Procesos de fabricacion

1. Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de
Tlalnepantla
Ing. Industrial
Irving Mendoza Paz
Procesos de Fabricación
Arzate Vazquez Alejandro
Yahel
Matricula: 19251075
Grupo: P42
Estado de México, 24 de febrero de
2022

2. Introducción
Los tratamientos térmicos hacen referencia a las operaciones que se realizan con el acero y
el metal, con la intención de calentarlo o enfriarlo en condiciones totalmente bajo control (de
temperatura, tiempo, presión o velocidad) para lograr mejorar sus propiedades mecánicas.
Concretamente, se suelen utilizar los tratamientos térmicos para mejorar la dureza, la
resistencia y la elasticidad de un acero.
A pesar de que la aplicación más común de este tipo de tratamiento es sobre acero, también
se puede utilizar sobre muchos otros materiales como el aluminio. Además, no solamente
existe un tipo de tratamiento, sino que podrás encontrar una gran variedad de esta forma de
trabajar:
Tratamiento térmico temple: En este tratamiento se calienta el acero a una temperatura un
poco superior que la crítica superior Ac y se enfría rápidamente. Se suele utilizar para
aumentar la resistencia y la dureza del acero. Tratamiento térmico revenido: Esta operación
sólo se realiza sobre materiales que hayan sido templados previamente. De esta forma, se
reduce la dureza de los aceros templados y se mejora la tenacidad. Tratamiento térmico
normalizado: Esta operación se realiza para dejar un material con la apariencia normal: si
ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Normalmente se
utiliza como paso previo al temple.
Después que el metal ha quedado fundido en los hornos, se vierte en un aditamento llamado
cuchara. Estas cucharas son recipientes de acero remachados, revestidos con ladrillos de
chamota. Estas cucharas tienen en su parte inferior o fondo del recipiente, un orificio para la
salida del metal fundido, que se cierra a voluntad a partir de un tapón de material refractario
que se mueve por un mecanismo de retención. Algunas de estas cucharas tienen grandes
dimensiones, por lo que es necesario moverlas con el auxilio de grúas viajeras.

3. La colada
El llenado de las lingoteras puede ser por arriba o por debajo, la colada ascendente permite
llenar de forma simultánea gran número de lingoteras, aplicándose la Ley de los Vasos
Comunicantes.
Para lograr lo anterior, las lingoteras se colocan sobre cubetas de hierro fundido que tienen
canales de comunicación revestidos de ladrillos con formas especiales. Los canales de las
cubetas comunican con la cabeza de alimentación central. Esta forma de colada se emplea
para la producción de acero efervescente. Cuando se solidifica el metal, en la parte superior
quedará un defecto llamado rechupe.
En la colada por arriba, el acero se vierte a una temperatura más baja, lo que disminuye el
rechupe y se logra un acero más denso. Este tipo de colada se emplea para lograr piezas de
grandes dimensiones de acero calmado.
Actualmente se emplea el método de colada continua, que permite economizar material. El
acero fundido, desde un embudo se dirige con determinada velocidad a un cristalizador
refrigerado con agua, obteniéndose una cristalización gradual del metal en todas las capas
del material. Con este método se elaboran piezas de grandes longitudes.
¿Qué es la colada continua?
La colada continua o colada en cadena es un proceso metalúrgico que consiste en controlar
la solidificación a altas temperaturas. Así, el metal líquido se vierte directamente y sin
interrupción en un molde con la forma de la sección transversal del semiproducto deseado,
como hilos, tubos, perfiles o secciones especiales. Se diferencia de la colada convencional
en que, con la continua, se consiguen los desbastes directamente. Además, tiene un
rendimiento mucho mayor (alcanza el 95%).
Es un proceso avanzado que se emplea en los países más altamente industrializados y que,
según datos de worldsteel, en 2019 se eligió para fabricar 1.800 millones de toneladas de
productos de acero en todo el mundo.

4. El proceso de la colada continua
Los métodos de colada básicos son dos:
1. En lingotera. Es un sistema que consiste en
vaciar el metal en recipientes que se introducen
al horno para que se solidifique de forma
uniforme. Exige mucha energía y tiempo.
2. Colada continua. Es el método más empleado
en la actualidad, de hecho, más del 90% de la
producción mundial de acero lo utiliza.
Elementos principales de una instalación de colada continua
 Torre giratoria
 Cuchara de colada. (De vaciado por arriba o por el fondo)
 Tundish o artesa. (Asegura la perfecta separación de la escoria)
 Molde o lingotera. (Abierta por los dos extremos, sometida a movimiento alternativo)
 Sección de refrigeración. (Corriente de agua o agua pulverizada)
 Mecanismo enderezador. (Rodillos que obligan a pasar la barra entre ellos)
 Mecanismo de corte. (Oxicorte, con varios sopletes para seccionar la barra)
 Sistema de extracción. (Avance continuo, almacenamiento de barras).

5. En el caso de la colada continua el metal en estado líquido se vierte en un molde que cuenta
con una camisa de enfriamiento o matriz de grafito; así se logra la solidificación. De esta
manera, el producto sale sin interrupciones (de ahí el nombre de colada continua) hasta
finalizar la producción deseada. Es un sistema muy adecuado para el acero, pero también
para el bronce, el cobre y el aluminio.
Los elementos clave de la colada continua son la torre giratoria, la cuchara de colada, la artesa
(revestida de ladrillos refractarios), el molde o lingotera, la sección de refrigeración, los
mecanismos enderezadores y los de corte y el sistema de extracción. La productividad del
sistema, así como la calidad del producto dependen del control de distintos parámetros, si
bien es posible automatizar el proceso para reducir la necesidad de mano de obra y minimizar
los errores.
Con la colada continua se obtienen semiproductos metálicos, también conocidos como
productos semiacabados o semielaborados. Es el caso de las palanquillas, lingotes o Bloom
(para perfiles estructurales y barras de todo tipo), los tochos (para fabricar perfiles de gran
tamaño y tubos sin costuras) y los planchones, desbastes planos o slab (que transformados se
convierten en chapas de distintos espesores, ya sea con laminación en frío o en caliente, o
bien se enrollan en bobinas o flejes).
Tipos de acero para las coladas
El acero para la colada puede ser de dos tipos:
Calmado: desprende pocos gases durante la colada y no hierve. Se obtiene a partir de una
desoxidación completa del metal, añadiéndosele una cantidad de hierro fundido especial.
Efervescente: hierve en el proceso de colada, desprendiendo gran cantidad de gases. Esta
ebullición sucede cuando el acero no está completamente desoxidado, y al bajar la
temperatura, una parte del carbono entra en reacción con el óxido de hierro que queda.
Este acero es más barato que el calmado, da más cantidad de metal, y se emplean menos
desoxidantes; sin embargo, su calidad es más baja.

6. Ventajas de la colada continua
Para que la colada sea un éxito es importante que el metal caliente esté completamente limpio
(sin óxido, escoria o restos de otros metales). También es necesario vigilar que la capa
sólida que se forma sobre el metal líquido no se rompa y el metal aún fundido se derrame en
la máquina, esto supone un gran coste porque hay que parar el proceso y eliminar el material
vertido. Si todo sigue el procedimiento adecuado, las ventajas que se obtienen de la colada
continua son las siguientes:
 Mayor rendimiento y aumento de producción.
 Más calidad del producto terminado, con mejores propiedades físicas y químicas,
geometría, calidad superficial y estructura (fina y uniforme y sin porosidades).
 Trabajo en secuencia y sin subprocesos.
 Ahorro de energía y consumibles, como los materiales refractarios.
 Solo se produce rechupe en el extremo final de la barra.
Con la colada continua se obtienen semiproductos metálicos, también conocidos como
productos semiacabados o semielaborados.
Todo esto supone que el coste de los semiproductos y productos terminados se reduzca. Entre
las desventajas de la colada continua se encuentra una tasa de recuperación de chatarra
menor, pero compensa por las óptimas cualidades que se consiguen.
Conclusión:
Vemos que la colada continua es un buen método colado teniendo mas ventajes que las otras
convencionales, provocando que tenga menos rechupe y/o otras imperfecciones, además de
que el proceso es continuo de paso en paso sin perder mucho tiempo.
La pieza terminada pasa por otras etapas que hacen que la calidad de esta mejore, haciendo
que los procesos de fundición sean variados, pero también complejos haciendo que este tipo
de temas se vuelvan mas interesantes

7. Referencias:
Tecnología del Acero. Parte I Acería Eléctrica. Monografía (E.U de Arquitectura Técnica
[antigua denominación], Manual), Madrid
Departamento de Ingeniería Mecánica F.L.U.B.A (2009). Fundiciones. Chile. Ing. Guillermo
Castro.
EcuRed. (2020, 18 junio). Colada del acero - EcuRed. Recuperado 24 de febrero de 2022, de
https://www.ecured.cu/Colada_del_acero
Arco. (s. f.). Horno Eléctrico de Arco. Horno Electrico. Recuperado 24 de febrero de 2022,
de https://sites.google.com/site/hornoelectricodearco/
Proyectos materiales. (2016, 6 marzo). Colada continua [Vídeo]. Youtube.
https://www.youtube.com/watch?v=fKJmVfj6pDM