Fundición (metalurgia)

Para obtener el metal en su forma elemental se debe producir una reacción química de reducción que descomponga estos compuestos.Algunos ejemplos prácticos son: La reducción es la etapa final a altas temperaturas de la fundición.En el proceso de fundición se usan los fundentes con varios propósitos, los principales son catalizar las reacciones deseadas o que se unan químicamente a las impurezas o productos de reacción no deseados para facilitar su eliminación.Al calcinar los carbonatos y sulfuros en contacto con el aire se convierten en óxidos.También se usó el plomo como juntura en los edificios de piedra y en las vidrieras.[3]​[4]​ Se ha encontrado una cabeza de mazo en Can Hasan, Turquía, datada en el 5000 a. C., esta herramienta es la más antigua de cobre encontrada, aunque se cree que podría haberse forjado con cobre nativo.Los primeros bronces arsenicales datan del V milenio a. C. de Asia Menor.Los metales eran lo suficientemente duros como para fabricar armas más fuertes, pesadas y resistentes con ellos y que producían mayores daños que las similares de piedra, madera o hueso.Pero el bronce también sustituyó a los demás materiales en la fabricación de herramientas como azadas, azuelas, sierras, cinceles, clavos, cuchillos, tijeras, agujas y alfileres, jarras, ollas, calderos, espejos y arneses de caballería, entre otros.[6]​ La plata también aparece como impureza en las menas del plomo, y cuando las poco abundantes menas de la plata se fueron agotando la plata pasó a obtenerse principalmente por la purificación del plomo durante su fundición, por un proceso conocido como copelado, ya descrito por las fuentes de la Antigüedad como Plinio el Viejo.La plata era un metal demasiado blando para destinarse a la fabricación de herramientas resistentes, pero desde sus orígenes fue usado con fines ornamentales y suntuarios.Las tecnologías del hierro podrían haberse originado en oriente próximo, quizás en Anatolia oriental.Estos descubrimientos podrían indicar que se desarrollaron las técnicas siderúrgicas en varios lugares independientemente.[15]​ Las tecnologías siderúrgicas se extendieron desde el Mediterráneo hacia el norte a partir del 1200 a. C., llegando al norte de Europa alrededor del 600 a. C., más o menos en las mismas fechas en las que llegaron a China.Las primeros hallazgos arqueológicos de esta técnica se han encontrado en Tell Hammeh, Jordania, datadas con carbono 14 alrededor del 930 a. C.[17]​ A partir de la Edad Media la reducción directa en pequeños hornos empieza a ser sustituida por un proceso indirecto.Así se usa un alto horno para producir arrabio a partir de las menas minerales, que tenía que someterse a otro proceso posterior para producir barras de hierro forjables.Su resultado era el hierro forjado, aunque ambos procesos han quedado obsoletos ya que actualmente casi no se fabrica.La fundición y extracción de zinc impuro se llevó a cabo hacia el año 1000 en India —en la obra Rasarnava (c. 1200) de autor desconocido se describe el procedimiento— y los indios conocían ya la existencia del zinc como metal distinto desde la Antigüedad.[19]​ Por lo que hasta el siglo XVI no se generalizó su conocimiento en Europa.El combustible que se quema en un extremo y su calor funde los sulfuros concentrados (generalmente tras una calcinación parcial), que se alimenta a través de la apertura del techo del horno.La escoria flota sobre la mata que es más pesada, y es eliminada para su desecho o reciclado.El molde y los parámetros de la fundición pueden ser diseñados teniendo en cuenta las propiedades del resultado.Esto permite reducir los costos en todo el camino del proceso de fundición.UU., y se considera la innovación más importante en la tecnología de fundición en los últimos 50 años.
Horno de fundición artesano
Proceso de fundición realizado en altos hornos .
Esquema de un horno de fundición de cañones de hierro. Se añade alternativamente capas de carbón y mineral de hierro ( A ). En la parte inferior del horno existían unas toberas por donde se forzaba la entrada de aire mediante unos grandes fuelles ( B ). En el crisol del horno se encontraba un orificio por el que fluía el arrabio y se dirigía al molde del cañón ( C ). Encima de esta abertura, pero debajo de las toberas, había otra boca por donde se sacaba la escoria ( D ).
Reconstrucción en miniatura de un horno de fundición de la Edad del Bronce .
Ilustración de De re metallica (1556).
El software para el modelado de procesos de fundición proporciona capacidades para la evaluación interactiva y automatizada de los resultados (por ejemplo, velocidades y características de llenado y solidificación del molde, porosidad, formación de microfisuras y otros defectos).