Breve descripción

Un horno de cubilote es una estructura cilíndrica vertical utilizada en fundiciones para derretir hierro fundido, bronce y otros metales. Funciona de manera continua mediante cargas alternadas de metal, combustible (coque) y fundente (piedra caliza), inyectando aire a presión en la sección inferior para lograr una fusión térmica eficiente.

Uso / Función

• Fundición de Hierro: Es el horno industrial principal para fundir arrabio y chatarra de hierro con el fin de fabricar componentes de hierro fundido.
• Producción de Piezas Fundidas: Proporciona un flujo continuo de hierro líquido para verter en moldes de maquinaria, elementos estructurales, tuberías y herramientas pesadas.
• Escala: Desde talleres de fundición locales hasta instalaciones industriales.

Principio de funcionamiento

1. Carga por Capas: Se introducen de forma continua por la parte superior capas alternadas de combustible Coque, chatarra o Hierro, y fundente de Caliza.
2. Inyección de Aire: Aire a presión se sopla a través de toberas situadas cerca de la base del lecho de coque, provocando una combustión intensa que alcanza temperaturas superiores a los 1200°C–1500°C.
3. Fusión y Escoriación: Los gases calientes ascendentes transfieren calor directamente al metal descendente. El hierro fundido gotea a través del coque incandescente mientras la caliza reacciona con las impurezas para formar escoria líquida que flota sobre el hierro.
4. Sangrado de Metal: El hierro líquido se acumula en el fondo y se extrae por la piquera inferior hacia cucharas de fundición, mientras que la escoria se drena por una piquera superior.

Cómo crearlo

1. Cuerpo Vertical: Construir un cilindro de chapa metálica reforzada revestido interiormente con Ladrillo refractario y Arcilla refractaria.
2. Toberas de Aire: Instalar boquillas de entrada de aire (toberas) distribuidas uniformemente alrededor de la circunferencia cerca de la base para alimentar la zona de combustión.
3. Caja de Viento: Rodea la zona de toberas con un colector de aire a presión conectado a un soplador o sistema de fuelles potente.
4. Crisol y Piqueras: Modelar la solera inclinada en la base con dos aberturas diferenciadas: una piquera superior para la escoria y una piquera inferior con canaleta para el hierro.
5. Chimenea y Puerta de Carga: Disponer de una chimenea vertical alta para el tiro y escape de gases, junto a una puerta de carga situada por encima de la zona de fusión.

Materiales necesarios

• Esenciales: Chatarra de Hierro / arrabio, Coque (o Carbón de alta densidad), Caliza.
• Construcción: Ladrillo refractario, arcilla refractaria, estructura exterior metálica.
• Sistema de Aire: Soplador o fuelles motorizados y tuberías para toberas.

Variantes y mejoras

• Cubilote de Aire Frío: Diseño tradicional que utiliza aire a temperatura ambiente para el soplado.
• Cubilote de Aire Caliente: Recupera el calor residual de los gases de escape para precalentar el aire de combustión, reduciendo el consumo de coque y elevando la temperatura.
• Cubilote sin Coque: Variación moderna que utiliza quemadores de gas natural o combustible líquido en lugar de lecho sólido de coque.

Límites y riesgos

• Contaminación Química: El contacto directo entre el metal líquido y el combustible puede incorporar azufre o exceso de carbono a la aleación.
• Monóxido de Carbono y Gases: Produce cantidades significativas de monóxido de carbono tóxico y humos con partículas.
• Desgaste Térmico: El revestimiento refractario sufre una erosión rápida por la alta temperatura y la acción química de la escoria, requiriendo mantenimiento frecuente.