles no deben almacenarse directamente sobre el concreto, pavimento o tierra. Siempre deben estar sobre una tarima. 5. Si el refractario húmedo es calentado o puesto en contacto con metal fundido, se pueden generar grietas y/o una explosión o reacción violenta. 1

2 INSTALACION 1. Utilizar la base apropiada; del mismo material que el crisol y del tamaño adecuado. 2. Nunca acuñar los crisoles; hay que permitir la expansión y contracción de crisol. 4. Mantenga el revestimiento interior del horno en buenas condiciones; con una pared uniforme y concéntrica. Esto evitara la desviación de la flama y asegurara una fusión apropiada. INSTALACION DEL QUEMADOR 3. Evitar esfuerzos por carga; la tapa del horno o el anillo nunca deben descansar sobre el borde del crisol. 1. Revisar el revestimiento interno del horno y reparar de ser necesario. 2. Retirar cualquier objeto adherido a las paredes y piso. 3. Asegurarse que el quemador esté limpio y correctamente alineado. 4. Centrar el crisol en la base de soporte dentro del horno. Dejar del 10 al 13% del diámetro superior exterior del crisol, de claro entre la pared del crisol y la pared del horno. 5. Verificar la alineación del quemador y asegurarse que la flama quede centrada y dirigida entre el crisol y la base que lo soporta. 6. La salida del quemador debe centrarse dentro de la cámara de combustión del horno y correr tangencialmente alrededor del crisol. 7. Asegurarse que la flama sea ligeramente oxidante y no esté en contacto directo con el crisol. 8. Mantener el agujero de drenaje cerrado para evitar el efecto de succión y grietas por choque térmico. 9. Si se utiliza crisol con pico, asegurarse que haya espacio suficiente debajo del pico de modo que permita un asentamiento del crisol al llenarlo de metal. 10. Si se utilizan ladrillos para soportar el crisol al inclinarse, asegurarse que haya un espacio de 3 a 5 mm entre los ladrillos y el crisol para permitir la expansión del crisol durante la operación. 2

3 11. Los ladrillos de soporte lateral deben colocarse en ambos lados del pico y formando un ángulo de 60 con relación a este. No deben colocarse ladrillos en la parte opuesta al pico sin una apropiada separación con el crisol (2 capas de cartón corrugado). PRECALENTAMIENTO Y CURADO DEL CRISOL El precalentamiento y curado es uno de los factores más importantes para prolongar la vida del crisol. Se puede ocasionar un daño durante este proceso, el cual no se evidencia de inmediato, sino durante la campaña del crisol. 1. Nunca ponga un crisol en el horno mientras se está curando el refractario de respaldo (mortero y/o ladrillo refractario húmedo). La variación en los rangos de temperatura oxidará la liga del crisol. 2. Curado del crisol nuevo: 2.1. Se debe calentar el crisol vacío progresivamente hasta aproximadamente 200ºC por minutos (tiempo en función al tamaño del crisol); esto permitirá la salida de la humedad a la que el crisol pudiera haber sido expuesto. 3

4 2.2. Después de llegar a esa temperatura (aprox. 200ºC), es muy importante que inmediatamente se opere el quemador a plena potencia para llevar el crisol a C en el tiempo mínimo que la capacidad del quemador lo permita. Este procedimiento permitirá que el vidriado protector, exterior e interior, se fije en las paredes del crisol y que podamos evitar el rango de temperatura de máxima oxidación de la liga del crisol ( C). Luego: Dejar enfriar (no forzar el enfriamiento) si se va a trabajar con material frío. Luego: Mantener caliente (temperatura de operación) si se trabaja con una colada continua (metal fundido) o si se precalienta el material. CARGA 1. Tanto los lingotes como cualquier carga de chatarra a granel debe ser completamente secada y desengrasada antes de cargarse en el crisol. 2. La carga debe ser colocada de forma que esta quede suelta en el crisol. Colocar preferentemente las piezas más pequeñas y el material a granel en el fondo del crisol para que actúen como colchón a los lingotes grandes. 3. Colocar los lingotes verticalmente dentro del crisol y asegurarse que haya espacio adecuado entre los lingotes y la pared del crisol. 4. Al recargar, debe dejarse un remanente de metal líquido en el crisol para permitir una fusión rápida. 5. Evitar cargar lingotes grandes y en gran cantidad si el crisol tiene una pequeña cantidad de metal líquido. Esto causara la solidificación del metal, causando un agrietamiento inmediato del crisol. 6. El crisol debe vaciarse completamente al apagarse el horno. Un pequeño remanente de metal que quede se solidificará y muy posiblemente agrietará el crisol en la siguiente colada debido al diferencial de expansión entre el metal y el crisol. 7. Evitar el sobrellenado del crisol si se carga con metal líquido. 8. Los lingotes y otras piezas pesadas deben colocarse cuidadosamente dentro del crisol. Nunca deben lanzarse dentro del crisol, Las esquinas y bordes de los lingotes dañaran el crisol al caer. 4

5 FUNDENTES, DESGASIFICADORES Y MODIFICADORES Se adicionan básicamente para crear una cubierta de protección contra la oxidación, auxiliar en la remoción de gas e impurezas sólidas, modificar la química de la aleación para obtener ciertas propiedades en las piezas con la estructura deseada y generar una escoria suave, más fluida, en lugar de una dura y adherente. Que hacer y que no hacer 1. Usar los aditivos de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Agregar sólo la cantidad mínima requerida para obtener el resultado deseado. 2. Agregar los fundentes, modificadores de grano, etc. al metal fundido antes de vaciar para maximizar la vida del crisol. Nunca colocarlos en el crisol vacío o como parte de la carga metálica. 3. Agitar el metal para distribuir el fundente y evitar su contacto con las paredes del crisol. 4. Los compuestos de vidrio, como el Bórax, son menos agresivos que compuestos de cloro o fluoruros (su bajo punto de fusión y gran fluidez les permite penetrar y atacar rápidamente el cuerpo del crisol). 5. Los aditivos pueden ser agregados como polvo, tabletas o por medio de lanzas. Estos nunca deberán estar en contacto con el crisol. Si se usa una lanza, está debe estar centrada en el crisol, aproximadamente a 1/3 arriba del fondo del crisol. 6. Los crisoles siempre deben limpiarse al final del día para remover fundentes y escoria. Los fundentes no diluidos penetrarán la escoria y se filtrarán en la estructura del crisol, incrementando el peligro de un ataque químico. 7. El grado de reacción de los fundentes es proporcional a la temperatura. Un sobrecalentamiento del crisol trae consigo la reducción significativa de su vida útil. 8. Fundentes muy fluidos pueden penetrar la estructura del crisol atravesándola, y en la presencia de oxigeno y productos de la combustión atacar también al crisol desde la parte externa. Es típica la formación de cavernas y perdida del vitrificado por éste tipo de ataque. Salpicaduras de fundentes en el exterior del crisol arrojan el mismo resultado. 5

6 VACIADO 1. Una vez que el metal ha alcanzado la temperatura de vaciado requerida y ha sido tratado con fundentes ó desgasificadores, como sea requerido, este deberá vaciarse lo más rápidamente posible. 2. No es conveniente mantener metales a temperatura de vaciado por un largo periodo de tiempo dentro del crisol. Esto lleva a reducir la vida del crisol y disminuir la calidad del metal. 3. Es considerada una mala práctica el mantener el crisol en la posición de vaciado con el horno encendido. Esto conduce a la absorción de gas en el metal, pérdida de metal y la erosión desigual de la pared del crisol, facilitando una falla prematura. 4. Cuando se vacíen pequeñas cantidades de metal de un crisol basculante, asegúrese de que este sea retornado a su posición vertical entre coladas. 5. El equipo para el manejo de los crisoles debe soportar el fondo del crisol firme y adecuadamente todo el tiempo mientras contenga metal liquido. LIMPIEZA 1. La escoria y óxidos se acumulan y cubren la pared del crisol como consecuencia de los fundentes. 2. No permitir la acumulación de escoria y óxidos, ya que se endurecen y se vuelven sumamente difíciles de remover. 3. Las capas de escoria en la pared del crisol inhiben el buen desempeño del mismo y es una de las causas más comunes de falla prematura. 4. Es muy importante la correcta remoción de los óxidos. 5. El crisol debe ser limpiado totalmente en su interior (superficialmente) después de la primera fusión mientras aún está caliente. Posteriormente el crisol debe limpiarse al final del día. 6. Debe utilizarse una herramienta apropiada para hacer la limpieza ó raspado. Esta debe tener esquinas redondas y una curvatura similar a la del crisol. 7. Tanto la escoria como los óxidos son letales para la vida del crisol. Cuando se calienta, la escoria se expande 10 veces más que el cuerpo del crisol, causando fracturas. 6

7 8. El óxido es un aislante. Sus depósitos provocan ciclos más largos de fusión, altos consumos de combustible y reducen la capacidad del crisol. Este aislamiento facilita la oxidación y agrietamiento del crisol. CUIDADOS DESPUES DEL USO Siempre que un crisol se retira de servicio debido al cambio de una aleación, reparación del horno, etc., previo a ser puesto en operación, deben considerarse los siguientes puntos. 1. Nunca permita que el metal se solidifique dentro del crisol. Vacíe ó retire del crisol todo el metal líquido antes de apagar el horno. 2. Cualquier cúmulo de óxido en la superficie debe ser removido cuando el crisol aún está caliente, raspándolo con las herramientas apropiadas a fin de evitar cualquier daño en sus paredes. 3. En hornos a gas, aceite, etc., se deberá apagar los quemadores para evitar que el aire frío haga contacto con la pared del crisol. Esto puede causar oxidación y grietas por choque térmico. 4. Asegúrese que el hueco de drenaje esté siempre limpio y cerrado para prevenir la entrada de aire frío por este ducto. El efecto chimenea puede causar un enfriamiento del crisol en su parte baja, provocando un diferencial de temperatura y grietas. 5. Permita siempre que el crisol se enfríe a temperatura ambiente. Tratar de acelerar ó reducir el enfriamiento natural del crisol provoca un diferencial térmico que induce a grietas y/o incrementa la oxidación. 6. Cuando retire el crisol del horno, use el equipo apropiado a fin de evitar un daño en el cuerpo del crisol. No coloque el crisol caliente sobre una superficie fría ya que esto puede provocar grietas en la base o desprendimientos. 7. Si se deja una pequeña cantidad de metal liquido en un crisol de gran diámetro, deje el crisol en un ángulo que permita que ese metal se solidifique en una pequeña área. Esto reduce la probabilidad de fracturas durante el recalentamiento y facilita la remoción del residuo. 8. Asigne un área para los crisoles en uso, a fin de que siempre estén secos y protegidos de daño físico. 9. Cualquier desprendimiento del vitrificado exterior del crisol reduce su vida, debido a la oxidación que sufre esta zona. 10. Un manejo rudo puede traer como consecuencia grietas, las cuales no necesariamente son visibles antes del recalentamiento. 7

8 LOGRANDO UN MEJOR DESEMPEÑO 1. Utilice base de carburo de silicio a fin de evitar la diferencia de expansión y conductividad térmica. 2. Use polvo de grafito, crisol molido o ponga cartón seco para evitar que la base se pegue al crisol. 3. Los crisoles deben calentarse uniformemente dentro del horno, aislando de manera adecuada la cámara del horno. 4. El agujero de drenaje del horno debe estar cerrado siempre. 5. Los crisoles deben mantenerse siempre lo más llenos posible para reducir la oxidación y los gradientes de temperatura. 6. Los ciclos de calentamiento reducen la vida del crisol. 7. Minimizar las pérdidas de temperatura del horno. 8. Use la cantidad mínima de fundente recomendada por su proveedor. 9. Los fundentes deben agregarse al metal fundido (líquido). 10. Mantenga el crisol limpio de óxidos y escoria. 11. Use una campana para introducir fundentes y tabletas al metal. 12. Use equipo apropiado para colocar el crisol en el horno. 13. Cargue la chatarra y virutas pequeñas en el horno antes de cargar los lingotes u otro tipo de piezas. Evite el acuñamiento. 14. Mantenga un pequeño baño de metal en el fondo del crisol durante la recarga. 15. Nunca limpie una herramienta de fundición golpeándola con el borde del crisol. 16. Use las herramientas adecuadas para limpiar el crisol. 17. Limpie el crisol mientras está caliente. 18. Asegúrese que el quemador esté alineado y con el ajuste correcto de mezcla aire/combustible. 19. Asegúrese que la cámara del horno no obstruya la circulación de la flama. 20. Después de finalizar la reparación del horno, asegúrese que el refractario esté completamente seco y curado. 21. Rote el crisol eventualmente y parche imperfecciones. Ing. Juan Eduardo Rios P. METALINSUMOS S.A.C. 8