El estañado es el proceso de recubrir finamente láminas de hierro forjado o acero con estaño , y el producto resultante se conoce como hojalata . El término también se usa ampliamente para el proceso diferente de recubrir un metal con soldadura antes de soldarlo. [1]
Se utiliza con mayor frecuencia para prevenir la oxidación , pero también se aplica comúnmente a los extremos de cables trenzados utilizados como conductores eléctricos para evitar la oxidación (que aumenta la resistencia eléctrica ) y para evitar que se deshilachen o desenreden cuando se utilizan en varios conectores de cables como conectores giratorios , postes de unión o bloques de terminales , donde los hilos sueltos pueden provocar un cortocircuito .
Aunque antes se utilizaba más ampliamente, ahora su uso principal es la fabricación de latas . Antiguamente, la hojalata se utilizaba para ollas, sartenes y otros objetos huecos baratos . Este tipo de objetos huecos también se conocía como artículos de hojalata y quienes los fabricaban eran trabajadores de la hojalata.
Las láminas no estañadas que se emplean en la fabricación se conocen como placas negras. En la actualidad se fabrican de acero, ya sea de Bessemer o de horno abierto. Antiguamente se utilizaba hierro , que era de dos calidades, el hierro de coque y el hierro de carbón ; este último, al ser el mejor, recibía una capa más gruesa de estaño, y esta circunstancia es el origen de los términos placas de coque y placas de carbón con los que todavía se designa la calidad de la hojalata, aunque ya no se utilice el hierro. La hojalata se consumía en enormes cantidades para la fabricación de las latas en las que se envasan conservas de carne , pescado , fruta , galletas , cigarrillos y otros numerosos productos, y también para los utensilios domésticos de diversos tipos fabricados por el hojalatero . [2]
La práctica de estañar objetos de hierro para protegerlos del óxido es muy antigua. Según Plinio el Viejo, el estañado fue inventado por la tribu gala de los bituriges (con base cerca de la actual Bourges ), que hervía objetos de cobre en una solución de estaño para que parecieran hechos de plata. [3] El primer relato detallado del proceso aparece en Zósimo de Panópolis , Libro 6.62, parte de una obra sobre alquimia escrita en el Egipto romano alrededor del año 300 d. C. Aparte de una atestación en Inglaterra en el siglo XIV, el proceso no volvió a estar atestiguado en Europa hasta la descripción en Das Kleine Probierbuch (1556) de Lazarus Ercker [4].
La fabricación de hojalata fue durante mucho tiempo un monopolio de Bohemia , pero alrededor del año 1620 la industria se extendió a Sajonia . [2] La hojalata aparentemente se produjo en la década de 1620 en un molino de (o bajo el patrocinio de) el conde de Southampton, pero no está claro cuánto tiempo continuó esto.
Andrew Yarranton , un ingeniero y agricultor inglés , y Ambrose Crowley (un herrero de Stourbridge y padre del más famoso Sir Ambrose Crowley III ) recibieron el encargo de ir a Sajonia y, si era posible, descubrir los métodos empleados. [2] Visitaron Dresde en 1667 y descubrieron cómo se fabricaba. Para ello, fueron patrocinados por varios maestros del hierro locales y personas relacionadas con el proyecto de hacer navegable el río Stour . En Sajonia, se forjaron las placas, pero cuando realizaron experimentos a su regreso a Inglaterra, intentaron laminar el hierro. Esto llevó a dos de los patrocinadores, los maestros del hierro Philip Foley y Joshua Newborough, a erigir un nuevo molino, Wolverley Lower Mill (o forja), en 1670. Este contenía tres talleres: uno era un molino de corte , que serviría como un laminador , y los otros eran forjas. En 1678, uno de ellos fabricaba sartenes y el otro extraía las piezas fabricadas en forjas de otros lugares. Es probable que la intención fuera laminar las placas y luego terminarlas con un martillo, pero el plan se frustró cuando un tal William Chamberlaine renovó una patente que le habían otorgado a él y a Dud Dudley en 1662. Yarranton describió la patente como "inventada". [5] [6]
El cortador de Wolverley era Thomas Cooke. Otro Thomas Cooke, tal vez su hijo, se mudó a Pontypool y trabajó allí para John Hanbury (1664-1734) . [7] Según Edward Lhuyd , en 1697, John Hanbury tenía un laminador en Pontypool para fabricar la máquina "Pontypoole Plates". [8] [9] Se ha afirmado que se trataba de una fábrica de hojalata, pero casi con certeza solo producía hojalata negra (sin estañar) . Sin embargo, este método de laminar placas de hierro por medio de cilindros permitió producir placas negras más uniformes que las que se podían producir con el antiguo plan de martillado y, en consecuencia, la hojalata inglesa pasó a ser reconocida como superior a la alemana . [2]
La hojalata comienza a aparecer por primera vez en los Libros del Puerto de Gloucester (que registran el comercio que pasaba por Gloucester , principalmente desde puertos en el Canal de Bristol ) en 1725. La hojalata se enviaba desde Newport, Monmouthshire . [10] Esto sigue inmediatamente a la primera aparición (en francés ) de Principes de l'art de fer-blanc de Réaumur , y antes de un informe de su publicación en Inglaterra.
Unos años más tarde se instalaron más fábricas, inicialmente en muchas regiones siderúrgicas de Inglaterra y Gales, pero más tarde principalmente en el sur de Gales. En 1805 se fabricaron 80.000 cajas y se exportaron 50.000. La industria siguió expandiéndose de forma constante en Inglaterra y especialmente en Gales , y después de 1834 su expansión fue rápida, convirtiéndose Gran Bretaña en la principal fuente de suministro mundial. En ese año su producción total fue de 180.000 cajas de 108 libras cada una (alrededor de 50 kg, en Estados Unidos una caja equivale a 100 libras), en 1848 fue de 420.000 cajas, en 1860 alcanzó 1.700.000 cajas. Pero posteriormente el avance fue rápido y la producción alcanzó aproximadamente 2.236.000 libras en 1891. [2] Uno de los mayores mercados fue Estados Unidos de América, pero ese mercado quedó cerrado en 1891, cuando se promulgó allí el arancel McKinley . Esto provocó una gran contracción en la industria británica y la emigración a Estados Unidos de muchos de los que ya no podían ser empleados en las fábricas de hojalata que sobrevivieron. [ cita requerida ]
En 1891, Estados Unidos produjo 11.000 toneladas de hojalata e importó 325.100 toneladas, pero en 1899 produjo 360.900 toneladas, de las cuales sólo importó 63.500 toneladas (en su mayoría para reexportar). Las exportaciones británicas se vieron obstaculizadas aún más por el arancel Dingley, que eliminó la ventaja de la hojalata galesa en la costa del Pacífico de Estados Unidos, [11] que en 1900 había aumentado a más de 849.000.000 libras, de las cuales más de 141.000.000 libras eran de hojalata. Las importaciones totales en ese año fueron de sólo 135.264.881 libras. En años posteriores, nuevamente hubo un descenso en la producción estadounidense, y en 1907 sólo el 20% de las fábricas de hojalata estadounidenses estaban en funcionamiento, mientras que la producción británica alcanzó los 14 millones de cajas. [2]
A pesar de este revés, la industria siguió funcionando, aunque a menor escala. No obstante, en 1937 todavía había 518 laminadores en funcionamiento, incluidos 224 pertenecientes a Richard Thomas & Co. Sin embargo, el tradicional "laminador de paquetes" había sido reemplazado por el mejorado "laminador de bandas", de los cuales el primero en Gran Bretaña fue construido por Richard Thomas & Co. a finales de los años 30. Los laminadores de bandas dejaron obsoletos a los antiguos laminadores de paquetes y el último de ellos cerró alrededor de los años 60.
El proceso de laminación en paquetes comienza con una barra de estaño , que es una barra plana estirada que generalmente se compraba en una fábrica de hierro o acero . La barra de estaño podía ser de hierro forjado o de acero dulce . La sección transversal de la barra debía tener un tamaño preciso, ya que esto determina la longitud y el grosor de las placas finales. La barra se cortaba a la longitud correcta para hacer la placa del tamaño deseado. Por ejemplo, si se desea una placa de 14 pulgadas × 20 pulgadas (360 mm × 510 mm), la barra de estaño se corta a una longitud y un ancho que sean divisibles por 14 y 20. Luego, la barra se enrolla y se dobla, y la cantidad de veces que se dobla depende del tamaño de la barra de estaño y del grosor final. Si la barra de estaño inicial mide 20 pulgadas × 56 pulgadas (510 mm × 1420 mm), entonces debe terminarse al menos en los cuatro , o doblarse dos veces, y si se requiere un calibre delgado, entonces puede terminarse en los ochos , o doblarse tres veces. Luego, la barra de estaño se calienta a un rojo apagado y se pasa cinco o seis veces a través de los rodillos de desbaste. Entre cada pasada, la placa se pasa sobre (o alrededor de) los rodillos, y el espacio entre los rodillos se estrecha por medio de un tornillo. Luego, la placa se vuelve a calentar y se pasa a través de los rodillos de acabado. [12]
Si la placa no está terminada en piezas simples , o sin doblarla, se dobla en un exprimidor. El exprimidor era como una mesa donde una mitad de la superficie se dobla sobre la otra y una prensa aplana la placa doblada para que el extremo enrollado encaje en los rodillos. Luego se vuelve a calentar para otra serie de laminados. Esto se repite hasta que se alcanza la geometría deseada. Tenga en cuenta que si la placa necesita doblarse más de una vez, se corta el extremo enrollado. Luego, se deja enfriar el paquete. Cuando se enfría, el paquete se corta ligeramente por debajo de las dimensiones finales y las placas se separan con abridores . [13]
En este punto, las placas están cubiertas de escamas y deben ser decapadas . Esto implica sumergir las placas en ácido sulfúrico durante cinco minutos. El decapado convierte las escamas en un limo de color negro verdoso que se elimina mediante recocido. Las placas se recocen durante aproximadamente 10 horas y luego se dejan enfriar lentamente. En este punto, las placas se conocen como placas negras decapadas y recocidas . Estas placas se vendían comúnmente para estampación y esmaltado . [14]
Después de esto, las placas son ásperas y no rectas, por lo que se laminan en frío varias veces. El laminado alarga las placas hasta su dimensión final. Luego se las vuelve a recocer para eliminar cualquier endurecimiento por deformación . Estas placas se denominan placas negras decapadas, laminadas en frío y recocidas cerradas (placas negras p. cr. y ca.). Para lograr una limpieza perfecta, las placas se decapan nuevamente en un ácido sulfúrico débil . Finalmente, se enjuagan y se almacenan en agua hasta que estén listas para ser estañadas. [15]
El equipo de estañado consta de al menos un recipiente de estaño fundido, con un fundente de cloruro de cinc en la parte superior, y un recipiente de grasa. El fundente seca la placa y la prepara para que el estaño se adhiera. Si se utiliza un segundo recipiente de estaño, llamado recipiente de lavado , contiene estaño a una temperatura más baja. A continuación, se encuentra el recipiente de grasa, que contiene aceite y una máquina de estañado . La máquina de estañado tiene dos rodillos pequeños que están accionados por resorte entre sí de modo que cuando se inserta la placa estañada, los rodillos exprimen el exceso de estaño. Los resortes de la máquina de estañado se pueden ajustar a diferentes fuerzas para obtener diferentes espesores de estaño. Finalmente, se limpia el aceite con salvado fino y se limpia con un polvo. [16] [17]
Lo que se describe aquí es el proceso tal como se empleaba durante el siglo XX. El proceso se volvió un poco más complejo con el tiempo, ya que se descubrió que la inclusión de procedimientos adicionales mejoraba la calidad. La práctica del laminado en caliente y luego el laminado en frío evidentemente se remonta a los primeros tiempos, ya que la fábrica de hojalata de la familia Knight tenía (desde su fundación en aproximadamente 1740) dos laminadores, uno en Bringewood (al oeste de Ludlow) que fabricaba chapa negra , y el otro, el laminador de hojalata en Mitton (ahora parte de Stourport , evidentemente para las etapas posteriores. [18] [ página necesaria ]
Los primeros laminadores de bandas de laminación en caliente no producían bandas aptas para el estañado, pero en 1929 se empezó a utilizar el laminado en frío para reducir aún más el calibre, lo que hizo posible el estañado. A continuación, la placa se estañaba utilizando el proceso descrito anteriormente. [ cita requerida ]
Existen dos procesos para el estañado de las placas negras: inmersión en caliente y galvanoplastia .
La inmersión en estaño caliente es el proceso de sumergir una pieza en un baño de estaño fundido puro a una temperatura superior a 450 °F o 232 °C.
La hojalata fabricada mediante estañado por inmersión en caliente se fabrica laminando en frío acero o hierro, decapando para eliminar cualquier cascarilla , recociendo para eliminar cualquier endurecimiento por deformación y luego cubriéndola con una fina capa de estaño . Originalmente, esto se hacía produciendo paquetes individuales o pequeños de placas, lo que se conoció como el proceso de laminado en paquetes . A fines de la década de 1920, los laminadores de bandas comenzaron a reemplazar a los laminadores de paquetes, porque podían producir las placas en bruto en mayores cantidades y de manera más económica.
En la galvanoplastia, el elemento que se va a recubrir se coloca en un recipiente que contiene una solución de una o más sales de estaño. El elemento se conecta a un circuito eléctrico , formando el cátodo (negativo) del circuito, mientras que un electrodo, normalmente del mismo metal que se va a recubrir, forma el ánodo (positivo). Cuando pasa una corriente eléctrica a través del circuito, los iones metálicos de la solución son atraídos hacia el elemento. Para producir una superficie lisa y brillante, la lámina galvanizada se calienta brevemente por encima del punto de fusión del estaño. La mayor parte del acero estañado que se fabrica hoy en día se galvaniza con una capa muy fina de cromo para evitar que la superficie se opaque por la oxidación del estaño.
