Optimización del rendimiento neto/bruto en fundiciones de acero de alto valor añadido

La fabricación de componentes de acero fundido presenta numerosas oportunidades de mejora en una amplia gama de materiales, desde aceros al manganeso hasta aleaciones de níquel, con un alto nivel de complejidad y numerosos requisitos críticos. Entre todos los posibles avances, este artículo se centra exclusivamente en la optimización del rendimiento de producción, definido como la relación entre el peso de la pieza fundida y la cantidad total de metal vertido en el molde (relación peso neto/peso bruto = rendimiento).

La mayoría de las empresas del sector de fabricación de componentes de acero fundido han utilizado, en distintos grados, herramientas de simulación de procesos de fundición disponibles en el mercado. Los talleres de fabricación a pedido, o productores de series cortas, constituyen un segmento clave de la industria de la fundición de acero. El software de simulación mencionado puede ser utilizado por estos fundidores de metal como herramienta para proporcionar una revisión de bajo riesgo y bajo coste de los patrones existentes, de modo que los criterios de diseño tradicionales de los sistemas de alimentación puedan someterse a estrategias de optimización, centradas principalmente en el rendimiento.

El trabajo presentado en este artículo se basa en una revisión exhaustiva de los sistemas de alimentación empleados actualmente en la fabricación de componentes de acero fundido, prestando especial atención a la optimización del rendimiento debido a su influencia directa y significativa en los costes de fabricación.

Este trabajo se ha desarrollado a partir de una matriz variable compleja que considera los materiales a fundir (metalurgia en estado líquido y solidificación), los novedosos sistemas de alimentación de última generación (manguitos de núcleo, manguitos de relleno y minimazarotas Exactcast™ patentados por ASK Chemicals) y algunos conceptos avanzados de alimentación (módulo térmico, minimización de volumen y distancia de alimentación).

La etapa de industrialización se ha llevado a cabo conjuntamente en las instalaciones de ASK Chemicals y en varias fundiciones, en particular en FONDESAL, alcanzando niveles de rendimiento superiores al 60 % en piezas sometidas a controles radiográficos. El proyecto de I+D «SUPERALLOY» sirve de base para este artículo, donde se publican los principales resultados obtenidos, se proponen nuevos diseños y composiciones de alimentadores y se presentan las últimas novedades sobre los sistemas de alimentación del futuro próximo.