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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
ALTO
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II
Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Prólogo
Acerca de Esta Guía _________________________________________________________________________________ 1
Los Manuales del Equipo Deben de ser su Recurso de Seguridad Primario_______________________________________ 1
La Seguridad: Clave Invaluable para una Compañía _________________________________________________________ 1
Niveles de Intensidad de Riesgo ________________________________________________________________________ 1
Consulte sus Agencias de Gobierno y Organizaciones Industriales _____________________________________________ 2
El Paquete de Entrenamiento de Seguridad para la Fundición por Inducción ______________________________________2
Puntos Básicos para Fundir por Inducción
Fusión por Inducción ________________________________________________________________________________ 3
Configuraciones del Sistema Eléctrico de Inducción ________________________________________________________ 3
Implicaciones de Seguridad ____________________________________________________________________ 3
Los Hornos de Inducción Vienen en Muchas Variedades ____________________________________________________ 4
Hornos sin Núcleo ____________________________________________________________________________ 4
Hornos de Canal_____________________________________________________________________________ 4
Cuidado con los Riesgos de Inducción___________________________________________________________________ 5
Equipo de Protección Personal (EPP)
El Equipo de Protección Personal (EPP) le Puede Salvar la Vida _______________________________________________ 6
Equipo de Protección Primaria___________________________________________________________________ 6
Equipo de Protección Secundario_________________________________________________________________ 8
Menor Temperatura, Mayor Riesgo _______________________________________________________________ 8
Mascarillas y Respiradores______________________________________________________________________ 9
Tres Claves para la Seguridad Personal____________________________________________________________ 9
Operación para el Equipo del Horno y Precauciones de Seguridad
Salpicaduras de Metal Fundido: El Riesgo más Visible en la Fundición_________________________________________ 10
Eliminando la Chatarra Mojada_________________________________________________________________ 10
Recipientes Sellados ________________________________________________________________________ 10
Otros Riesgos _____________________________________________________________________________ 10
Chatarra de Rodillos Vaciados por Centrifugado____________________________________________________ 11
Enfriamiento del Horno_______________________________________________________________________ 12
Los Sistemas de Agua Abiertos Requieren de un Mantenimiento Cuidadoso ______________________________ 12
Situaciones de Puenteo Requieren de una Acción de Emergencia Inmediata _____________________________________13
Advertencias de la Formación de Puentes_________________________________________________________ 13
En el Caso de un Puenteo_____________________________________________________________________ 13
Las Fosas de Emergencia Pueden Prevenir que se vea Rodeado de Metal Fundido________________________________ 14
Sistemas de Detección de Fuga a Tierra ________________________________________________________________ 15
El Detector de Fuga a Tierra es la Clave para la Protección____________________________________________15
El Módulo Detector de Tierra Apaga la Energía _____________________________________________________ 16
Mantenimiento del Sistema ___________________________________________________________________ 16
Detector Independiente de Fuga de Metal Fundido __________________________________________________ 17
Inspección de Componentes Mecánicos ________________________________________________________________ 18
Seguridad del Sistema Hidráulico_____________________________________________________________________ 19
Aviso de Seguridad del Sello de VITON ________________________________________________________________ 19
No Use Partes o Refacciones “Substituidas o no Autorizadas”________________________________________________ 19
III
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Precauciones de Seguridad y Operación en el Vaciado Automatizado
Seguridad Personal para Sistemas de Vaciado Automatizado ________________________________________________ 20
Riesgos Comunes en todo Tipo de Sistemas de Vaciado Automatizado__________________________________ 20
Operación Segura de los Sistemas de Vaciado Automatizado _________________________________________ 20
Los Hornos a Presión Conteniendo Hierro Nodular, Presentan un Peligro Especial _________________________ 21
Sistemas de Carga y Precalentamiento
Sistemas de Carga y Precalentamiento Ayudan a Reducir las Salpicaduras de Metal Fundido _______________________ 22
Sistemas de Secado y Precalentamiento__________________________________________________________ 22
Sistemas de Carga __________________________________________________________________________ 22
Equipos en Movimiento Presentan Riesgos de Atrapamiento________________________________________________ 23
Taller de Fundición “Lugares Reducidos”________________________________________________________________ 24
Recubrimiento Refractario
Manteniendo su Revestimiento Refractario ______________________________________________________________ 25
Escogiendo el Refractario Adecuado_____________________________________________________________ 25
Instalación Apropiada del Revestimiento en un Horno _______________________________________________ 25
Sistemas de Control de Sinterizado Automático ____________________________________________________ 26
Monitoreo Normal de Desgaste del Revestimiento___________________________________________________ 26
Choque Físico y Estrés Mecánico_______________________________________________________________ 27
Temperaturas Excesivas y Choque Térmico _______________________________________________________ 27
Manejando Adecuadamente la Escoria o el Dross __________________________________________________ 28
Automatización del Retiro de Escoria ____________________________________________________________ 28
Agitación Inductiva ________________________________________________________________________________ 28
La Tecnología en la Automatización de la Fusión Ayuda al Operador a Prevenir Accidentes de Sobrecalentamiento
y Daños al Recubrimiento Refractario _______________________________________________________________ 29
Monitoreo Eléctrico para el Desgaste del Revestimiento____________________________________________________ 29
Dispositivos de Vaciado Proporcionan Soporte al Piso de los Crisoles _________________________________________ 30
Sistemas Push-Out Minimizan el Polvo de Refractario Durante el Retiro del Revestimiento _________________________ 30
Operación Eléctrica y Precauciones de Seguridad
Seguridad en el Sistema Eléctrico de Inducción __________________________________________________________ 31
Recomendaciones de Seguridad para los Supervisores y Gerentes _____________________________________ 32
El Sistema de Candado es un Sistema Clave _____________________________________________________________ 33
Las Unidades de Potencia de Inducción Incluyen Algunos o todos estos Sistemas de Seguridad ____________________ 34
Unicamente para Técnicos Electricista Entrenados________________________________________________________ 35
Avisos y Reglamentos Comunes de Electricidad ___________________________________________________ 35
Horno Arqueando__________________________________________________________________________________ 36
La Seguridad es un Valor Compartido
Crear una Fundición Segura es un Valor Compartido______________________________________________________ 37
Quién Necesita Entrenamiento de Seguridad en la Fundición? _________________________________________ 37
La Seguridad Empieza Desde el Primer Día _______________________________________________________ 37
Los Supervisores de Fundición Juegan un Papel Clave ______________________________________________ 37
Preparandose Contra Accidentes_______________________________________________________________ 38
Especificar Equipo Más Seguro ________________________________________________________________ 38
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IV
Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Prólogo
Acerca de Esta Guía
Niveles de Intensidad de Riesgo
Esta guía describe información general de seguridad. Sin embargo
no todos los puntos mencionados aplicarán a su equipo existente.
Toda la Información recopilada en esta guía ha sido actualizada
desde la fecha de su impresión. Inductotherm Corp. ha reservado
los derechos para hacer cualquier cambio sin tener que notificarlo.
En todo momento deberá de referirse a su manual del equipo para
mayor información y definiciones. Usted deberá seguir estas advertencias cuidadosamente para evitar lesiones o posiblemente la
muerte.
Inductotherm Corp. no otorga garantía de ningún tipo con respecto
al material mencionado como tampoco se responsabiliza de cualquier error que ocurra en esta guía.
Los Manuales del Equipo Deben de ser su
Recurso de Seguridad Primario
Realmente nos interesa el bienestar de usted y sus empleados. Es
por eso que nos hemos tomado el tiempo de recopilar esta información para formar una Guía de Fundamentos de Seguridad en la
Fundición por Inducción, resaltando mayor seguridad en los puntos
de riesgo.
Esta guía proporciona información de seguridad de carácter general,
y no debe considerarse como un sustituto de la información más
detallada y específica de operación y seguridad suministrada en los
manuales de equipos Inductotherm. Estos manuales de equipos deben de ser siempre su fuente principal de información en relación a
la manera apropiada y segura de operar los equipos Inductotherm.
A lo largo de esta Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición
por Inducción usted encontrará tanto advertencias de seguridad
como de operación, separados del texto regular informativo. Estas enmarcaciones especiales han sido insertadas para llamar su
atención, y que no las pase por alto. Con frecuencia son referidas
a incidentes que si son ignorados o subestimados, pueden traer
serias lesiones o incluso la muerte.
Existen generalmente tres palabras aceptadas para definir los tres
niveles de intensidad de riesgo y una cuarta que también debe ser
leido cuidadosamente. Los tipos de advertencias, el cómo se presentan y el cómo son utilizados en esta Guía de Fundamentos de
Seguridad en la Fundición por Inducción, son descritos aquí para
que usted se familiarize con ellos y su uso para educar al resto de su
personal en su taller de fundición.
La Seguridad: Clave Invaluable para una Compañía
Por favor lea esta guía en su totalidad y haga que todo el personal
apropiado en su organización, también lea y siga las instrucciones
cuidadosamente. Creemos firmemente que los Gerentes, Dueños y
Supervisores juegan un papel clave en asumir la mayor seguridad
posible en las operaciones de un equipo de fusión, sostenimiento,
vaciado y/o calentamiento.
Muchas fundiciones, enfrentan solas la responsabilidad total
de implementar y monitorear los procedimientos de seguridad
establecidos, así como el entrenamiento de nuevos empleados y
el mantenimiento e inspección del equipo.
Aún cuando es imposible eliminar los riesgos de fundir metal,
si es posible el hacer de un taller de fundición un lugar de trabajo
libre de accidentes. Para el logro de este objetivo se requiere de un
verdadero trabajo en equipo entre los gerentes de la fundición, los
proveedores que suministran el equipo al taller de fundición y los
trabajadores que operan este equipo.
Esto requiere una buena dirección que haga de la seguridad un tema
clave a nivel institucional y que se le comunique a los empleados trabajadores, seleccionando el equipo disponible más seguro y hacerlo
extensivo por cualquier medio posible para asegurar que el personal
esta capacitado, y lo esta usando correctamente.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Consulte sus Agencias de Gobierno y Organizaciones Industriales
Mientras que nosotros en Inductotherm estamos conscientes de
muchos riesgos de seguridad y queremos ayudarle a crear un taller
de fundición más seguro, tampoco podemos ser su único recurso
de seguridad. Por favor consulte tanto sus agencias de Gobierno
locales como nacionales y organizaciones industriales para información adicional de seguridad y observe las normas de seguridad
locales y nacionales.
Abajo una lista de algunas de estas agencias en los Estados Unidos
de Norte América:
Seguridad Ocupacional y Administración de salud (OSHA)
www.osha.gov
Departamento Nacional contra Incendios (NFPA)
www.nfpa.org
El Paquete de Entrenamiento de Seguridad para la
Fundición por Inducción
El trabajar con metal fundido siempre ha sido un trabajo peligroso. En el pasado, el calor, el ruido y los humos producidos por
los hornos de combustión constantemente les recordaban a los
trabajadores de los riesgos del taller de fundición, pero hoy en día
los hornos de inducción de alta eficiencia han mejorado las condiciones de trabajo, creando mejores ambientes de trabajo, con menos calor, más limpios y generalmente lugares de trabajo menos
hóstiles. Sin embargo, estos nuevos equipos no han eliminado el
peligro inherente al trabajar cerca del metal fundido.
El objetivo de esta guía y el paquete de entrenamiento de seguridad para la fundición por inducción descrito a continuación, es el
alertar a todos los trabajadores de la fundición para que estén conscientes de las precauciones de salvamento que siempre se deben
de tomar cuando se trabaje cerca de metal fundido.
Sociedad Americana de Fundiciones (AFS)
www.afsinc.org
Los hornos de inducción hacen que las fundiciones hoy en día
sean más seguras y más productivas que en tiempos pasados.
Instituto Nacional Americano (ANSI)
www.ansi.org
Desafortunadamente muchas de las muertes y lesiones que han
ocurrido pudieron haber sido prevenidas al observar y tomar precauciones de seguridad de sentido común.
ASTM Internacional
www.astm.org
Es por esta razón que hemos elaborado el Paquete de Entrenamiento de Seguridad para la fundición por Inducción y lo ponemos a
disposición de todas las fundiciones sin costo alguno, sin importar
que se cuenten con equipos de Inductotherm o no.
El Paquete de Entrenamiento de Seguridad para la Fundición por
Inducción consiste de las partes siguientes:
• Esta Guía de Fundamentos de Seguridad
en la Fundición por Inducción
• El Video de Fundamentos de Seguridad
en la Fundición por Inducción
• Examen y respuestas del Paquete de Entrenamiento
de Seguridad para la Fundición por Inducción
• Boletínes y artículos relacionados con la Seguridad
El examen y sus respuestas sobre Los Fundamentos en la Seguridad en la Fundición por Inducción son suministrados a Ud., para
ser usados como parte del programa de entrenamiento.
Las preguntas están basadas en los temas cubiertos en el
“Paquete de Entrenamiento de Seguridad para la Fundición por
Inducción” y el DVD que lo acompaña.
En Inductotherm, deseamos que cada empleado y trabajador en
la fundición, ya sean dueños o supervisores estén totalmente informados de los riesgos de la seguridad asociados al trabajar con
metal fundido.
Este Paquete de Entrenamiento de Seguridad para la Fundición por
Inducción es una manera en que estamos trabajando para alcanzar
este objetivo.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Fusión por Inducción
Los hornos de combustión y los hornos de inducción producen
calor de manera totalmente diferente.
Bobina de Inducción
En un horno de combustión, el calor es creado al quemar un combustible, tal como coke, aceite o gas natural. El quemado de los
combustibles origina que la temperatura interna del horno sea
mayor que el punto de fusión del material cargado en su interior.
Esto calienta la superficie del material de carga, provocando que se
funda.
Carga Metálica
Los hornos de inducción producen un calentamiento limpio al no
quemar un combustible. Alternando la corriente eléctrica de una unidad de potencia de inducción y fluyendo esta a un horno a través de
una bobina hecha de tubo de cobre hueco.
La corriente eléctrica fluyendo en una dirección en la bobina de
inducción crea un campo electromagnético que induce un flujo de
corriente eléctrica en dirección opuesta en la carga metálica dentro
del horno, produciendo el calor que rápidamente hará que el metal
se funda.
Con inducción, usted calienta la carga directamente y no el horno.
Aunque algunas superficies del horno pueden calentarse lo suficiente como para representar el riesgo de una quemadura.
Revestimiento
Refractario para el Horno
La corriente fluyendo en una dirección en la bobina de inducción
induce un flujo de corriente en la dirección opuesta en la carga
metálica. Esta corriente calienta el metal y origina su fusión.
Configuraciones del Sistema Eléctrico de Inducción
Los hornos de inducción requieren de dos sistemas eléctricos separados; uno para el sistema de enfriamiento, el basculamiento del
horno y su instrumentación, y el otro para la potencia en la bobina
de inducción.
Una línea de alimentación del panel de distribución de la planta, típicamente suministra energía para las bombas, del sistema de enfriamiento de la bobina, de inducción, el mecanismo de basculamiento
hidráulico del horno y los sistemas de control e instrumentación.
La electricidad para la bobina de inducción es suministrada de una
línea de distribución de tres fases, alto voltaje y alto amperaje. La
complexidad del suministro de potencia conectada a la bobina de
inducción varía del tipo y uso del horno.
Un horno de canal que mantiene y vacía metal líquido puede operar
eficientemente usando frecuencia de línea suministrada por la compañía local de suministro de electricidad.
En contraste, la mayoría de los hornos sin núcleo para fundir requieren de una alimentación de energía en media o alta frecuencia.
Al incrementar la frecuencia de la corriente alterna fluyendo a través
de la bobina de inducción, se incrementa la cantidad de potencia que
puede ser aplicada a un tamaño dado de horno. Esto en resumen se
traduce en una fusión más rápida.
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Un horno sin núcleo de 10 Ton operando a 60 Hz puede fundir su
capacidad en dos horas a 275 Hz el mismo horno puede fundir las
mismas 10 Ton de carga en 26 minutos o cuatro veces más rápido.
Una ventaja adicional de una operación con frecuencias más altas es
que el horno puede ser arrancado utilizando menos chatarra densa y
puede ser vaciado completamente entre colada y colada.
Los transformadores, inversores y capacitores necesitados para
“sinterizar” la frecuencia requerida por hornos de inducción de alta
eficiencia pueden implicar un serio riesgo eléctrico.
Por esta razón, las unidades de potencia de los hornos deben de ser
gabinetes de acero cerrados con llave y equipados con sistemas de
interconexiones de seguridad.
Implicaciones de Seguridad
Por lo general, la unidad de potencia, la bobina de inducción y los
otros sistemas del horno están energizados de servicios eléctricos
múltiples.
Esto significa que los trabajadores de la fundición no pueden asumir
que la potencia hacia la bobina del horno ha sido detenida porque el
servicio haya sido interrumpido al sistema de enfriamiento del horno
o a las bombas hidráulicas. Revise la sección de “tarjeta candado”
suministrada en esta guía de seguridad.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Los Hornos de Inducción Vienen en Muchas Variedades
Hornos sin Núcleo
Horno sin Núcleo
Un horno sin núcleo no tiene inductor o núcleo, a diferencia de los
hornos de canal descritos más adelante. En su lugar, el baño entero
funciona como el área de calentamiento de inducción. La bobina de
cobre está cubierta por una capa de refractario a toda la longitud de
la misma por la parte interna del horno.
Operando una corriente eléctrica potente a través de la misma, la
bobina crea un campo magnético que penetra el refractario y rápidamente funde la carga metálica dentro del horno.
La bobina de cobre no se funde gracias al enfriamiento de agua que
fluye en su interior. Los hornos sin núcleo están disponibles en un
rango desde unas cuantas onzas hasta 100 MT. de metal ó más.
Un horno eléctrico de calentamiento directo es un tipo especial de
horno sin núcleo de alta eficiencia enfriado por aire que utiliza la inducción para calentar un crisol en lugar de la carga metálica misma.
Este horno es utilizado para fundir principalmente metales no ferrosos.
Hornos de Canal
En un horno de canal, el calentamiento por inducción se lleva a cabo
en el “canal”, un área relativamente pequeña y estrecha en la parte
baja del baño principal.
El canal pasa a través de un núcleo de acero laminado y alrededor
del ensamble de la bobina. El circuito eléctrico formado por el núcleo
y la bobina es completado cuando el canal es llenado con metal
fundido.
Horno de Canal
Bobina de Cobre
Una vez que el canal es llenando con metal fundido, la potencia puede ser aplicada a la bobina del horno. Esto produce un campo electromagnético intenso, el cual causa que la corriente eléctrica fluya
a través del conjunto para así calentar el metal fundido en el canal.
El metal más caliente saliendo de la boca del canal circula en forma
ascendente incrementando la temperatura del baño entero.
Típicamente las fundiciones utilizan los hornos de canal para mantener y distribuir el metal fundido cuando es requerido. Los hornos
de canal solo son vaciados cuando es necesario cambiarles el recubrimiento refractario.
Canal
Inductor
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Un horno de vaciado a presión es en básicamente un horno de canal
como el descrito anteriormente, el cual está cuidadosamente sellado
de tal manera que el metal se mueva hacia fuera del horno al presurizar el cuerpo superior del horno.
Los picos de recarga y vaciado se encuentran abajo del nivel de
metal y asegurar que éste salga del horno en una forma limpia, sin
escoria, para ser vaciado por medio de un canal de vaciado.
Una cámara digital de alta velocidad observa la copa de vaciado en el
molde, controlando el movimiento de una barra tapón para controlar
con precisión el flujo de metal fundido hacia el molde. Esto permite
el vaciado de 400 moldes por hora o más en una forma precisa y
sin operador.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Cuidado con los Riesgos de Inducción
Una revisión en los registros de accidentes en las fundiciones revelan
que en casi todos los casos, observando precauciones de seguridad
básicas se pudieron prevenir lesiones y daños.
La mayoría de las precauciones en talleres de fundición, tales como el
uso de protectores para los ojos y ropa no flamable, son del sentido
común.
Otras medidas de seguridad, tales como el conocer la forma de manejar
una emergencia de puenteo requiere de un conocimiento específico del
proceso de fusión por inducción.
Esta guía le ayudará a entender y manejar mejor los riesgos diarios
presentes en todas las fundiciones y muchas de las situaciones de
emergencia que pudiera encontrarse algún día.
Reportes de investigación de accidentes indican que la mayoría de
los accidentes en las fundiciones pasan debido a cualquiera de las
siguientes razones:
• La introducción de metal húmedo o mojado al metal fundido,
causando una explosión agua/metal fundido
• Falta de habilidad del empleado o trabajador antes de tomar la
temperatura, la muestra o al adicionar aleaciones, provocando con
esto salpicaduras de metal
• Al dejar caer piezas grandes de material de carga dentro del baño de
metal, provocando con esto salpicaduras de metal
• Atención inapropiada al cargarlo, puede causar condiciones de puenteo
• El no respetar mantenerse atrás de las líneas de seguridad puede
causar una situación de atrapamiento
• El tener contacto con conductores eléctricos, el hacer
caso omiso de los interruptores de seguridad o el
entrar en contacto con capacitares no descargados
totalmente, pueden causar una descarga eléctrica o la
electrocutación
• Falta de entrenamiento del operador
Esta guía se enfocará en lo que usted puede hacer para
protegerse a si mismo, y sus colaboradores de estos
riesgos y otros más.
Sin embargo esto no es un sustituto de la información
más detallada que se encuentra en los manuales del
equipo.
Los manuales del equipo deben de ser su recurso
primario de información.
El trabajar con metal fundido siempre ha sido y siempre será una ocupación peligrosa. Los trabajadores responsables en la fundición reconocen los riesgos; los
gerentes responsables minimizan los riesgos al inculcar a los trabajajdores en la fundición la importancia
del entrenamiento y la prevención de accidentes.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
El Equipo de Protección Personal (EPP)
Puede Salvar Su Vida
Si la primera línea de defensa de los trabajadores de la fundición,
contra lesiones o muerte es un equipo de seguridad y entrenamiento, que habilite una operación apropiada, ambas bajo condiciones de
rutina y de emergencia, la línea final de defensa del trabajador es su
Equipo de Protección Personal (EPP).
Usando el Equipo de Protección Personal (EPP) apropiado puede
significar la diferencia de salir ileso de una catástrofe en la fundición
o ser lesionado o muerto.
El Equipo de Protección Personal (EPP) proteje a los trabajadores
en el taller de fundición tanto de salpicaduras de metal como de la
radiación de calor.
Varias organizaciones han establecido estándares nacionales, procedimientos para el uso del equipo de protección en la industria de
vaciado de metal. Estas organizaciones tienden al acuerdo de tipos
básicos de equipo personal para proveer a los trabajadores con una
protección total a la exposición de metal fundido.
Muchos fabricantes y distribuidores de equipo de protección perfeccionan los procedimientos de ésta industria. Dotados con los
conocimientos y los últimos avances tecnológicos en materiales y
productos de protección, pueden adaptar programas de equipos de
seguridad a las necesidades específicas de la fundición.
Existen dos tipos de equipo de protección que se usa en la fundición:
equipo de protección primario y secundario.
Equipo de Protección Primaria
Equipo de Protección Primaria es el equipo que se usa sobre el
equipo de protección secundario cuando existe una exposición significativa al calor radiante, salpicaduras de metal fundido y flama. Es
diseñado para dar la mayor protección.
El Equipo de Protección Primario debe usarse durante las actividades que incluyen, cargar, escoriado, ajustes, muestreo, moldeo,
medición de temperatura, operaciones de vaciado y colado o cuando
se esta cerca del metal fundido.
El Equipo de Protección Personal (EPP) ayuda a proteger a este
trabajador de salpicaduras de metal fundido durante el proceso de
recarga al horno.
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El Equipo de Protección Primario incluye lentes de seguridad, careta, casco, protección auditiva, abrigo, mandil, guantes, espinilleras
(cubre piernas), capa y mangas que se deben de fabricar de telas de
vidrio aluminizadas.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Para la protección de ojos y cara, los lentes de seguridad con protecciones laterales serian un requisito indispensable. Para quienes
están expuestos al metal fundido, es necesario usar una careta
además de los lentes de seguridad. Los ojos son extremadamente
susceptibles a lesiones, y la protección de los mismos es muy fácil
de proveer.
Para proteger la cabeza de objetos que caigan, choques, salpicaduras, etc., se debe usar un casco.
Protección auditiva adecuada debe de ser utilizada.
Al trabajar cerca de lugares donde hace calor, se deben de usar
guantes resistentes al calor/anti-flamables. Trabajando cerca del
metal fundido, deben usarse guantes para fundidores con extensiones más arriba de las muñecas.
Equipo de Protección Primario Típico
Escafandra
Careta
Abrigo Aluminizado
Material Resistente
a la Flama de 50”
Guantes
Aluminizados
de 14”
Espinilleras o
Cubrepiés
La Sociedad Americana de Fundidores (SAF) publica
Un procedimiento para la selección y uso del Equipo
de Protección Personal (EPP) y ropa especial
para las operaciones en la fundición
Para obtener este procedimiento puede contactar a la SAF:
Sociedad Americana de Fundidores
1695 North Penny Lane
Schaumburg, IL 60173-4555 EUA
Toll Free: 800/537-4237
Phone: 847/824-0181
Fax: 847/824-7848
Website: www.afsinc.org
Para proteger al cuerpo, brazos y piernas, ha sido recomendado por
la Sociedad Americana de Fundidores (SAF) el uso del equipo de
vidrio aluminizado, para la protección contra la radiación de calor y
salpicaduras de metal fundido.
El equipo de vidrio aluminizado, similar al que se ilustra aquí reflejará alrededor del 90% del calor radiante alejándolo del cuerpo,
mientras que esparce las salpicaduras y chispas del metal fundido.
Use espinilleras para proteger las piernas.
Botas de seguridad para vaciador sin agujetas, son requeridas para
la protección de los pies contra la exposición a compuestos fundidos. Estas pueden quitarse rápidamente si el metal fundido llegara
a entrar en las mismas.
Zapatos con protección para el empeine protegen la parte superior
del pie. Si utiliza botas con agujetas, éstas deben protegerse con
espinilleras, especialmente cerca de la parte superior donde existe
el peligro de que entre el metal fundido.
La SAF clasifica las prendas según los tipos de metal. Al fundir metales ferrosos y otros metales a muy altas temperaturas, aconsejan
ropa que ha pasado por tratamiento a base de fosfuros.
Sin embargo, para resistir la adherencia de salpicaduras de metal de
fusiones a bajas temperaturas, tales como el aluminio, Galvalume®,
zinc, etc., estos vendedores recomiendan prendas sin tratamiento
de fosfuros.
Los visitantes también deben usar Equipo de Protección Personal
(EPP) adecuado durante todo el tiempo que estén en el área de
fusión, independientemente de la duración de su visita en el área.
Botas de
Seguridad
sin Agujetas
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Equipo de Protección Secundario
El Equipo de Protección Secundario se usa en áreas donde hay
menos riesgo y se usa para prevenir que la ropa normal se incendie
y se queme.
Los overoles resistentes a la flama serÍan un ejemplo de ropa de
protección personal secundario. La ropa de protección secundaria
ayudará en gran parte a reducir las quemaduras.
En muchos casos, quemaduras serias y fatalidades han ocurrido
porque la ropa ordinaria se incendio a raíz de una pequeña chispa o
salpicadura, no por quemaduras causadas directamente por el metal
fundido.
Junto con el equipo de protección secundario se debe usar ropa
interior y calcetines de fibras naturales.
Algunas fibras sintéticas se derriten o se incendian aumentando el
riesgo de quemaduras. SAF recomienda el uso de ropa interior lavable, y resistente al fuego.
Ciertamente las fundiciones son lugares calientes y el Equipo de
Protección Personal (EPP) adiciona el problema del agotamiento,
debido al calor, pero el equipo puede salvar su vida.
Los metales y sus aleaciones de menor temperatura, tales como el
aluminio, Galvalume®, estaño, plomo, Galfán®, zinc, cobre, y aleaciones de cobre, etc., se adhieren a la piel expuesta, produciendo
quemaduras severas y posibles desfiguraciones. Si la cantidad de
metal es mucha, las quemaduras pueden ser mortales.
Usar el Equipo de Protección Personal (EPP) incluyendo lentes de
seguridad, protección auditiva, careta, protección para la cabeza y
cuerpo, además de pies y manos, la seguridad es muy importante
cuando se trabaja cerca de metales fundidos, sin importar la temperatura de fusion.
Los profesionales de la seguridad advierten que no toda la ropa de
protección suministra la misma protección contra todos los metales. Por ejemplo, reportan que el aluminio fundido se adhiere a
unas telas y a otras no.
Igualmente, algunos tipos de telas aluminizadas se incendian al ser
salpicadas con aluminio fundido y otras no. Recomiendan que se
efectúen pruebas de salpicado para evaluar equipos nuevos de protección antes de utilizarlos.
Menor Temperatura, Mayor Riesgo
Algunos metales se funden a menor temperatura que los metales
ferrosos, sin embargo representan un peligro mayor de salpicaduras de metal para el trabajaor de la fundición.
Aunque el aluminio fundido se vea menos peligroso, en algunos
aspectos es aun más peligroso que los metales de altas temperaturas y deberá tratarse como tal.
Cuando esta ropa normal se quemó con aluminio fundido, el trabajador sufrió fatales quemaduras. La ropa anti-flamable le puede
salvar la vida.
Galvalume es una marca registrada de BIEC International, Inc. Galfan es una marca registrada de International Lead Zinc Research Organization, Inc.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Mascarillas y Respiradores
Tres Claves para la Seguridad Personal
Existen tres formas principales de proteger a las personas de
los peligros del metal fundido. Estas son la distancia, barreras de
protección y el Equipo de Protección Personal (EPP).
En lugares en que la calidad del aire implica peligro y el ruido una
amenaza, los profesionales en la seguridad también especifican el
uso de respiradores y dispositivos de protección auditiva. Partículas
de sílice se consideran un riesgo para la salud cuando se inhalan por
mucho tiempo.
El inhalar sin protección puede causar irritaciones severas en
el sistema respiratorio, provocando silicosis o cáncer. Por favor
refiérase a la sección de precauciones del fabricante.
Cuando se aíslan las terminaciones de una bobina o se pasa a través
de una cámara de vació, los materiales utilizados liberan gases los
cuales son considerados como peligrosos.
Asegurése de utilizar la mascarilla apropiada para cada situación.
La mayoría de las mascarillas protegen solo
contra ciertos tipos
de polvo y vapor. Por
ejemplo, respiradores
diseñados para filtrar el
gas dióxido de sulfuro
son requeridos cuando
se limpian las líneas de
nitrógeno en el horno de
vaciado presurizado usado para sostener hierro nodular.
Distancia - La distancia es una forma directa de protección. Entre
más lejos se encuentre del salpicado de metal, más seguro estará,
por eso los fabricantes promocionan aspectos como los sistemas de
carga automáticos y controles computarizados. Estos sistemas permiten a las personas que trabajan con el horno mantenerse alejadas
y aún hacer sus trabajos.
En todas las situaciones, las personas que indirectamente están
involucradas en el trabajo del horno deben mantenerse fuera del
área inmediata al horno durante las operaciones de carga, fusión
y vaciado.
Barreras de Protección - Las barreras de protección pueden proporcionar protección contra el calor y salpicaduras cuando la distancia
no es factible. Un ejemplo de una barrera sería una pantalla alrededor de una estación de vaciado en la plataforma de fundición.
Equipo de Proteccion Personal (EPP) - Utilizar el Equipo de Protección Personal (EPP), más sin embargo es el paso más importante
que puede tomar para la protección individual de las salpicaduras de
metal. El Equipo de Protección Personal (EPP) es su último recurso
de defensa.
Trabajar en una fundición con metal fundido es un asunto serio e
involucra muchos peligros. Pueden ocurrir desde lesiones leves
hasta fatales, pero estar consciente de los peligros y seguir los
pasos apropiados para mantenernos a salvo, puede reducir los
riesgos diarios asociados con nuestro trabajo.
Respiradores apropiados deben de ser utilizados cuando se retiren o
instalen revestimientos refractarios o en donde prevalezca el polvo.
Consulte a su proveedor de refractarios para determinar el tipo de
respirador más apropiado para su aplicación.
Las siguientes publicaciones mencionan los procedimientos
para trabajar apropiadamente con sílice y materiales que contengan sílice:
Guía para Trabajar en Forma Segura con Sílice
www.cdc.gov/niosh/pdfs/silicax.pdf
Efectos en la Salud Debidos a Exposición Ocupacional
por Sílice Cristalina Respirable
www.cdc.gov/niosh/docs/2002-129/02-129a.html
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Este trabajador esta protegido por las tres claves: distancia,
barreras de protección y el Equipo de Protección Personal (EPP).
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Salpicaduras de Metal Fundido:
El Riesgo más Visible en la Fundición
Los materiales de carga húmedos representan un serio riesgo de
seguridad en todas las fundiciones. Cuando el metal fundido hace
contacto con cualquier cantidad de agua, humedad o material lubricante, el agua instantáneamente se convierte en vapor, expandiéndose a 1600 veces de su volumen original y produciendo una
explosión muy violenta. Esto ocurre sin ninguna advertencia y arroja
metal fundido y posiblemente materiales sólidos que están a muy
alta temperatura fuera del horno y pone a los trabajadores, la planta,
el horno y equipo adyacente en riesgo.
Una explosión metal fundido/agua puede ocurrir en cualquier tipo de
horno. Para un horno de inducción, los efectos posteriores pueden
ser más serios e incluyen la posibilidad de explosiones adicionales
causadas por los líquidos de rupturas en el sistema de enfriamiento
entrando en contacto con el metal fundido. No se requiere de tener
metal fundido presente en el horno para que ocurra una explosión. Las
explosiones también pueden ocurrir si tambores sellados o contenedores son cargados dentro de un horno vacío, pero caliente. En este
caso, la fuerza de la explosión puede expulsar el nuevo material cargado y será muy posible que dañe el revestimiento refractario también.
Esta imagen fue tomada de un video sobre una erupción real de un
horno, probablemente causada por chatarra humeda alimentada a
un horno.
utilizada por un número creciente de fundiciones actualmente, es el
uso de sistemas remotos de carga con secadores
Sistemas de carga remotos permiten al operador el estar alejado del
horno o estar detrás de pantallas protectoras durante el proceso de
carga. Secadores y precalentadores maximizan el retiro del agua y
la humedad antes de que la chatarra haga contacto con el baño de
metal líquido.
Recipientes Sellados
Eliminando la Chatarra Mojada
Un peligro que fácilmente se pasa por alto son los contenedores
sellados y las secciones de tubo que han sido cizalladas, dejando
cerrados sus extremos. Los contenedores usados para almacenar
combustibles líquidos o sus humos explotarán mucho antes de que
la chatarra misma se funda. El precalentamiento de materiales sellados no prevendrá este riesgo. Las latas de aerosol, los cilindros de
oxígeno, los tanques de propano y los de acetileno y los amortiguadores nunca deben ser utilizados como material de carga.
En fundiciones donde la mayor parte de la materia prima es la
chatarra, los materiales de carga húmedos deben de ser la principal
causa de preocupación.
Algunas fundiciones reducen la posibilidad de explosiones metal
fundido/agua almacenando la chatarra bajo cubierta por al menos
un día luego inspeccionando cuidadosoamente la carga en busca
de cualquier humedad residual. Una solución aún más confiable,
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
De hecho, existe el riesgo de que un contenedor sellado explote dentro del sistema de precalentamiento. La vigilancia del operador es la
única medida preventiva.
Causas Principales de Salpicaduras de Metal y
Erupciones de Hornos
Nunca debe permitirse la alimentación o introducción de materiales sellados dentro del horno o el precalentador. Las secciones de
chatarra cortadas con cicalla o los tubos en la chatarra y los contenedores sellados aparentemente vacíos pueden aparentar ser menos peligrosos, pero pueden ser igualmente riesgosos.
1. Material de carga húmedo o mojado
2. Aventando carga pesada dentro del baño de metal líquido
3. Herramientas o aditivos húmedos o mojados
4. Chatarra sellada o chatarra de rodillos vaciados por
centrifugado
Aún cuando ellos ya no contengan combustibles líquidos, el aire
dentro de ellos se puede expandir rápidamente con el calor. En casos extremos, la presión creciente será suficiente para romper las
paredes del contenedor o para que escape por uno de los extremos
antes cortados. Si esto ocurre, la fuerza de la explosión del gas puede provocar el lanzamiento de la chatarra caliente fuera del horno o
que ésta golpee las paredes del revestimiento refractario del horno,
causando un daño.
Protección Primaria contra Salpicaduras y Erupciones del Horno
Otros Riesgos
Los materiales decarga fríos, las herramientas, las lingoteras de
aluminio frías y los materiales muy fragmentados, tienen un riesgo
especial para los hornos de inducción y el personal operativo porque
pueden contener una capa delgada de humedad. En contacto con
el baño de metal líquido, la humedad se convierte en vapor, provocando salpicaduras de metal hacia fuera del horno.
Ropa apropiada de protección, además de protección facial y para
los ojos, normalmente protegerán al operador. El precalentamiento
de la carga y herramientas cargadas, ayudarán a prevenir lesiones
por salpicaduras.
En fundiciones de metales ferrosos el riesgo más grande de salpicaduras ocurre hacia el final de la fusión, cuando el trabajador de
1. Sistemas de secado y precalentamiento de chatarra
2. Sistemas de carga por control remoto
3. Equipo de Protección Personal (EPP)
4. Barreras
la fundición añade ferroaleaciones o introduce herramientas dentro
del baño de metal líquido. Las ferro aleaciones pueden absorber humedad del medio ambiente a su alrededor. Cucharas de muestreo y
palas o raquetas para el retiro de escoria colectan humedad como
una película muy delgada de condensación. El seguir las instrucciones del fabricante para almacenamiento de aleaciones y el precalentamiento de herramientas mínimiza la acumulación de humedad,
reduciendo el riesgo de salpicaduras.
En una fundición de metales no ferrosos, el salpiqueo puede estar acompañado de la introducción de lingotes dentro del baño de
metal, en el momento en que la condensación en la superficie entra
en contacto con el metal fundido. Objetos tales como lingotes, sobrantes, lingoteras, etc., deben ser colocadas dentro de un horno
vacio o sobre carga sólida aún no fundida. Cuando este tipo de objetos son adicionados al baño de metal líquido, estos deberán de ser
precalentados primero.
Siendo que es imposible eliminar toda la humedad del medio ambiente, siempre existe la posibilidad de condensación de humedad y
salpicaduras. La condensación de humedad y la absorción tienden a
incrementarse con el tiempo entre fusiones. El riesgo más grande de
salpicaduras normalmente ocurre al inicio de la semana laboral o de
cada día de trabajo o bien después de que el horno ha sido sacado
de operación para mantenimiento.
El permitir más tiempo a la colada inicial después de estos períodos
puede ayudar a reducir el riesgo potencial de salpicaduras. Durante
las vaciadas normales, una chispa puede encender ropa flamable
causando lesiones serias, si los trabajadores no estan apropiadamente protegidos.
Chatarra de Rodillos Vaciados por Centrifugado
Durante el proceso normal de vaciado, las chispas podrÍan
incendiar la ropa causando serias lesiones si los trabajadores no están protegidos apropiadamente.
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Pasos especiales tienen que tomarse al cargar un horno con chatarra de rodillos vaciados por centrifugado. Este tipo de chatarra no
deberá fundirse en hornos de inducción. El peligro se origina en la
posibilidad de que un rodillo pueda contener un núcleo interior dúctil
rodeado por una capa quebradiza.
La diferencia entre las velocidades de expansión puede causar que
el material de la superficie se separe violentamente del rodillo, dañando el equipo lesionando al personal. Si va a fundirse chatarra de
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rodillos, el peligro de la fragmentación puede minimizarse al quebrar
la chatarra antes de cargarla al horno.
conexión de agua de la ciudad que se pueda habilitar rápidamente
en caso de falla de la bomba normal.
Enfriamiento del Horno
Para aquellos que no están familiarizados con la fusión por
inducción, parecerá muy inusual el ver a un horno trabajando a
altas temperaturas y equipado con un sistema de enfriamiento que
opera al circular agua dentro de los conductores eléctricos que
llevan miles de amperes de corriente eléctrica. Sin embargo, sin un
enfriamiento continuo, los hornos de inducción no podrían operar.
La bobina del horno, la cual produce el campo electromagnético,
no está diseñada para que se caliente. A pesar de que algo de
calor es conducido del baño de metal líquido a través del recubrimiento refractario hacia la bobina, la mayor parte de la carga de
calor en la bobina es causada por la corriente fluyendo a través de
ella. Debido a esto se requiere que esté en continuo enfriamiento,
no solamente para incrementar su eficiencia eléctrica, pero para
prevenir que se llegue a fundir.
Típicamente el sistema de agua de enfriamiento es construido dentro
de la misma bobina, la cual es hecha de tubo de cobre hueco por el
cual fluye el flujo de agua de enfriamiento. El agua recoge el calor
causado por la corriente y el calor conducido por metal fundido a
través del refractario y los lleva a un intercambiador de calor para
su retiro.
Si llegase a existir una falla eléctrica o mecánica que dañáse la
bomba que circula el agua, habrá un acumulamiento de calor que
puede originar un daño al aislamiento de la bobina, un arqueo a
la misma o generación de vapor y fuga de agua. Estos factores
pueden originar una explosión mayor, la cual puede ocurrir en
minutos.
Por lo anterior, los hornos de inducción deberán de tener un
sistema de enfriamiento de respaldo, tal como una bateria con su
cargador o una bomba de agua con su propio generador o una
Agua de Enfriamiento
Tubo de Cobre de
Pared Gruesa
Los Sistemas de Agua Abiertos Requieren
de un Mantenimiento Cuidadoso
Los sistemas de inducción modernos están típicamente equipados
con sistemas de enfriamiento de agua cerrados. Los sistemas totalmente cerrados ofrecen la mejor protección contra flujos bajos de
agua causados por escamosidad o por la acumulación de contaminantes en los conductos del paso de agua. Los sistemas de agua
abiertos sin embargo, fueron comunes en sistemas de fusión construidos antes de 1980.
Para una operación segura, los sistemas de agua abiertos requieren
de una limpieza frecuente, tratamiento y mantenimiento como se
especifica en sus manuales de operación, La falta de un mantenimiento cuidadoso, la acumulación de minerales, basura, escamas
y otros contaminantes bloquean el paso del agua de enfriamiento,
provocando que los componentes en la unidad de potencia y/o el
horno se sobrecalienten.
En la unidad de potencia, este sobrecalentamiento puede provocar
la descomposición de los materiales aislantes y producir hidrógeno
flamable, metano y gases de propano. Esto puede producir una
explosión resultando en lesiones serias o incluso la muerte.
En el horno, la pérdida de flujo o la restricción de flujo del agua de
enfriamiento puede provocar el sobre calentamiento de la bobina
de cobre resultando en la falla del tubo. Esto puede producir fugas
de agua que pueden llevar a una explosión agua/metal fundido causando lesiones serias o incluso la muerte.
Debido a que el agua de enfriamiento es crucial para la operación
segura de los hornos de inducción y las unidades de potencia,
ningún sistema de inducción deberá ser operado sin las protecciones
funcionales de temperatura y flujo de agua. Estas protecciones no
deben puentearse.
Los hornos de inducción deberán tener un sistema de enfriamiento
de agua construido dentro de la bobina misma. El agua recoge el
calor causado por la corriente y el calor conducido por el metal
fundido a través del refractario y los lleva a un intercambiador de
calor para su retiro.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Situaciones de Puenteo Requieren de una
Acción de Emergencia Inmediata
Si no le presta atención inmediata a una condición de “puenteo”,
un derrame o explosión ocurrirá. Si el derrame ocurre a través del
fondo del horno, este puede provocar un incendio debajo del mismo
y en el área de las fosas, con su respectiva pérdida del sistema hidráulico, energía de control y enfriamiento de agua.
Si el metal fundido llega a la bobina del horno y el agua entra en contacto con el metal fundido, el agua instantáneamente se convertirá
en vapor con una razón de expansión de 1600 a 1.
Es importante que al cargar el horno, la carga sea alimentada
apropiadamente dentro del baño de metal fundido. Si se observa
que no baja debido a un puenteo amarre de la misma, el sobrecalentamiento en la parte baja erosionará el refractario causando que
el metal fundido penetre hacia la bobina.
Esto dará como resultado pérdida de metal, y pérdida de revestimiento refractario y representa una condición muy peligrosa. Si
el metal fundido llega a la bobina, el agua en la bobina puede causar
una explosión, causando serías lesiones o incluso la muerte.
Cuando el material cargado en la parte superior del horno no entra en contacto con el metal fundido en la parte baja del horno, la
condición conocida como “puenteo” existe.
Cuando el puenteo ocurre, el material de carga no fundido no sirve
más para modular la temperatura del baño de metal durante el ciclo de fusión. Además el espacio de aire entre el metal fundido y el
puente actua como un aislante. El metal fundido en la parte baja del
horno, bajo la aplicación de la potencia de fusión se sobrecalentará.
Este sobrecalentamiento en un horno de inducción ocurrirá muy
rápido e incrementará la temperatura del baño de metal líquido
arriba de la temperatura máxima de operación del refractario.
Por otro lado, la agitación excesiva en el fondo del horno debido
a la masa pequeña de metal, y a la alta densidad de potencia, se
combinará con la alta temperatura en el metal causando una rápida
erosión del refractario o la posible falla completa del mismo.
En el Caso de un Puenteo
Si el agua se mete debajo del metal fundido, esta expansión instántanea producirá una explosión, la cual puede causar serias lesiones
o la muerte y daños severos al equipo.
Asegurése de mantener el área de la fosa de emergencia limpia y
seca, ya que está diseñada para contener metal fundido en caso de
una emergencia.
Un puenteo puede ocurrir en cualquier horno de inducción, y todos los operadores deben de estar entrenados para ser capaces de
reconocer una situación de puenteo y sus peligros. Todos los operadores deben estar entrenados sobre como resolver un problema
de puenteo.
Advertencias de la Formación de Puentes
Un puenteo se hace notar por medio de una de varias señales de
advertencia. La más clara de ellas es cuando la fusión toma un
tiempo más largo que el esperado. En lugar de incrementar más
la potencia, el operador debe de apagar la potencia y evacuar todo
el personal del área inmediatamente. Bajo ninguna circunstancia el
operador deberá incrementar la potencia.
Si se está fundiendo un metal ferroso, la reacción química que se
origina al hacer contacto con el revestimiento del horno, bajo condiciones de sobre calentamiento, produce monóxido de carbono.
Este gas se hace notar por medio de pequeñas flamas azules en o
sobre el puente. La aparición de estas flamas indican que el puente
puede estar presurizado y no debe ser abierto. En el caso de carga
no ferrosa, también ocurrirá la producción de gases, pero no existirán flamas u otra indicación visible.
Las situaciones de puenteo pueden ser minimizadas al usar un material de carga apropiado y al asegurarse que los diferentes tamaños del material de carga sean adicionados correctamente. Si ocurre un
puenteo de la carga, la potencia debe apagarse inmediatamente. Todo el personal debe ser evacuado
del área del horno hasta que pase un tiempo suficiente para permitir que el metal fundido se solidifique.
Un puenteo ocurre cuando una “tapa” se forma sobre la parte superior interna del horno, permitiendo un
acumulamiento de gases sobrecalentados en el espacio vacío bajo esta. Si una situación de puenteo se
desarrolla, la potencia debe ser apagada inmediatamente.
El espacio vacío separando el metal fundido del puente del material de carga sólido, actúa como un
aislante.
El metal fundido se sobrecalentará y la temperatura aumentará rápidamente.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Las Fosas de Emergencia Pueden Prevenir
que se Vea Rodeado de Metal Fundido
Totalmente Secas - Las fosas de emergencia deben mantenerse
totalmente secas todo el tiempo. Esto requiere de una vigilancia cuidadosa, ya que estas fosas están bajo el nivel del piso y pueden captar
agua de goteras, operaciones de limpieza o filtraciones del subsuelo.
Una fosa húmeda o mojada es una bomba esperando explotar! Solamente una fosa de emergencia seca puede contener en una forma
segura un derrame de metal o el vaciado de emergencia de un horno. Ningún horno debe ser operado si su fosa de emergencia esta
húmedo o mojado.
Los hornos de fusión por inducción solamente deberán operarse
con fosas de emergencia adecuadas, que tengan un mantenimiento
adecuado y que estén secas. Estas fosas, a menudo llamadas fosas
para derrames, están localizadas debajo, y al frente de los hornos de
inducción. Sirven para contener cualquier metal fundido derramado
como resultado de un accidente o bien por un vaciado de emergencia en el horno.
Sin fosas de emergencia adecuadas, la salida libre de metal fluyendo
en el piso de la fundición, pondrá en serio peligro a los trabajadores,
además de dañar el equipo, estructuras y también podrá producir
incendios devastadores y explosiones.
Para cumplir con el trabajo para el cual fueron diseñadas, las fosas
de emergencia necesitan cumplir los estandares siguientes:
Capacidad Adecuada - Debe de existir una fosa de emergencia por
cada horno, capaz de contener el 150% de la capacidad total del
horno. Esta capacidad dará espacio en la fosa para acumular las
inevitables derrames o salpicaduras de metal durante una operación
normal de vaciado.
Construccion Apropiada - Las fosas de emergencia deben de ser
diseñadas y construidas por profesionales calificados que tengan
experiencia en diseño de fundiciones y conocimiento sobre sus
instalaciones. Las fosas deben de ser construidas de concreto y
recubiertas con ladrillo refractario.
El área inmediatamente bajo el horno necesita contar con un declive
para dirigir el metal derramado lejos del horno y hacia el pozo más
profundo. El área directamente en frente del horno debe estar cubierta con una rejilla de acero.
Tambores de acero abiertos colocados sobre arena de moldeo, con
la parte baja en posición invertida dentro de la fosa ayudarán a contener el metal que se derrame, ya que éste será removido y vuelto
a cargar de una manera fácil. Con estos tambores, el metal fundido
fluyendo sobre la arena, fundirá las bases de los tambores invertidos
y se llenarán.
Algunos hornos muy pequeños tales como el Mini-Melt™, el rollover
y pequeños Dura-Line® también requieren de fosas de emergencia,
pero debido a la pequeña cantidad de metal fundido en estos hornos, estas fosas pueden ser estructuras superficialmente montadas
que puedan contener el 150% de la capacidad del horno en caso de
un derrame.
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Sistema de Desviación de Agua - Un sistema de desviación de agua,
colocado en la fosa de emergencia durante su construcción o adicionado más tarde, puede ayudar a mantener la fosa seca. Para este
sistema, un canal de aluminio o una canaleta es colocada en la parte
superior de la fosa directamente al final de la zona inclinada abajo del
piso del horno, antes de bajar a la fosa. Este canal recogerá el agua o
líquidos que caen por el plano inclinado antes de que caigan a la fosa
y los desviará lejos de la misma a un colector especial para líquidos.
Atención al Mantenimiento - Como con cualquier sistema clave
de seguridad, las fosas de emergencia deben ser revisadas diariamente. Deben mantenerse libres de basura y materiales flamables.
Las cubiertas deben mantenerse libres de escoria y de cualquier otro
material que pudiera bloquearla, interfiriendo con el paso del metal
fundido. El metal de derrames menores deberá ser eliminado regularmente de las fosas para asegurar la capacidad adecuada en todo
momento.
Si la fosa de emergencia tiene el tamaño correcto, esta seca y libre
de basura se puede operar el horno con confianza, sabiendo que se
puede vaciar metal fundido de manera segura, del horno a la fosa.
Canal de Aluminio para la Desviación de Agua
Horno Montado
Arriba de la Fosa
Contenedores
Colocados en
Arena para
Juntar el Metal
Derramado
Plano
Inclinado
Abajo del
Horno
Fosa Interior
Inclinada con
Tubo de Desagüe
para Eliminar Acumulaciones de Agua
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ss furnace.cdr
Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Sistemas de Detección de Fuga a Tierra
conectada a varios alambres extendidos a través del refractario y
hacen contacto con el baño de metal fundido o un crisol conductivo.
Este sistema sirve para aterrizar eléctricamente el baño de metal
fundido.
En algunos hornos pequeños con crisol fijo, no conductivo, en los
cuales el baño prácticamente no puede ser aterrizado, los alambres
del detector toman la forma de una jaula que se coloca entre la bobina y el crisol. Esta jaula de alambre sirve para aterrizar el baño si el
metal penetra a través del crisol.
El detector de tierra es un dispositivo de seguridad primario. Nunca
opere la unidad con un sistema
de detección de tierra que no funcione. Muchos factores (condiciones del revestimiento, etc.)
influyen en la operación y la velocidad de operación del detector de
fugas. Si se sospecha de una fuga
en cualquier momento detenga la
El metal fundido puede
operación, evacúe a todo el perpenetrar a través de grietas
sonal del área y vacíe el horno.
desgastando o dañando el
El sistema de detección de fuga y refractario y llegando a hacer
tierra para ser usado con la mayo- contacto con la bobina.
ría de los hornos de inducción sin
núcleo y las unidades de potencia es crucial para una operación segura de fusión y sostenimiento. El sistema, el cual incluye un módulo
detector de tierra asociado con la unidad de potencia y una terminal
de fuga a tierra, localizada en el horno (con la excepción de hornos
con crisol removible), está diseñado para suministrar una protección importante contra choques eléctricos y advertir de penetraciones de metal hacia la bobina una condición extremadamente peligrosa que puede provocar una erupción en el horno o una explosión.
Ambas configuraciones de detección de fuga dan protección contra
descarga a los trabajadores de la plataforma de fundición asegurando que no exista un potencial de voltaje en el baño de metal. Si el
metal fundido tocara la bobina, la terminal de fuga a tierra conducirá
la corriente de la bobina a tierra.
Esta será detectada por el modulo del detector de fuga y la energía
se apagará para evitar un arqueamiento en la bobina. Igualmente
evita que el alto voltaje sea llevado por el metal fundido o la carga
del horno.
Terminal de Fuga a Tierra en un
Crisol no Conductivo
Tapa Superior
Crisol no Conductivo
Jaula de Alambre de
Fuga a Tierra
Bobina
El Detector de Fuga a Tierra es Clave para la Protección
Refractario
La clave de esta protección en hornos con recubrimientos apisonables en seco o con crisoles conductivos es la terminal de fuga a
tierra en el fondo del horno. Este se compone de una tierra eléctrica
Alambre a Tierra
Terminal de Fuga a Tierra
en un Horno Casco de Acero
Secciones
de las Bobinas
de Enfriamiento
Superior e Inferior
Las
Terminales
deben Estar en
Contacto con la
Carga o Crisol
Fondo del
Casco del Horno
Alambre a Tierra
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Fondo del baño de Metal Fundido
o Crisol Conductivo
Bloque Empujador
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El alto voltaje causaría descargas eléctricas serias y hasta fatales al
operador si él o ella entran en contacto conductivo con el baño.
Las secciones de enfriamiento de la bobinas inferior y superior del
horno tipo casco de acero sirven para mantener uniforme la temperatura del refractario en todo el horno para maximizar la vida del
revestimiento.
En los hornos tipo casco de acero de Inductotherm, estas secciones
de enfriamiento están eléctricamente aisladas de la bobina activa,
principalmente para aislar la bobina activa de una fuga a tierra en
la parte superior e inferior del horno. Si una penetración de metal
toca la bobina de enfriamiento, el metal simplemente se solidificará.
El sistema del detector de fuga y tierra puede sensar la penetración
del metal a las secciones de enfriamiento mientras mantiene el aislamiento de CA de estas secciones de enfriamiento de la bobina activa. Esta innovación en el arreglo incorpora un dispositivo simple en
todos los hornos nuevos del tipo casco de acero al poner un voltaje
bajo de CD en las bobinas de enfriamiento superior e inferior.
Con este voltaje una cuña de metal tocando la sección de enfriamiento disparara al detector de fuga y tierra, apagando la potencia
al horno y alertando al operador del problema. Y siendo que el voltaje en la bobina de enfriamiento es bajo, la falla solo generará una
corriente extremadamente baja de hasta 150 miliamperes.
A diferencia de otros sistemas los cuales conectan directamente sus
bobinas de las secciones de enfriamiento a la bobina activa para
proveer protección del detector de falla a tierra, esta baja corriente
no representa un riesgo para la bobina. Esto evita el peligro de una
falla mayor al perforarse el tubo de las bobinas de enfriamiento.
Su horno sin núcleo no deberá ser operado sin el detector de tierra
y la terminal de fuga a tierra. La terminal de fuga a tierra puede no
ser requerida en crisoles removibles y en algunos hornos de vacío
especiales.
El dispositivo portátil verifica la integridad del sistema del detector
de fuga y tierra del horno. Nota, utilice el Equipo de Protección
Personal (EPP).
Como una precaución normal de seguridad, la energía al horno deberá estar apagada durante el retiro de escoria, muestreo y medición
de temperatura.
Mantenimiento del Sistema
El Módulo Detector de Tierra Apaga la Energía
Las terminales de fuga a tierra trabajan en conjunto con el modulo
detector de tierra que está montado dentro o externo de la unidad de
potencia. Los circuitos eléctricos en el modulo del detector de tierra
monitorean continuamente la integridad eléctrica de los sistemas.
Este modulo corta la energía al horno si una tierra inapropiada es
detectada en la unidad de potencia, barras o bobina de inducción.
Esto es de vital importancia para la seguridad del horno.
Si el revestimiento refractario del horno o el crisol se agrietan o alguna otra falla y una porción del baño de metal fundido hace contacto
con la bobina energizada del horno, la bobina se podría arquear y
fracturarse. Esto permitiría que el agua entre al baño, causando la
erupción de metal o explosión. Ambas partes del sistema, la terminal de fuga a tierra y el detector de tierra, deben funcionar correctamente para operaciones de fusión seguras.
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Para mantener funcionando apropiadamente las terminales del detector de fugas a tierra en un horno con revestimiento apisonable,
deberá cuidar durante la instalación del recubrimiento que los alambres de la terminal de fugas a tierra estén en contacto con la forma
del revestimiento.
Es esencial que los alambres del sistema de detección de fuga a
tierra queden al descubierto, permitiendo el contacto con la carga
del horno. Si los alambres están muy cortos, piezas de alambre de
acero inoxidable 304 deberán soldarse a los existentes para extenderlos hasta el material de carga o estar en contacto con el crisol
conductivo.
Es importante revisar la terminal de fugas y tierra de su horno diariamente, especialmente en hornos con recubrimiento apisonable y
hornos con crisol conductivo. Las terminales pueden ser cubiertas
durante el cambio inapropiado del revestimiento del horno, pueden
fundirse, pueden ser aisladas por la escoria, o ser inhabilitadas de
otra forma para suministrar una tierra eléctrica consistente.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Esta revisión puede efectuarse con el dispositivo de prueba de fuga
y tierra de Inductotherm, fácil de usar, dispositivo de mano para
verificar la conexión a tierra del horno. Puede usarse con cualquier
sistema equipado con terminal de fuga y tierra.
primordialmente crítica la revisión frecuente de los alambres de
la terminal. Localizados en el piso del horno estos pueden ser
fácilmente cubiertos durante la instalación del revestimiento,
cubiertos con escoria, fundidos o dañados de otra forma.
El no cerciorarse que los alambres de la terminal de fuga y tierra proporcionen una tierra consistente resultará en la perdida de
protección al operador y al horno proporcionada por el sistema del
detector de fuga y tierra
Detector Independiente de Fuga de Metal Fundido
El circuito detector de tierra de su sistema de fusión debe revisarse
diariamente. Normalmente en un sistema, esto se realiza oprimiendo
el botón de prueba (test) en el detector, el cual brevemente simulará
una falla real en el sistema. Revise el manual de la unidad de potencia para el uso apropiado del botón de prueba.
Debido a las funciones de vital importancia que tienen los sistemas
de detección de fuga y tierra en los hornos de fusión y sostenimiento
por inducción sin núcleo, su horno no debe operarse sin un sistema
de detección de fuga y tierra totalmente funcional.
En caso de un disparo de falla a tierra, todo el personal de la
plataforma de fusión alrededor del horno deberá de retirarse
inmediatamente. Esto reducirá el riesgo de lesiones al personal si
ocurriera una erupción de metal fundido.
Si después de un tiempo razonable no hay indicaciones de una
inminente erupción, tales como sonidos extraños, vibraciones, etc.,
solo el personal autorizado de mantenimiento usando el Equipo
de Protección Personal (EPP) apropiado, puede con precaución
localizar la causa del disparo de falla a tierra.
Deberá considerarse la capacidad del horno para determinar un
periodo de tiempo razonable. Si existe duda, mantenga a todo el
personal alejado del horno hasta que la carga de metal se solidifique.
Un detector independiente de fuga de metal fundido puede ser utilizado en ciertas aplicaciones para detectar la presencia de metal
fundido cerca de la bobina. El sistema incluye paneles con malla
interconectada que están colocados en el revestimiento de la bobina cubriendo el diámetro interno (D.I.) de la bobina del horno. Un
procedimiento similar es también utilizado para extender la detección de fuga de metal fundido que incluye el piso del horno. En el
caso de que el metal fundido haga contacto con los paneles, sonará
una alarma. Un sistema detector de fuga de metal fundido independiente, no es un substituto para el sistema detector de fuga y tierra.
En cumplimiento con los requerimientos NEC 2002 (665.5), todas
las unidades de potencia embarcadas después del 1 de enero de
2002, deberán incorporar el detector de fuga y tierra (DFT), las unidades no estarán equipadas con el botón de desconectar terminal en
el circuito del (DFT). Las terminales del detector de fuga y tierra del
horno deberán ser solidamente alambrados a la terminal de tierra del
horno más cercana.
Es responsabilidad del usuario asegurarse que la tierra del horno
está conectada y asegurada al sistema aprobado de tierra y el baño
de metal está aterrizado a través de las terminales de tierra en todo
momento.
No deberá operar el equipo si la carga de metal o el baño fundido
en el horno no esta aterrizada a través de los alambres a tierra de la
terminal. El no asegurarse que los alambres de la terminal de tierra
estén en contacto con la carga o el baño de metal fundido podría
originar un alto voltaje en el baño durante la operación. Esto podría
causar serias lesiones o muerte por una descarga eléctrica o una
erupción de metal fundido.
Verificar la integridad de las terminales requiere que los trabajadores
tomen mediciones usando instrumentos especiales. En hornos con
revestimiento apisonable y hornos con crisoles conductivos, es
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Inspección de Componentes Mecánicos
mientos y daños. Reemplace todas las mangueras desgastadas,
agrietadas o dañadas antes de restablecer el equipo. Una fuga de
fluido hidráulico puede originar ya sea un incendio o una situación
riesgosa de resbalón.
Mangueras de Agua - Las mangueras de agua deben ser revisadas
por posibles desgastes, agrietamientos y daños. Reemplace todas
las mangueras desgastadas, agrietadas o dañadas y las abrazaderas
antes de restablecer el equipo.
Baleros - Los baleros y las uniones de giro deben de ser inspeccionadas por posibles desgastes excesivos. Los baleros desgastados
pueden ocasionar desalineación en las estructuras, resultando en
amarre y una carga en exceso en la estructura superior a la cual el
equipo fue diseñado. El no reemplazar baleros desgastados oportunamente puede resultar en una operación insegura y una reparación
muy costosa debido al desgaste de los baleros.
A menos que sea solicitado específicamente, no haga pruebas en el
equipo con la energía eléctrica aplicada.
Los siguientes componentes deben ser inspeccionados durante
cada cambio de refractario o cada dos años, lo que ocurra primero.
Algunos componentes podrían requerir de inspecciones más frecuentes, y estos puntos son indicados en los manuales específicos
del equipo. Bajo ninguna circunstancia las siguientes inspecciones
deberán realizarse si el equipo contiene metal fundido.
Estructura y Soldadura - La estructura del horno y el equipo auxiliar
tal como transportadores, ollas de carga y mecanismos de expulsión de refractario, etc., necesitan ser inspeccionados para cualquier
señal de daños. Esto incluye deformaciones, agrietamientos, corrosión excesiva y daños por calentamiento excesivo. Todas las soldaduras deberán ser visualmente inspeccionadas para señales de
falla. El equipo no debe ser utilizado si cualquiera de los componentes estructurales o soldaduras están dañados.
Cables de Potencia Enfriados por Agua - Los cables de potencia enfriados por agua deberán ser revisados por posibles daños y fugas.
La manguera deberá ser revisada por posibles grietas debido a su
tiempo de uso y deterioro por calor. Reemplace todos los cables de
potencia enfriados por agua que presenten daños o fugas antes de
rearrancar el equipo. Las protecciones o aislamientos usados para
proteger al personal de la terminal de un cable expuesto deberá estar
en su lugar y en buenas condiciones.
Barreras Protectoras - Todas las barreras protectoras, tales como
las utilizadas para proteger al operador de fundición del calor,
cubiertas de barras conectoras, corazas contra salpicaduras en los
cilindros hidráulicos, etc., deben ser inspeccionados con regularidad para asegurarse que no tengan daño o que su función no este
comprometida en ningún aspecto. Repárense o reemplacence en
caso necesario.
Tornillería - Todos los birlos y tornillos deben de ser revisados en
cuanto a su apriete de acuerdo a las específicaciones de torque indicadas en los manuales del equipo. Los birlos y tornillos también
deben ser inspeccionados buscando señales de daño, incluyendo
corrosión excesiva.
Reemplazar todos los birlos o tornillos y rondanas que muestren
cualquier señal de falla, incluyendo corrosión excesiva, antes de
restablecer el equipo. Los birlos y tornillos solamente deben de ser
reemplazados con equivalentes en grado y material.
Hidráulicos y Neumáticos - Los componentes hidráulicos y
neumáticos, incluyendo tubería de interconexión, necesitan ser inspeccionados buscando señales de daño y fugas. Repare cualquier
fuga antes de reestablecer el equipo. Las mangueras hidráulicas y
neumáticas deberán ser checadas por posibles desgastes, agrieta-
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Seguridad del Sistema Hidráulico
El sistema hidráulico del horno suministra fuerza motriz para operar
un número de funciones incluyendo la apertura y cerramiento de la
tapa del horno, el basculamiento del horno y la expulsión rápida del
refractario.
La limpieza general a las líneas de las conexiones hidráulicas es crítica. Existe un riesgo siempre que haya calor, metal fundido o flamas
cerca del equipo hidráulico.
Si una línea o conexión se rompen, esto puede enviar un chorro de
combustible de aceite a la fuente de calor causando serias lesiones
o incluso la muerte. Por lo tanto, el sistema hidráulico debe ser inspeccionado diariamente y cualquier componente que esté fugando,
debe ser reparado o reemplazado.
Además, fluidos resistentes al fuego deben ser utilizados en los
sistemas hidráulicos de los hornos para minimizar el peligro de un
incendio.
Aviso de Seguridad del Sello de VITON
se ha encontrado que el VITON se descompone peligrosamente dentro del ácido hidrofluorídrico, si se expone a altas temperaturas.
Cuando inspeccione equipo el cual ha sido expuesto a altas temperaturas, verifique que cualquier empaque, sello u anillo “O”, no ha
sufrido descomposición. Estos podrían aparecer como quemados o
suciedad negra y pegajosa.
El equipo de operación y mantenimiento que trabajen con el equipo
de Inductotherm, deberán tomar cuidadosamente nota urgente del
riesgo de seguridad asociado con los sellos del aceite y anillos (“O”
rings) fabricados de una sustancia llamada VITON.
Los sellos de VITON son utilizados en el equipo de Inductotherm
y queremos que este consciente de los potenciales problemas los
cuales han atraído nuestra atención.
Mientras las condiciones de operación sean seguras y bajo diseño,
No deberá, bajo ninguna circunstancia, tocar ya sea los sellos o el
equipo, hasta que no estén lo suficientemente fríos y el equipo haya
sido descontaminado.
Los guantes de plástico para productos químicos desechables de
uso rudo aprobados para resistir el contacto con el ácido hidrofluorídrico, lentes de seguridad y careta deberán ser utilizados, y el área
afectada deberá ser limpiada con detergente y trapeador, los guantes
deberán ser desechados en forma segura después de ser utilizados.
No Use Partes o Refacciones
“Substitutas o No Autorizadas”
Mantenga su sistema de fusión en un nivel alto de calidad, confiable, seguro y eficiente al utilizar solamente partes de reemplazo
recomendadas y autorizadas por el fabricante original del equipo.
El no utilizar partes originales anulará la garantía del equipo y puede ocasionar fallas mayores en el equipo, resultando en daños al
equipo y/o las propiedades pudiendo llegar hasta ocasionar serias
lesiones al personal.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Seguridad Personal para Sistemas de Vaciado Automatizado
iera reaccionar con la composición química del metal. No sobre
llene los moldes.
Los sistemas de vaciado tienen una gran cantidad de partes movibles, incluyendo tapas o cubiertas, marcos posicionadores y
mecanismos de barra tapón. Estos crean riesgos de atrapamiento
si todo o parte del cuerpo del trabajador es atrapado entre el movimiento o el movimiento y maquinaria estacionaria.
Siendo que los sistemas de vaciado automatizado mantienen y vacian metal fundido, exponen a los trabajadores a la mayoría de todos
los riesgos que existen en los hornos de fusión y almacenamiento.
Dependiendo del tipo de sistema de vaciado automatizado, estos
riesgos pueden incluir quemaduras por salpicaduras de metal, por
contacto con superficies calientes, por derrames o por explosiones
metal fundido/agua. Pero también, los sistemas de vaciado automático presentan sus propios riesgos, no asociados normalmente
con las operaciones en un taller de fundición.
Los tres tipos principales de sistemas son: sistemas de canal sin
calentamiento, sistemas presurizados, y con calentamiento y sistemas de vaciado sin núcleo. Una vez más dependiendo del tipo de
sistema y el metal a ser vaciado, estos pueden incluir peligros, tales
como destellos de magnesio en los vasos presurizados y fallas de
moldes resultando en derrames de metal.
Tal atrapamiento puede causar serias lesiones o incluso la muerte.
Los trabajadores deben estar alerta de la localización y trayectorias
de movimiento de los mecanismos operativos y mantenerse alejados de esas trayectorias durante los ciclos de operación de estos
mecánicos.
Los sistemas hidráulicos también generan peligros en los sistemas
de vaciado automatizado. Por esta razón, los sistemas hidráulicos
necesitan ser inspeccionados diariamente y cualquier componente
con problemas de fuga debe ser reparado.
Operación Segura de los Sistemas de Vaciado Automatizado
Riesgos Comunes en todo Tipo de Sistemas de Vaciado Automatizado
La operación segura de los sistemas de vaciado automatizado
requie-ren de que los operadores y el personal de mantenimiento
sigan prácticas seguras, según se especifique en sus manuales del
sistema. A continuación una revisión de algunas de estas prácticas
que son claves:
• En todos los tipos de sistemas, no sobre llene el horno o el canal.
El metal fundido puede salirse del pico de vaciado o del recibidor
y causar lesiones al personal o dañar el equipo.
• En todos los tipos de sistemas, no utilice ninguna lanza de
oxígeno dentro del horno o la canal, ya que esto puede causar
derrames de metal por perforaciones hechas al refractario, con
posibles explosiones y serias lesiones.
Quemaduras por contacto con superficies calientes y materiales,
además de quemaduras causadas por salpicaduras de metal son
riesgos asociados con todo tipo de sistemas de vaciado automatizado. Estas quemaduras pueden resultar en serias lesiones o la
muerte.
No vacie metal fundido a moldes que puedan contener agua u
otros fluidos. Los moldes no deben de ser de algún tipo que pud-
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• El no respetar rigurosamente los procedimientos de limpieza
a las líneas de presión en los sistemas de vaciado por presión
usados para mantener y vaciar hierro nodular puede resultar en
acumulamiento de magnesio en las líneas. El magnesio cuando
es expuesto al oxígeno (aire), se quema y puede causar serias
lesiones o incluso la muerte. Revise los requerimientos de diarios
de limpieza del equipo indicados en la sección “Mantenimiento
Diario” del Manual de Operaciones y Mantenimiento para los hornos de vaciado a presión.
• En un horno de vaciado a presión, no presurice el horno cuando
el metal mantenido en el horno esta por debajo de nivel mínimo
requerido. Esta presurización puede ocasionar la erupción del
metal fundido a través de los sifones en los picos del horno. Esto
20
Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
puede causar severas quemaduras o la muerte del personal en
proximidad a los picos.
• En un horno de vaciado a presión, si se requiere de recalentar el
horno internamente, asegúrese de que todas las líneas neumáticas hayan sido totalmente limpiadas y checadas, y que toda el
agua, vapores de agua o humedad haya sido removida de la tubería.
Recuerde, el vapor de agua es uno de los subproductos del aceite o
gases flamables. La falta de una apropiada inspección a estas líneas
puede provocar que el agua, el vapor de agua o aire húmedo entren
al horno y dispare una erupción severa de metal el horno o una explosión en el mismo, lesionando o matando a aquellos trabajadores
en proximidad al horno.
• En un horno de vaciado a presión, no incremente la potencia en la
bobina a niveles arriba de la potencia de sostenimiento (energía
requerida para mantener la temperatura deseada del metal) o del
horno sin la debida supervisión. Si se aplica al horno potencia
que exceda la requerida para el sostenimiento, el recubrimiento
refractario puede fallar resultando en una penetración de metal a
través del mismo que puede llegar a fundir y perforar la coraza o
cuerpo de acero del horno.
Un derrame de metal representa un peligro mortal para los trabajadores en los alrededores del horno o puede resultar en una explosión metal fundido/agua que puede causar serias lesiones o incluso la muerte en una extensa área de la fundición.
• En un horno de vaciado a presión, no retire el flujo de agua del
inductor o de la bobina mientras que el metal líquido este presente en el horno o mientras que se esté aplicando potencia. El
apagar el agua de enfriamiento causará rápidamente una falla de
la bobina de potencia y puede causar una fuga de agua.
Un derrame de metal puede ocurrir con la posibilidad de que el metal
líquido entre en contacto con agua. Esta es una condición muy seria y puede causar una explosión, con lesiones de consideración o
incluso la muerte.
Los Hornos a Presión Conteniendo Hierro Nodular,
Presentan un Peligro Especial
presión y los filtros del horno. Use solamente nitrógeno seco para
sopletear las líneas de presión y los filtros.
En aplicaciones de vaciado automatizado de hierro nodular, la acumulación de magnesio en las líneas de nitrógeno del horno a presión
generan una condición muy peligrosa a menos que estas líneas sean
limpiadas diariamente. Nunca permita que estas líneas operen por
más de 24 horas entre una limpieza y otra. Estos requerimientos de
limpieza diaria son especificados en la sección de “Mantenimiento
Diario” del Manual de Mantenimiento y Operación para Hornos de
Vaciado a Presión.
Deberá usar solamente nitrógeno seco o un gas inerte para sopletear
las líneas de presión del horno y limpiar los filtros en caso de que
sean utilizados. Inevitablemente, sin embargo, cuando las líneas de
presión del horno son abiertas para limpiarlas, algo de aire entrará
en ellas, y cualquier acumulación de magnesio en las líneas puede
quemarse, produciendo una flama. Por lo tanto, Equipo de Protección Personal (EPP) para todo el cuerpo, incluyendo un respirador
que cubra toda la cara, con filtro químico, aprobado para exposiciones con gas de dióxido de sulfuro, debe ser utilizado al abrir o
limpiar las líneas de presión con nitrógeno y los filtros.
Los gases de dióxido de sulfuro puede generarse cuando el aire se
mezcla con la escoria que puede estar presente en las líneas de nitrógeno. Este gas formará un ácido base sulfuro muy peligroso al
exponerse a la humedad en el aire, a los ojos o a las vías respiratorias. Este ácido extremadamente corrosivo puede causar serias
lesiones o incluso la muerte. Un respirador diseñado para filtrar el
gas de dióxido de azufre debe ser utilizado.
Demasiada acumulación de magnesio en las líneas de presión y
en los filtros son el resultado de intervalos de tiempo muy largos
entre una limpieza y otra, pudiendo esto provocar que el magnesio
se queme al exponerse al aire durante el proceso de limpieza y pudiendo resultar esto en serias lesiones o incluso la muerte.
Siendo que el acumulamiento de magnesio se puede quemar al
exponerse al oxígeno, nunca use aire para sopletear las líneas de
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Sistemas de Carga y Precalentamiento Ayudan a
Reducir las Salpicaduras de Metal Fundido
Explosiones en un horno conteniendo metal fundido pueden resultar en graves incendios, daños a la propiedad y/o graves lesiones o
muerte al personal.
Explosiones que han sido ocasionadas por la chatarra mojada, líquidos atrapados en contenedores cerrados o parcialmente cerrados,
hielo acumulado en las cargas de chatarra hacia el horno y más
aún por contenedores de acero desechados con recubrimientos
activos.
Extreme el cuidado y asegúrese que el material cargado sea seguro
y de que no explote.
Todos los materiales cargados en el horno deberán estar completamente secos. Atados o pacas de chatarra y latas de bebidas deberán
ser secados totalmente para eliminar la humedad atrapada, antes de
ser agregados a la fusión.
Sistemas de carga, secadores, y precalentadores por gas o
aceite, secan la humedad de la superficie de la carga antes de
que entre al horno.
Sistemas de Secado y Precalentamiento
Los sistemas de secado y precalentamiento pasan la chatarra a
través de un tunel con flama por gas o aceite, calentando la chatarra y minimizando la humedad que podría causar una explosión
agua/metal fundido. Siempre siga los requisitos de seguridad local
y nacional cuando trabaje o se le de mantenimiento a equipos de
combustión.
Estos sistemas también queman el aceite, produciendo una carga
más limpia y reduciendo la energía requerida en el horno para
fundir la chatarra. Secadores de chatarra deberán ser utilizados con
cualquier horno de fusión que utilize talón de arranque y cualquier
aplicación donde la chatarra es agregada al baño de metal fundido.
El uso de sistemas de secado y precalentamiento, y sistemas de
carga remotos pueden significativamente reducir los accidentes relacionados a las operaciones del cargado del horno. Sin embargo,
esto no elimina la necesidad de utilizar el equipo de protección personal.
Muchos accidentes graves en la fundición ocurren durante el cargado del horno, cuando los trabajadores de la fundición se acercan
al baño de metal fundido.
Salpicaduras son causadas por dejar caer piezas grandes de chatarra y explosiones metal fundido/agua, causadas por chatarra mojada
o húmeda, las cuales puden reducirse con el uso de sistemas de
secado y precalentamiento y sistemas de carga operados a control
remoto.
Estos sistemas, sin embargo, no podrán eliminar líquidos atrapados, tales como aceite en contenedores. Tales materiales deberán
ser cortados y secados antes de ser utilizados.
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Sistemas de Carga
Los sistemas de carga incluyen transportadores de banda y vibratorios, ollas de carga y tolvas. Estos incrementan significativamente
la seguridad permitiendo a los hornos ser cargados remotamente,
manteniendo al trabajador alejado o detrás de las barreras de protección.
Deberá cuidarse que la carga continué alimentado al baño de fusión
apropiadamente. Si ésta se atora debido a entrelazarse o puenteo, el
sobrecalentamiento abajo puede erosionar el refractario, causando
que el metal fundido penetre a la bobina.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Esto resultaría en la pérdida del refractario, representando una
condición muy peligrosa. Si el metal fundido perfora la bobina, el
agua en la bobina puede causar una explosión, causando daños fatales.
Todos los sistemas de carga involucran equipo en movimiento que
pueden causar lesiones o muerte. Estos equipos pueden incluir carros cargadores que giran y/o se mueven a través de la plataforma
de fusión, imanes y ollas de carga transportadas por grúas viajeras
y operación de bandas transportadoras.
Deberá estar alerta a la trayectoria del movimiento del equipo, seguir y permanecer alejado de esta trayectoria durante la operación.
El ser golpeado por el equipo en movimiento puede causar lesiones
o la muerte.
Cuando un transportador giratorio u otro sistema automatizado
son utilizados para cargar un horno, el operador puede permanecer alejado y seguro o detrás de una barrera de protección.
Cuando un transportador giratorio u otro sistema automatizado son
utilizados para cargar un horno, el operador puede permanecer alejado y seguro o detrás de una barrera de protección.
Equipos en Movimiento Presentan
Riesgos de Atrapamiento
el pie de un trabajador es atrapado entre la plataforma trasera del
horno que esta descendiendo y la plataforma de trabajo.
El artículo 29 CFR 1910.23 (a) (8) de OSHA, sobre “Resguardo de
Aberturas y Agujeros en Pisos y Paredes” indica, “Cualquier agujero
en el piso en el cual una persona pueda accidentalmente caminar y
caer, deberá ser resguardado ya sea por medio de:
• Un barandal estándar con un zoclo estándar en todos los lados
expuestos o
En las fundiciones como en muchas operaciones de fabricación,
los equipos en movimiento representan riesgos de atrapamiento a
incautos. “Atrapamiento” es el término para la situación donde parte
o todo el cuerpo del trabajador ha sido alcanzado entre un equipo
en movimiento y otro objeto o estructura. Atrapamiento también
incluye situaciones donde partes del cuerpo o ropa del trabajador
han sido capturados en o equipo en movimiento.
Un atrapamiento puede resultar en lesiones o muerte. La pérdida de
una o varias partes del cuerpo es una lesión común en accidentes
de atrapamiento. Los riegos de atrapamiento en la plataforma de
fusión pueden incluir ollas de carga en movimiento transportadas
por grúas viajeras, transportadores giratorios o de desplazamiento,
bandas transportadoras, ollas de vaciado en movimiento, hornos
basculando y hornos de vaciado automatizado moviéndose.
Los hornos de inducción con basculamiento para vaciar y después
regresar a su posición normal para cargar y fundir. Mientras están en
movimiento, estos representan riesgos especiales a los trabajadores
de la fundición. Un accidente que se puede prevenir ocurre cuando
23
• Una cubierta que cubra el agujero en el piso de construcción y
rígidez apropiados.
Cuando la cubierta no este en posición, el agujero en el piso deberá
ser vigilado constantemente por alguien o deberá ser protegido por
una barandilla estándar removable.”
Un trabajador de la fundición deberá conocer la trayectoria del horno
o de otras piezas de equipo móvil el cual viajará cuando este es
puesto en movimiento y permanecer detrás de las barreras de seguridad designadas hasta que la máquina a completado su ciclo de
trabajo y regresa a su posición normal de reposo.
El atrapamiento también es un riesgo durante las operaciones de
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
mantenimiento, cuando los trabajadores deben de estar dentro de
una trayectoria del equipo en movimiento, es por eso que precauciones especiales deberán de tomarse para implementar un sistema
de candado en todas las fuentes de energía y para asegurar mecánicamente el equipo antes de empezar el trabajo de mantenimiento.
En una fundición esto es principalmente verdadero en los hornos de
fusión, sostenimiento y vaciado.
Un horno o una tapa colectora de humos cerrada los cuales pueden repentinamente e inesperadamente caer de su posición de
basculado causando lesiones o muerte.
Si tiene que realizar un trabajo en un horno basculado, el equipo
basculado debe de asegurarse en esta posición con un soporte
mecánico. Confiar solo en el hidráulico podría originar inesperadamente la caída del horno, causando lesiones o muerte a quien es
atrapado debajo.
Transportadores de carga y ollas pueden viajar a través de la
plataforma de fusión y avanzar hacia delante hacia el horno. Los
trabajadores deberán estar alertas y despejar el área para permitir
los movimientos del equipo.
Donde quiera que este trabajando en un horno o una tapa colectora
de humos cerrada cuando este está en la posición de basculado,
asegúrelo en esa posición con un soporte estructural lo suficientemente resistente para soportarlo si se pierde la presión hidráulica.
Una olla de carga transportada por una grúa viajera vacía su material de carga dentro de un carro carga.
Taller de Fundición “Lugares Reducidos”
Fosas de Emergencia de Hornos - Esto corresponde a la definición
de OSHA acerca de un “espacio reducido” bajo el código 29 CFR
1910.146 (b). También podría ser “espacios reducidos que requieran permisos” bajo el código 29 CFR 1910.146 (b).
Hornos - El volúmen de trabajo interno de un horno lo suficientemente grande para que una persona trabaje dentro de él, cae en la
definición de OSHA acerca de “espacio reducido.”
Cuando un revestimiento es retirado o instalado en estos hornos
se requiere llevar a cabo el procedimiento “espacios reducido que
requieran permisos.”
Cámaras de Vacío - Las cámaras de vacío son claramente “espacios reducidos” de acuerdo a las regulaciones de OSHA. También
pueden ser considerados como “espacios reducidos que requieran
permisos”.
Cuando se aislen las terminaciones de la bobina o se pasen a través
del interior de la cámara, los materiales utilizados (resina y catalizadores) desprenden humos los cuales son considerados como
peligrosos.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Manteniendo su Revestimiento Refractario
• Inadecuada o Inapropiada instalación del refractario
• Inadecuado o Inapropiado sinterizado del refractario
• Inadecuado o Inapropiado precalentamiento de un refractario ya
usado y frío
• Fallas en el monitoreo/registro del desgaste normal del refractario, permitiendo que este se desgaste demasiado
• La falta de un mantenimiento apropiado al horno
Revestimientos refractarios apropiados y con un buen mantenimiento, son importantes para la operación segura de todos los
hornos fundiendo metales. En los hornos de inducción, estos son
absolutamente críticos.
La física de la inducción eléctrica demanda que el revestimiento refractario entre la bobina de inducción y el baño de metal fundido
sea tan delgado como sea posible. Al mismo tiempo debe ser lo
suficientemente grueso para proteger totalmente la bobina y prevenir derrames de metal en el caso de ataques químicos por el metal
fundido, agentes químicos y choques mecánicos.
Para asegurar que el revestimiento del horno permanezca dentro de
los límites especificados por el fabricante. Se requiere un tratamiento cuidadoso del revestimiento durante la operación del horno, así
como una cuidadosa inspección y monitoreo de los procedimientos.
Sin duda alguna, las penetraciones y derrames de metal a través del
refractario están clasificadas como los accidentes más severos que
pueden ocurrir durante las operaciones de fusión y sostenimiento.
Los derrames ocurren cuando el metal fundido pasa a través del
revestimiento del horno. Si las líneas de enfriamiento, eléctricas, hidráulicas o de control son dañadas, existe un inminente peligro de
un incendio o una explosión metal líquido/agua.
La integridad del revestimiento del horno puede verse afectada por:
• La instalación de un refractario no adecuado para una aplicación
particular
Baño de
Metal
Fundido
Capa Superficial Dura de
Refractario
Sinterizado
Capa Inferior
de Refractario
en Polvo
25
Casco del
Horno
Bobina
Recubrimiento
de la Bobina
• Los efectos acumulativos o repentinos de choques físicos o
tensión mecánica
• Los efectos acumulativos o repentinos de temperaturas excesivas
o inapropiados ciclos térmicos de un revestimiento refractario
• Acumulación excesiva de escoria o dross
Cualquiera de estas situaciones puede llevar a un derrame de metal
en un horno de inducción. Por lo tanto, la atención cuidadosa al
revestimiento refractario de un horno es absolutamente crítica para
las operaciones de fusión y almacenamiento de metal.
Escogiendo el Refractario Adecuado
Los materiales refractarios constan de diversos compuestos
químicos. La mayor parte de cualquier material para revestimiento
consta de una clase de compuestos llamada óxidos. Los revestimientos refractarios usados en hornos de inducción son comúnmente
hechos de alumina, sílice, magnesio o zirconio, además de cantidades pequeñas de materiales aglutinantes.
El seleccionar el material refractario correcto para su aplicación específica de fusión o sostenimiento, es crucial. Usted debe tomar en
cuenta el metal específico que estará fundiendo, las temperaturas
que estará alcanzando, la duración de la fusión, el tiempo que estará
sosteniendo el metal fundido en el horno, cuanta agitación inductiva
se estará llevando a cabo, las adiciones o aleaciones a agregar y las
prácticas de cambio de refractario en su horno.
La mejor forma de seleccionar el refractario correcto es a través de
consultar a su vendedor de refractarios. Ellos tendrán la información
actual sobre las especificaciones y características de desempeño de
un refractario tradicional y uno nuevo.
Su vendedor de refractarios debe ser su fuente de instrucciones y
entrenamiento para la instalación y sinterizado del material refractario seleccionado.
Instalación Apropiada del Revestimiento en un Horno
Una instalación apropiada es tan importante para la operación segura de un horno como la selección del material correcto para su
aplicación.
Si el material refractario es compactado en forma inadecuada durante su instalación, los huecos o áreas de baja densidad pueden
crear puntos débiles fáciles de ser atacados por el metal fundido.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Si el crisol es fabricado con una forma que sea mal centrada, o que
durante el almacenaje o embarque haya sufrido de deformaciones,
el espesor del refractario no será uniforme. Como resultado de esto
el revestimiento podría fallar antes de finalizar de su vida esperada
en servicio.
Utilice respiradores apropiados cuando trabaje con polvos secos
y cuando instale o retire refractarios. Los respiradores deben de
ajustarse a la cara adecuadamente.
Los sistemas de automatización de fusión en las fundiciones más
avanzadas, cuentan con un control de sinterizado totalmente programable, la habilidad para programar y controlar los arranques en
frío del horno y controles computarizados para el proceso de fusión.
Con una reatroalimentación de una señal del termopar en el horno,
el control de sinterizado computarizado puede ser llevado en forma
más exacta y confiable que con un control manual.
Los sistemas de control automatizados están diseñados para asistir
a un operador altamente entrenado y experimentado en la operación
del horno y la unidad de potencia. No existe un substituto directo
del operador, atención continúa y cuidadosa al horno y la unidad de
potencia siempre deben de existir mientras que estén en operación.
Monitoreo Normal de Desgaste del Revestimiento
Es especialmente crítico que los procedimientos para el secado y
sinterizado dados por el fabricante de refractarios sea respetado
y nunca apresurado. Si no se da el suficiente tiempo para que los
agentes aglutinantes hagan su función, el revestimiento será más
susceptible a ser atacado por el metal fundido o por la escoria. La
curva de sinterizado no debe ser interrumpida por ninguna razón
una vez iniciada.
Los hornos sin núcleo en algunas ocasiones usan crisoles prefabricados para fusión de metales no ferrosos en lugar de revestimientos
apisonables. Una ventaja de los crisoles es que ellos pueden ser
fabricados con una protección vidriada. Además de reducir la oxidación del material refractario, el vidriado puede sellar pequeñas
grietas que aparecen durante la rutina de operación de fundición.
El efecto de protección del vidriado dura solamente mientras que
el mismo permanece sin daños. Si comienza a despostillarse o se
ve dañado de alguna forma durante la instalación u operaciones
subsecuentes, una grieta pequeña en lugar de auto-sellarse crecerá
y un derrame de metal podrá ocurrir.
Sistemas de Control de Sinterizado Automático
Los controles computarizados para las operaciones de fusión representan la forma tecnológica más avanzada de automatización en un
taller de fundición.
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El revestimiento refractario y los crisoles en los hornos de inducción
están sujetos a un desgaste normal como resultado de la acción
de la fusión de la chatarra sobre las paredes del horno. Esto es mayormente debido a la acción de agitación inductiva causada por la
inducción del campo electromágnetico del horno.
En teoría, el desgaste del refractario debería de ser uniforme, pero
en la práctica esto nunca ocurre. El desgaste más intenso ocurre:
• En la interfase escoria/metal
• En la unión de las paredes con el piso
• En áreas de baja densidad causadas por una pobre instalación
Al vaciar el horno, este debe ser siempre inspeccionado. Atención
especial deberá ser puesta a las áreas de mayor desgaste descritas
arriba. Todas las observaciones deberán ser siempre registradas.
Aunque son útiles, las inspecciones visuales no son siempre posibles. Las inspecciones visuales no pueden revelar todos los problemas de desgaste potenciales. Algunas áreas de desgaste críticas,
tales como el canal de un inductor en un horno de canal o de vaciado
a presión, permanecen cubiertas con metal fundido entre cambios
de refractario. La presencia de un área de refractario con baja densidad puede igualmente escaparse a la vista durante una inspección
visual. Estas limitaciones hacen que los programas de monitoreo de
desgaste de revestimientos refractarios sea esencial.
Mediciones directas del diámetro interior del horno proporcionan
excelente información acerca de las condiciones del revestimiento.
26
Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Un gráfico con una línea base debe ser hecho después de cada
revestimiento. Mediciones subsecuentes mostrarán una velocidad
precisa de desgaste del refractario o un cerramiento por escoria. Determinando la velocidad a la cual un material refractario se erosiona,
nos será posible programar el cambio de revestimiento antes de que
ocurra un desgaste peligroso.
quebradizos y muy débiles bajo tensión. Los materiales de carga
densos siempre deben ser cargados con mucho cuidado dentro del
horno. En caso de que estos sean “aventados” asegúrese de tener
material adecuado dentro del horno para amortiguar su impacto. La
carga también necesita ser apropiadamente centrada para prevenir
un daño prematuro a las paredes.
Algunas señales de advertencia del desgaste del revestimiento son:
El estrés mecánico causado por las diferentes velocidades de expansión térmica de la carga y el material refractario pueden ser evitadas
al asegurarse que el metal no se atore dentro del horno. Excepto
cuando es hecho por razones de seguridad, como por ejemplo en
un problema de puenteo, nunca debe permitirse que la fusión se solidifique en el horno. En el caso de una falla prolongada, una pérdida
del sistema de enfriamiento, u otro paro prolongado en el horno, el
horno deberá ser vaciado totalmente.
• En una unidad de potencia de frecuencia fija, un incremento en
el número de capacitores requeridos para mantener el factor de
potencia unitario, puede indicar un desgaste en el revestimiento
refractario.
• En una unidad de potencia de frecuencia variable, el operador al
límite de frecuencia puede ser una indicación de un desgaste del
revestimiento.
Aún cuando pueden ser útiles, los cambios en las características
eléctricas nunca deben ser utilizadas como un substituto de las
mediciones físicas y las observaciones en el revestimiento mismo.
Un sistema de detección de desgaste del revestimiento con lo último
en tecnología, el cual gráfica las condiciones del revestimiento en
una pantalla (i.e. Savewat o equivalente), pueden ser utilizados.
Dos instrumentos comercialmente disponibles pueden ser utilizados para suministrar lecturas de temperatura localizadas. Un termómetro de contacto magnético, pegado a la coraza del horno o a
un horno de canal indicará un desgaste del recubrimiento al revelar
la posición de un punto caliente. Termómetros de rayos infrarrojos
hacen posible una medición a distancia de la temperatura a observar
el horno a través de la mirilla indicadora o una conexión a cámara
de video.
Independientemente del instrumento utilizado para monitorear el
desgaste del revestimiento, es esencial el desarrollar y seguir un
procedimiento estandarizado. Consulte su vendedor de refractarios
para información y entrenamiento relacionados sobre como monitorear las condiciones de su revestimiento.
Un registro de datos adecuados y graficados, ayudará a asegurar
una máxima utilización del horno entre revestimientos, al mismo
tiempo que minimizará el riesgo de utilizar un horno con un revestimiento peligrosamente delgado.
Choque Físico y Estrés Mecánico
La suma de efectos acumulativos de choques físicos y estrés
mecánico puede conducir a una falla del material refractario. La
mayoría de los materiales refractarios tienden a ser relativamente
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Temperaturas Excesivas y Choque Térmico
Los fabricantes de refractarios toman en consideración las temperaturas extremas al formular sus productos. Por esta razón es importante que los materiales refractarios sean utilizados solamente en
aplicaciones que correspondan a rangos de temperatura especificados para el producto.
Ya sea que las condiciones actúales del horno calienten o enfrien
el revestimiento fuera de su rango especificado, el resultado del
choque térmico puede dañar la integridad del revestimiento. Agrietamiento y despostillamiento pueden ser señales prematuras de
choque térmico y potencialmente un serio derrame de metal.
El choque térmico también puede ser causado por un calentamiento
excesivo o un enfriamiento inapropiado. La mejor forma de evitar un
sobrecalentamiento es monitoreando el baño de metal y tomando
una lectura de temperatura cuando la carga empiece a fundir.
Un sobrecalentamiento excesivo del baño de metal debe de ser
evitado. Un monitoreo cuidadoso es esencial. Temperaturas por
arriba de lo especificado para cada refractario, pueden reblandecerlo, causando así una rápida erosión, lo que puede llevar a una
falla catastrófica.
Las altas velocidades de calentamiento de un horno de inducción sin
núcleo de media frecuencia facilitan su rápido sobre calentamiento.
Sin embargo, el control de temperatura es también necesario debido
a que el revestimiento en el inductor tiende a ser más delgado. En
todo tipo de horno de inducción, el contador de kilowatt hora, dispositivos de tiempo y sistemas de control computarizado pueden
ayudar a prevenir accidentes por sobre calentamiento.
Cuando se trabaje con un horno de sostenimiento frío, asegurése
de que este sea precalentado apropiadamente de acuerdo a las
especificaciones del fabricante de refractario antes de llenarlo con
metal fundido.
En el caso de fundir material de carga frío, reduzca la velocidad del
calentamiento inicial hasta que el revestimiento este completamente
expandido, esto minimizará el riesgo de choque térmico al enfriar
un horno.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
El calentamiento gradual de la carga permite que las grietas en el
refractario sellen antes de que el metal fundido pueda penetrar en
ellas. Cuando enfrie un horno después de una campaña de fusión,
siga las recomendaciones del fabricante de refractarios.
Un daño térmico al refractario también puede resultar de un sobrellenado en un horno sin núcleo. Si el nivel del metal fundido en el
horno está por arriba de la espira de enfriamiento superior en la
bobina, el material refractario en la parte superior del horno no se
estará enfriando y estará expuesto a un estrés térmico que puede
provocar que falle.
Automatización para el Retiro de Escoria
El proceso manual para retirar la escoria en un horno muy grande,
es una operación que consume mucho tiempo, y es de gran
trabajo. También expone al operador del horno a altos niveles de
calor radiante y esfuerzo físico.
Cuando los espacios de altura lo permitan, el retiro de escoria puede
llevarse acabo utilizando una herramienta tipo almeja operada de la
grúa viajera.
El sobrellenado también puede causar penetración de metal entre el
revestimiento de trabajo del refractario y el material refractario de
sello en la parte superior del horno. Cualquiera de estas situaciones
puede llevar a un derrame de metal, y posiblemente a una explosión
agua/metal fundido. Serias lesiones o incluso la muerte pueden
resultar de esto.
Manejando Adecuadamente la Escoria o el Dross
La escoria o el dross son subproductos inevitables en la fusión de
metales. La escoria se forma de la suciedad, óxidos y arena de la
carga y la erosión del material refractario del revestimiento del horno
y sube a la superficie del baño de metal.
El dross se crea cuando se forman óxidos durante la fusión de
metales no ferrosos tales como aluminio, zinc, Galvalume®, etc. Las
reacciones químicas entre la escoria o el dross y el revestimiento,
incrementan la velocidad a la cual el revestimiento se erosiona.
Como es un material altamente abrasivo, la escoria o el dross
erosionarán el material refractario cerca de la parte superior en el
baño de metal fundido. En circunstancias extremas, esta erosión
puede exponer las bobinas de inducción, creando el riesgo de una
explosión agua/metal fundido. Un monitoreo cuidadoso del espesor del refractario es necesario para determinar cuando se requiere
reemplazar el mismo antes de que la bobina sea expuesta.
Estas fotos muestran tres métodos diferentes de la escoria que las
fundiciones pueden elegir desde y hasta remover la escoria; por un
trabajador de la fundición entrenado y calificado usando Equipo de
®
Protección Personal (EPP), un sistema automatizado ARMS o un
dispositivo automático tipo almeja.
Agitación Inductiva
En un horno de inducción sin núcleo o de canal, el material de carga metálico es fundido o calentado por la corriente generada por un campo electromagnético. Cuando el metal se empieza a
fundir, este campo también provoca que el baño de metal se mueva en un patrón de una “figura
de ocho” como la ilustrada en el dibujo mostrado. Esto es llamado agitación inductiva. Esta sirve
también al importante propósito de mezclar el metal, produciendo una aleación más homogénea.
La cantidad de agitación esta determinada por el tamaño del horno, la potencia aplicada al metal,
la frecuencia del campo electromagnético y el tipo y cantidad de metal en el horno.
La agitación inductiva hace circular el metal a alta temperatura alejado de las paredes del horno,
previniendo un sobrecalentamiento de la superficie refractaria, pero también provoca que el
revestimiento refractario del horno se deteriore gradualmente debido a la acción del movimiento
de metal en las paredes del horno. Este desgaste gradual requiere que el horno sea revestido
periódicamente. Es vital que los revestimientos sean reemplazados oportunamente cuando se
desgasten al espesor mínimo que pudiera prevenir una falla.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
La Tecnología en la Automatización de la Fusión
Ayuda al Operador a Prevenir Accidentes de Sobrecalentamiento y Daños al Recubrimiento Refractario
Los sistemas de fusión por inducción modernos son normalmente de
alta potencia y funden la carga muy rápidamente. Esto ha impulsado el
desarrollo de sistemas de fusión computarizados diseñados para suministrar al operador del horno con la habilidad de controlar con precisión
el proceso de fusión y reducir el riesgo de accidentes por sobrecalentamiento. Algunos de estos sistemas operan con computadoras especiales, algunos son basados en PC/PLC y otros están integrados en el
equipo mismo de fusión. Las operaciones de fusión por inducción son
más controlables con un control computarizado.
Un sistema típico toma el peso de la carga en el horno, ya sea por medio
de celdas de carga o datos alimentados por el operador, la temperatura
deseada de vaciado y así entonces se calculan los kilowatts por hora requeridos para completar la fusión. De esta manera el sistema se apaga o
baja la potencia a sostenimiento al completar la fusión. Las temperaturas
del metal fundido medidas pueden ser transmitidas a la computadora
para mejorar la exactitud.
Este control preciso de fusión optimiza el uso de la potencia al minimizar las temperaturas excesivas innecesarias, ahorra tiempo al reducir
chequeos frecuentes de temperatura
e incrementa la seguridad al reducir
la posibilidad de
accidentes por sobrecalentamiento
del baño de metal,
el cual puede ocasionar una erosión
excesiva, la falla del revestimiento y la posibilidad de una explosión
en el horno. La temperatura del metal fundido debe ser medida frecuentemente dispositivos de medición apropiados y bien calibrados.
Los sistemas de control automatizados están diseñados para asistir
a un operador altamente entrenado y experimentado en la operación
del horno y la unidad de potencia. No existe un substituto directo
del operador, atención continúa y cuidadosa al horno y la unidad de
potencia siempre deben de existir mientras que estén en operación.
Monitoreo Eléctrico para el Desgaste del Revestimiento
Una cantidad limitada de información acerca de las condiciones del material refractario pueden ser comprobadas por los cambios en las características eléctricas del horno. Una limitación importante de estas mediciones es que ellas revelan un problema localizado, tal como un hueco
bajo la superficie del revestimiento.
Una situación en la cual las mediciones eléctricas son muy útiles, es en
la estimación del desgaste en la canal de un inductor. El metal fundido
esta siempre presente en el horno, haciendo las inspecciones visuales
entre paros imposibles.
El desgaste del revestimiento causa cambios en el voltaje del horno, la
corriente y las lecturas de potencia. De estos valores es posible calcular
la resistencia, la reactancia y el factor de potencia en la canal del inductor.
Comparando una o más de estas características con los valores de mediciones previas podremos conocer si hay una erosión (o cerramiento) del
refractario en el canal del inductor. Siempre mantenga un registro de
datos iniciales y tome lecturas regularmente.
Esta técnica no proporciona en lo absoluto información acerca de las
condiciones del revestimiento en el baño principal de metal. Este baño
principal de metal en el cuerpo superior del horno puede estar sujeto a
ataque químico en la línea de escoria. La línea de escoria puede encontrarse a cualquier nivel en el horno, dependiendo de cómo es operado. El
revestimiento deberá de ser revisado visualmente al igual que se deberán
checar las temperaturas exteriores en la coraza. Cuando se detecte, el re-
29
vestimiento del horno deberá ser inspeccionado cuidadosamente. Si
el revestimiento está severamente erosionado, el horno deberá ser
sacado de operación inmediatamente. Las temperaturas normales
en la coraza pueden ser tan altas como 278°C. Si la temperatura en
la coraza está por encima de 278°C o si se localizan puntos calientes
con 55°C aún más alrededor de estas áreas, el revestimiento deberá
ser cuidadosamente inspeccionado para determinar la razón de esta
situación.
Mediciones eléctricas similares pueden ser hechas en el revestimiento de un horno sin núcleo, pero como se indicó estas mediciones
indicarán condiciones promedio. Estas no mostrarán un problema
localizado, por lo que no se puede tener total confianza en esta práctica. Los hornos sin núcleo son vaciados con suficiente frecuencia
para permitir la
ins-pección visual
y medición física la
cual siempre será
más confiable.
Este sistema de
control
computarizado calcula la inductancia de la bobina para checar el desgaste
promedio del revestimiento en un horno sin núcleo.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Dispositivos de Vaciado Proporcionan Soporte
al Piso de los Crisoles
El levantar un crisol tipo barril con una herramienta convencional para manejarlo
por dos hombres, no proporciona ningún soporte al fondo del crisol. Una grieta
en el crisol podría ocurrir abajo del anillo de soporte en el fondo, pudiendo este
caer y el metal fundido podría derramarse y salpicar causando serias lesiones o
la muerte.
Para reducir este peligro, un dispositivo de vaciado que proporcione soporte al
fondo del crisol deberá de ser utilizado. Este dispositivo no solamente reduce el
riesgo de una grieta que pudiera ocasionar el desprendimiento del fondo del crisol,
pero también incrementa la vida del crisol al reducir el estrés en las paredes.
Un crisol nunca debe ser expuesto a daños físicos o choques térmicos, y nunca deberá mantener metal excediendo la temperatura máxima de operación del mismo.
Es importante el revisar la condición de un crisol cada vez que sea utilizado y
deberá reemplazarse si esta desgastado, agrietado o dañado.
Sistemas Push-Out Minimizan el Polvo de Refractario
Durante el Retiro del Revestimiento
Todos los trabajadores en el área general a la operación de la expulsión del revestimiento refractario necesitan usar respiradores o
mascarillas apropiadas para protegerse del polvo que se generará
cuando el revestimiento refractario viejo sea removido. Respiradores apropiados deben de ser utilizados cuando el revestimiento refractario sea removido o instalado en un horno o en cualquier lugar
donde prevalezca el polvo.
Siempre que trabaje con un horno en posición de basculamiento
(vaciado), asegure el mismo en esa posición con una estructura
suficientemente fuerte para mantener el horno y evitar que pudiera
regresarse o caerse en caso de una falla de presión hidráulica. Un
horno que repentina e inesperadamente regresa o cae de la posición
de vaciado, puede causar serias lesiones o la muerte.
una labor intensiva, y era un proceso que consumía mucho tiempo.
Hoy en día sin embargo, los hornos de inducción sin núcleo están
equipados con un sistema de expulsión de refractario que acelera
el proceso de retiro del revestimiento, reduciendo el riesgo de daño
a la bobina y reduciendo la exposición del trabajador al polvo de
refractario.
Estos sistemas pueden ser
suministrados con hornos
nuevos o adaptados a hornos existentes. Ellos constan de un pistón hidráulico y un block empujador
localizado en el fondo del
horno. Estos trabajan en
conjunto para retirar el
piso y las paredes del material de trabajo
Asegúrese de que nadie esté parado directamente enfrente del
horno, donde pudieran ser golpeados mientras el material del revestimiento es empujado.
Block Empujador Extendido
Antes de que los sistemas de retiro automático de revestimientos
fueran desarrollados, el retiro de un revestimiento de un horno era
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Bobina
Horno
Mecanismo Removible de Empuje
Revestimiento Apisonado
Block Empujador
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Seguridad en el Sistema Eléctrico de Inducción
En los días en que los talleres de fundición dependían de hornos
operados con combustibles que se quemaban, los peligros eléctricos dentro de las fundiciones eran similares a los encontrados en
cualquier otra industria. Motores eléctricos, cargadores de batería
de montacargas, calentadores, luces y el equipo de oficina operaba
todo en voltajes normales. Los interruptores, conectores y circuitos
interruptores encontrados en el lugar de trabajo eran simplemente
versiones más grandes de los que se encuentran en una casa.
Al igual que los trabajadores de toda industria, los trabajadores de la
fundición se daban cuenta de la necesidad de tratar a la electricidad
como una fuerza que merecía respeto, pero al mismo tiempo sus
años de experiencia al lado de los dispositivos eléctricos les enseñó
que los peligros podían ser fácilmente evitados.
Las barras conductoras de alta corriente están encapsuladas para
prevenir contacto accidental.
La introducción de los hornos de inducción hizo necesario que
los trabajadores en la fundición trabajarán en mucha cercanía con
unidades de potencia de alto voltaje y barras conectoras expuestas
enfriadas por aire, aparatos comúnmente asociados con subestaciones peligrosas de las compañías eléctricas.
Los trabajadores en la fundición también tuvieron que aprender que
una cierta cantidad de chispas y arqueo entre piezas de metal en una
carga fría es normal en un horno de fusión por inducción y que no es
necesariamente una señal de una catastrofe inminente.
Esta barra en las puertas del gabinete de potencia sirve como
barrera mecánica y/o interlock eléctrico.
Las siguientes son reglas básicas para la seguridad eléctrica en el
área de fundición:
• Solamente personal entrenado y calificado que haya leído y entendido los manuales del equipo, estarán autorizados para operar
el equipo de fusión por inducción. El operador entrenado debe
tener total conocimiento sobre los sistemas de control, alarmas
y límites, funciones de diagnóstico y dispositivos de seguridad y
deben tener conocimiento pleno de las normas y procedimientos
relacionados con la operación del sistema
• El equipo de fusión por inducción no debe operarse si cualquiera
de los sistemas de seguridad está inoperable o puenteado
Mientras que los sistemas de inducción presentan más superficies
conductivas expuestas que cualquier otro equipo industrial, estas
están diseñadas con una variedad de sistemas de seguridad para
manejar estos peligros. Por ejemplo, las barras conectoras y los
componentes que manejan corriente están rodeadas por protecciones.
Enclavamientos de seguridad desconectan la unidad de potencia si
los paneles de acceso (con excepción de los que están atornillados)
o puertas de la unidad de potencia son abiertos mientras que la unidad está trabajando. Estos están también diseñados para prevenir
el arranque accidental si los paneles de acceso o las puertas están
abiertas.
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• A menos que el operador del sistema sea también un técnico de
servicio eléctrico entrenado y calificado, nunca deberá abrir las
puertas del gabinete de la unidad de potencia o acceder a áreas
resguardadas de alto voltaje
• La potencia al horno debe apagarse durante cualquier proceso
que involucra contacto con el baño de metal fundido, tal como la
toma de muestras, el chequeo de temperatura o el retiro de escoria. Esto es con el fin de prevenir una electrocutación si llegasen
a fallar los sistemas de seguridad y el baño de metal entra en
contacto conductivo con la bobina de inducción
• Mantenga las puertas del gabinete y los paneles de acceso bajo
llave y los paneles atornillados en su lugar todo el tiempo.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
acceso a áreas de alto riesgo. Un sistema de candado de seguridad
es otra medida efectiva para evitar descargas y choques eléctricos.
Los siguientes procedimientos ayudarán a minimizar el riesgo de
accidentes eléctricos durante el servicio a las bobinas, las unidades
de potencia y los conductores:
• Coloque avisos de advertencia para todos los sistemas operando
a altos voltajes según sea requerido por OSHA y los reglamentos
locales
• Permita solamente que personal entrenado y calificado de servicio de mantenimiento o reparación
• Desconecte y ponga candados de seguridad en la unidad de potencia durante el mantenimiento
• Prohiba la entrada a áreas resguardadas hasta que el interruptor
principal este en la posición de apagado, tenga puesto el candado
de seguridad y se haya confirmado que los polos del mismo estén
abiertos
• Espere por 5 minutos después de haber abierto un interruptor
antes de abrir las puertas del gabinete. Esto dará tiempo a que se
descarguen los capacitores
• Revise todas las barras conectoras buscando voltaje residual antes de tocarlas
Si su unidad de potencia no cuenta con los candados y cerraduras
de seguridad en todas las puertas y paneles de acceso, esta debe ser
modificada para adicionarle estos dispositivos.
El fabricante de su equipo deberá ser capaz de ayudarle a adicionar
estos importantes dispositivos de seguridad. Las cerraduras de seguridad en las puertas del gabinete son la barrera más importante
para que personal no autorizado accese a los elementos eléctricos
peligrosos dentro de los gabinetes de potencia. Estas puertas y
paneles de acceso deben estar bajo llave todo el tiempo.
• Si, la unidad de potencia energiza a más de un horno, los cables
de potencia del horno al que se le dará mantenimiento, o será
reparado, necesitan ser desconectados de la unidad de potencia y
la bobina del horno debe ser aterrizada.
Recomendaciones de Seguridad para
los Supervisores y Gerentes
Los supervisores necesitan estar especialmente concientes de la
seguridad eléctrica. El incremento en el uso de la tecnología en
hornos de inducción ha hecho necesario para un creciente número
de personal de mantenimiento y servicios el estar más cerca de
conductores de altas corrientes.
Muchos técnicos de mantenimiento, particularmente aquellos que
trabajan con dispositivos de bajo voltaje, tales como sistemas de
control, no reconocen totalmente el riesgo involucrado al manejar
los altos niveles de voltaje y corriente utilizados en la fusión por
inducción.
Es imperativo que estas personas reconozcan claramente que los
atajos para solucionar problemas, tales como puentear los candados de seguridad durante la evaluación de los problemas, son
prácticas absolutamente inaceptables cuando se trabaja incluso con
hornos de inducción y unidades de potencia pequeñas.
Solamente personal altamente entrenado y calificado deberá tener
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
El Sistema de Candado es un Sistema Clave
Para prevenir que la potencia sea energizada accidentalmente
mientras el equipo está recibiendo mantenimiento, un sistema de
seguridad tipo candado es requerido.
El procedimiento de sistema de candado es referente a establecer
prácticas y procedimientos para salvaguardar a los empleados de
un arranque inesperado del equipo, o de la liberación de energía
peligrosa durante las actividades de servicio o mantenimiento.
Con este sistema, la persona dándole servicio usa un candado para
asegurar el interruptor en posición abierto.
La misma persona se queda con la única llave hasta que termine
el mantenimiento y la operación del equipo esté lista para ser
reestablecida.
En ese momento la persona que puso el candado lo quita,
permitiendo que el interruptor del circuito sea cerrado y la energía
sea restablecida.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Las Unidades de Potencia de Inducción Incluyen
Algunos o todos estos Sistemas de Seguridad
Candados de Seguridad - Los candados de seguridad están
diseñados para apagar la energía automáticamente cuando las
puertas de acceso de servicio al gabinete de potencia son abiertas.
El equipo no deberá ser operado a menos que todos los candados
estén funcionando correctamente.
Reactores Limitadores de Corriente e Interruptores Principales de
Acción Rápida - Estos proveen protección contra la falla de componentes y disturbaciones en la línea principal en sistemas pequeños.
Interruptores de Presión de los Capacitores - Estos ayudan a prevenir el aumento de presión dentro de los capacitores al apagar la
unidad de potencia si la presión se ve incrementada debido a un
mal funcionamiento del capacitor. Si este aumento de presión no es
detectada y la potencia se sigue aplicando, el capacitor explotará.
Sistema de Auto-diagnóstico - El sistema de auto-diagnóstico en
muchos sistemas de potencia por inducción avanzados, previene
que la unidad opere cuando una falla es detectada e identifica la
localización de la misma.
Sistemas Detectores de Fuga a Tierra - Estos sistemas son de vital
importancia. Apagan la potencia si el metal en el horno se acerca o
toca la bobina de inducción o si la salida del inversor también se va
a tierra.
Bomba Operada con Batería CD - Una bomba operada con una
batería CD provee agua de enfriamiento de emergencia a su horno si
la potencia normal es interrumpida.
Aislamiento de la Línea - Todos los hornos de inducción necesitan
ser diseñados de tal manera que el flujo de corriente del circuito de
salida o de los componentes externos de salida hacia el dispositivo
de conversión a tierra bajo operaciones y condiciones de una falla a
tierra deberán de limitarse a un valor que no origine 50 volts o más
a tierra en cualquier parte accesible del equipo de calentamiento y
su carga.
Esta protección puede ser suministrada a través de un transformador de aislamiento localizado, ya sea entre el inversor y el horno
(aislamiento secundario) o entre la línea de potencia de alimentación
y el inversor (aislamiento primario).
Inverso
Módulo ACI de Acción Ultra Rápida - Este sirve como un interruptor principal de estado sólido y acelera la respuesta del sistema bajo
condiciones de emergencia.
(AS)
Horno
(AP)
Horno
Inverso
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Unicamente para Técnicos Electricista Entrenados
Los técnicos nunca deberán tocar los cables, instrumentos o calibraciones mientras que el circuito esta energizado. La potencia deberá estar apagada y los capacitores totalmente descargados antes
de cambiar los rangos de los instrumentos o de desconectar los
cables del sistema. Si mediciones de resistencia son parte del programa de pruebas, la potencia debe estar desconectada y todos los
capacitores totalmente descargados antes de cualquier actividad.
Los técnicos realizando pruebas cerca de circuitos energizados
deberán portar el Equipo de Protección Personal (EPP) apropiado,
incluyendo guantes secos y aislados según lo requieren los reglamentos de gobierno (por ejem NFPA 70E).
Los técnicos deberán estar parados sobre una superficie seca y
aislada capaz de soportar los voltajes que pudieran presentarse. El
piso debajo de la superficie aislada deberá estar seco, así como las
manos y los zapatos de los técnicos.
Un supervisor no deberá permitir que ningún técnico realice trabajos
de prueba solo. Si el supervisor no puede estar presente personalmente durante las pruebas, el supervisor deberá avisar al personal
cercano sobre la naturaleza del trabajo que se llevará a cabo e instruirlos sobre como reaccionar en caso de una emergencia.
Obviamente habrá ocasiones en que mediciones eléctricas tengan
que ser tomadas en circuitos energizados. Estos trabajos necesitan ser hechos únicamente por electricistas calificados. Cualquier
manual del fabricante, diagramas de circuitos, o dibujos que sean
usados como guía en estos trabajos necesitan ser doblemente revisados para asegurarse de que están completos y actualizados.
Antes de realizar una prueba en un circuito energizado, el técnico deberá verificar que haya seleccionado los instrumentos de medición
apropiados con la escala correcta para el voltaje y corriente, y que
entienda perfectamente las instrucciones del fabricante.
Cables de energía y entradas de prueba deberán ser inspeccionadas por el proveedor del instrumento. La escala de los instrumentos
de medición deberá ser mayor que los parámetros eléctricos del
equipo. Los límites de la unidad de potencia nunca deberán exceder
la capacidad de los instrumentos o de los cables de prueba. Los
instrumentos de prueba deberán tener los fusibles y la tierra adecuados. Los instrumentos de medición deben de ser probados para
su operación apropiada antes de usarse en la medición de circuitos
energizados.
Antes de que el técnico entre al área energizada, las fuentes de potencia o energía y las rutas de la corriente deberán estar claramente
identificadas. El circuito deberá estar apagado y asegurado con
candado hasta que el instrumento de prueba esté apropiadamente
calibrado y los cables conectados.
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Después de que un trabajo es terminado, las tierras temporales y las
conexiones puente se quitarán y se colocarán nuevamente las tapas,
guardas y fusibles. Los supervisores deberán verificar que todos
los dispositivos y mecanismos de seguridad estén en condiciones
totalmente operables.
Si se han hecho modificaciones en el equipo, los cambios apropiados deberán hacerse también en manuales, diagramas y dibujos.
Se deben anotar las razones de dichos cambios o modificaciones,
la persona que llevo a cabo los cambios, y la persona que autorizó
los mismos, junto con la hora y fecha en la cual se completaron los
cambios o modificaciones.
Todo el personal incluyendo subcontratistas y personal de fuera del
área que tenga copias de los manuales originales del equipo o de
dibujos, deberán ser puntualmente suministrados con una copia de
la información actualizada y los planos viejos deberán der eliminados.
Avisos y Reglamentos Comunes de Electricidad
NFPA 70E - 110.3 - “La seguridad relacionada a prácticas de trabajo deberá ser implementada por los empleados. El patrón deberá
suministrar la seguridad relacionadas con las practicas de trabajo y
deberá entrenar al empleado quien a su vez deberá entonces implementar el entrenamiento.”
OSHA 1910.303 (g) (2), NEC 110.27 (A) - “Partes energizadas de
equipo eléctrico operando a 50 volts ó más deberán estar protegidas
para que no sean tocadas accidentalmente por medio de gabinetes autorizados o alguna otra forma de protección autorizada o por
cualquiera de los medios siguientes.
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OSHA 1910.333 (a) (1) - “Partes energizadas de equipo eléctrico
operando a 50 volts o más deberán estar protegidas para que no
sean tocadas accidentalmente por medio de gabinetes autorizados o
alguna otra forma de protección autorizada o por cualquiera de los
medios siguientes.”
OSHA 1910.333 (b) (2) (ii) (c) - “La energía eléctrica almacenada
la cual podría lesionar al personal deberá ser descargada. Los capacitores deberán ser descargados, y elementos de alta capacitancia
deberán ser puestos en corto circuito y aterrizados, si la energía
eléctrica almacenada pudiese lesionar al personal.”
Si el circuito a probar esta por encima de 600 volts nominales, el
equipo de prueba deberá ser revisado para una operación apropiada
inmediatamente después de su prueba.”
OSHA 1910.334 (c) (3) - “Los instrumentos y equipos de prueba,
así como sus accesorios deberán tener un rango adecuado para los
circuitos y equipo al cual serán conectados y deberán ser diseñados
para el medio ambiente en el cual serán utilizados.”
OSHA 1910.333 (b) (iv) (B) - “Una persona calificada deberá usar
el equipo de prueba para probar los elementos de circuitos y partes
eléctricas del equipo a las cuales los empleados pudieran estar expuestos y deberán verificar que los elementos de los circuitos y las
partes del equipo estén desenergizadas.
OSHA 1910.306 (g) (2) (iii) - “En los lugares en donde se utilizan
puertas para accesos a voltajes de 500 a 1000 volts CA ó CD, estás
deberán contar con cerraduras o mecanismos de seguridad. Cuando
se utilicen puertas para accesos a voltajes superiores a 1000 volts
CA ó CD, se deberá contar con cerraduras mecánicas con un desconectador como medio para evitar el acceso hasta que el voltaje sea
removido del gabinete, o incluso ambos, mecanismos de seguridad
en las puertas y mecanismos mecánicos deben ser suministrados.”
La prueba deberá también determinar si existen condiciones de
energización como resultado de un voltaje inducido inadvertivo o
una retroalimentación de voltaje no relacionado aún cuando partes
específicas del circuito hayan sido desenergizadas y presumiblemente sean seguras.
OSHA 1910.306 (g) (2) (iv) - “Tarjetas y anuncios de peligro deberán ser colocadas en el equipo y deberán estar claramente visibles
aún cuando las puertas estén abiertas o los paneles hayan sido removidos de los compartimientos conteniendo voltajes arriba de 250
volts CA ó DC.”
Horno Arqueando
Las chipas y arqueo eléctrico de los materiales de carga en el horno
son característicos en la fusión por inducción y no son particularmente peligrosos.
Los hornos de inducción funden metal al generar un flujo de
corriente eléctrica generadora de calor en los materiales de carga.
Aunque es raro, una falla puede desarrollarse entre la bobina y
la estructura del horno, resultando generalmente en un daño a la
bobina y la falla de la potencia.
Esto es típicamente causado por rebabas metálicas sueltas haciendo
contacto entre la bobina y la estructura del horno, resaltando la importancia de buenas prácticas de limpieza en la fundición. Los controles del horno también pueden fallar debido a una pobre práctica
de limpieza en la fundición.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
Crear una Fundición Segura es un Valor Compartido
El trabajar con metal fundido siempre fue y siempre será una
ocupación peligrosa. Los trabajadores responsables de la fundición
estarán conscientes de estos riesgos y la posibilidad de accidentes
serios. Los gerentes responsables pueden minimizar los riesgos
al inculcar en los trabajadores de la fundición la importancia de la
prevención de accidentes.
Aún cuando es imposible eliminar los riesgos de fundir metal, si
es posible hacer del taller de fundición un lugar de trabajo libre de
accidentes. Para alcanzar este objetivo de un verdadero trabajo en
conjunto entre los gerentes de fundición, los proveedores del equipo
en el taller de fundición y los trabajadores que operan su equipo.
Esto require dirección para hacer de la seguridad un valor
corporativo clave, para entonces comunicárselo a los trabajadores
de la fundición, y así que ambos seleccionen el equipo disponible
más seguro y destinando cualquier esfuerzo posible para asegurar
que los trabajadores sean capacitados en su uso apropiado.
Quién Necesita Entrenamiento de la Seguridad
en la Fundición?
El entrenamiento en la seguridad necesita extenderse más allá
de los trabajadores en el taller de fundición. Los grupos de
mantenimiento, personal sindicalizado, operadores de grúas y
montacargas y contratistas externos que trabajan ocasionalmente
en el taller de fundición, todos necesitan entender las medidas
de seguridad básicas en la fundición. Obviamente la cantidad de
entrenamiento en seguridad en la fundición requerida por cada
individuo depende de que tan cerca él o ella trabajen con equipo de
fusión, sostenimiento, vaciado y equipos de carga.
El entrenamiento para trabajadores de oficina y visitantes debe
incluir el hacerlos conscientes de la importancia de permanecer
atrás de las áreas indicadas como “no entrar” y de usar el Equipo de
Protección Personal (EPP) adecuado.
Los operadores del sistema de fusión deben de conocer la forma
correcta de operar con seguridad su equipo y deben de conocer
también las señales de advertencia de una situación potencialmente
peligrosa y del como reaccionar para prevenir o controlar problemas
no comunes tales como el puenteo o una situación de derrame de
metal.
La Seguridad Empieza Desde el Primer Día
El departamento de personal de la fundición y todo el organigrama
deberá jugar un papel activo en soportar los esfuerzos de la seguridad en la fundición. El departamento de personal normalmente tiene
el primer contacto con un nuevo empleado contratado y pueden
asegurarse de que a ellos se les de información completa sobre los
procedimientos de seguridad apropiados para sus puestos y de que
entiendan la importancia del uso adecuado de el Equipo de Protección Personal (EPP), y que esto es un requisito para llevar a cabo su
trabajo. Estos dos requerimientos deberán ser claramente marcados
en la descripción del trabajo del empleado o en el reglamento de
trabajo.
Los gerentes del departamento de personal también están en una
posición para identificar a los empleados que sirvan como voluntarios en los departamento de bomberos y equipos médicos de emergencia. Si estas personas trabajan en áreas diferentes a los departamentos de producción, el tiempo que dediquen a familiarizarse con
el taller de fundición, su arreglo y la naturaleza de las emergencias
en la fundición, puede hacer la diferencia entre la vida o la muerte
durante una emergencia. Finalmente, los gerentes del departamento
de personal son a menudo los más indicados para coordinar la programación de actualización y entrenamiento en nuevos equipos.
Los Supervisores de Fundición Juegan un Papel Clave
Los supervisores del taller de fundición juegan un papel clave en el
contar con una operación segura en la fundición, sostenimiento de
metal fundido y manejo de equipo de vaciado. En la mayoría de las
fundiciones, ellos tienen la responsabilidad inicial de implementar
y monitorear los procedimientos de seguridad establecidos y de
entrenar a los nuevos trabajadores, así como de también realizar
la inspección y mantenimiento del equipo. En caso de una emergencia, los trabajadores a menudo buscarán las instrucciones del
supervisor.
Los sistemas de vaciado automatizado mantienen alejados a los
trabajadores de la fundición del metal fundido.
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La única forma de asegurar que nadie sufra lesiones en el taller
de fundición es manteniendo a todo el personal alejados del metal
fundido, de los hornos y del equipo de sostenimiento y vaciado de
metal. Aún cuando esta solución parece ser exagerada, los fabricantes reconocidos de hornos han hecho actualmente considerables
progresos en el diseño de sistemas de carga de operación remota
© 2011 Inductotherm Corp.
Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
para los hornos y de sistemas operativos y de vaciado. Hasta que
estas tecnologías sean de uso común, existen varios pasos que los
supervisores de fundición pueden llevar a cabo para minimizar el
contacto de los trabajadores con áreas de alto riesgo.
de fundición, sino también el nivel de experiencia del equipo de
operadores. Un operador de hornos recién contratado no puede
reaccionar con tanta confianza en el momento de un derrame de
metal como un operador altamente experimentado y entrenado.
Tal vez el paso más sencillo y efectivo que un supervisor de fundición
puede tomar es el de limitar las actividades rutinarias de mantenimiento del equipo en períodos en que los hornos no estén en operación. Los paros en la producción se pueden predecir con mayor
exactitud con la ayuda de registros detallados. A pesar de que los
supervisores de producción son usualmente los responsables de
mantener los registros de operación del equipo, es el supervisor de
mantenimiento quien sabe más que tipo de información necesita ser
registrada. En las fundiciones en que las operaciones de fundición
se llevan a cabo de un turno a otro, el uso de formas y listas de
chequeo ayudarán a la recolección uniforme de datos.
Las explosiones potencialmente catastróficas de metal/agua hacen
de vital importancia que los planes en caso de accidente se hagan
por escrito y que sean entendidos por todos en el área de fundición y
en las áreas adyacentes. Los departamentos de bomberos locales y
las brigadas de emergencia médica deben estar incluidos en los esfuerzos de planeación, familiarizados con los peligros de la fundición
de metal y con el diseño del área de fundición y estar motivados a
participar en simulacros. Cada persona que pudiera llegar a verse involucrada en las actividades de rescate o de primeros auxilios debe
saber como apagar las unidades de potencia de los hornos.
Insistir en que la bitácora se lleve en forma detallada no solo hace
que los datos estén siempre disponibles, pero que también refuerce
la importancia de prácticas adecuadas de monitoreo del equipo. Una
de las primeras actividades diarias del supervisor en cada turno
debe de ser la revisión cuidadosa de lo registrado en la bitácora
durante su ausencia.
En las fundiciones más pequeñas, el supervisor de producción también puede ser el responsible de revisar el trabajo de mantenimiento
y las fallas en el equipo. En estas situaciones existe a veces la tentación de realizar los trabajos de mantenimiento tan rápido como sea
posible para que el horno vuelva a la producción. Los supervisores
de producción que se encuentran encargados del mantenimiento del
equipo deben constantemente recordar que los hornos de inducción
no permiten errores. Los accidentes causados por un mantenimiento inadecuado pueden ser serios y algunas veces catastróficos.
Los supervisores de producción nunca deben ser presionados para
volver a poner un horno o cualquier otro equipo en la fundición
en operación, hasta que ellos estén totalmente seguros de que es
seguro el operarlos.
Preparándose Contra Accidentes
No importa que tan cuidadosamente se haya fabricado el equipo,
se hayan entrenado los trabajadores, o se hayan seguido los procedimientos, la posibilidad de un accidente siempre está presente en
lugares donde se funde el metal. Por esta razón, los supervisores
del área de fundición siempre deben estar preparados para lo inesperado.
Un supervisor precavido se anticipa a los tipos de emergencias que
se pueden presentar durante los diferentes pasos del proceso de
fundición. Tiene, tanto en la mente como por escrito, un plan de
acción que da prioridad primero al minimizar las lesiones a sus
trabajadores y ayudar a los que están heridos.
Aunque los planes en caso de accidentes deben incluir temas como
la evacuación del personal, los primeros auxilios en caso de emergencia, y la notificación a las brigadas de emergencia y a los departamentos de bomberos, el plan de cada fundición debe ser único.
Se debe tomar en cuenta no solo el tipo y la capacidad del equipo
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Deben establecer claramente por escrito los planes de acciones en
caso de accidente:
• Quién decidirá la extensión de una situación de emergencia y el
criterio que se usará para la toma de decisiones
• Quién estará al mando
• Las responsabilidades de cada persona durante la situación de
emergencia
Especificar Equipo Más Seguro
Los fabricantes de hornos y los proveedores de otros equipos
para la fundición están continuamente tratando de hacer del área
de fundición un ambiente seguro en que trabajar. Es por esto que
virtualmente todos los sistemas de fundición por inducción incluyen
dispositivos de seguridad como son los detectores de fugas a tierra
y los sistemas de enfriamiento de emergencia.
En el pasado, la especificación de equipos nuevos de fundición normalmente había sido la responsabilidad de ejecutivos de alto nivel.
Los supervisores de producción y de mantenimiento simplemente
tenían que aprender a trabajar con el equipo que existía en el momento en la planta. Pero conforme las compañías en todo el mundo
comenzaron a hacer sus operaciones más competitivas, cada día
buscan consejo de sus supervisores de línea en cuanto a recomendaciones de equipo.
Seleccionar el horno adecuado, la unidad de potencia correcta, o los
sistemas adecuados de precalentamiento y carga es, por supuesto,
un trabajo técnico muy complejo. Los supervisores de línea que se
involucran en la selección de equipo, sin embargo, están en buena
posición para evaluar también los dispositivos de seguridad, las
certificaciones de seguridad, la calidad en general y la eficiencia de
operación de un sistema.
Un horno de inducción es un lugar en el cual se unen tres ingredientes que en otras situaciones nunca se juntan agua, metal
fundido, y energía eléctrica que están cerca uno de los otros. La
calidad de los componentes de un horno de inducción y el cuidado
que se toma en su fabricación es la primera línea de defensa que
tiene el fundidor contra los accidentes.
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Guía de Fundamentos de Seguridad en la Fundición por Inducción
La Seguridad Debe Ser un Valor Corporativo Clave
El hacer de los Talleres de Fundición un lugar de trabajo seguro,
es una responsabilidad compartida y empieza desde el primer día.
El Equipo de Protección Personal de OSHA, sección 29 CFR
1910.132(d) estipula: “El empleador deberá evaluar el lugar
de trabajo para determinar si existe algún riesgo presente o
la posibilidad de que se presente, para el cual se requeriría
del uso del Equipo de Protección Personal (EPP).
La sección 9.2 de la ASTM de Estándares Internacionales
E2349, define la práctica estándar para los requerimientos de
seguridad para hornos de inducción fusores y de sostenimiento.
Nosotros queremos alertarlo a usted sobre los documentos mencionados anteriormente y comunicarle que el sistema ARMS®
(Robot Automatizado para el Taller de Fundición) está disponible
para su consideración.
El Sistema ARMS desarrolla las labores peligrosas alrededor del horno y las cuales involucran el metal fundido que de otro modo serían
llevadas a cabo por el operador del horno. Este sistema permite al
operador llevar a cabo estas operaciones en el taller de fundición
desde el cuarto de control y alejado de las áreas de peligro.
Sistemas automatizados como el sistema ARMS® mostrado aquí,
mantiene a distancia al trabajador de la fundición de los hornos
y le permite proteger su recurso más valioso – sus empleados.
Aún cuando es imposible eliminar los riesgos de fundir metal, si
es posible hacer del taller de fundición un lugar más seguro para
trabajar. Esto requiere dirección para hacer de la seguridad un
valor corporativo clave, para entonces, comunicárselo a los trabajadores de la fundición seleccionando el equipo disponible más
seguro y asegurándose que los trabajadores sean capacitados en
su uso apropiado.
La única forma de asegurar que nadie sufra lesiones en el taller
de fundición es manteniendo a todo el personal alejado del metal
fundido al utilizar equipo automatizado, siempre que sea posible.
Actualmente están disponibles para su compra sistemas de carga
remotos de hornos y sistemas de operación y vaciado.
Los dueños y gerentes de la fundición deberán hacer una valoración de los riesgos para determinar el EPP para el trabajo,
tal como lo requiere OSHA.
Los fabricantes de hornos y proveedores de otros equipos para
la fundición, están continuamente buscando el hacer del taller de
fundición un ambiente de trabajo lo más seguro posible.
Pero es decisión de los dueños y gerentes de las fundiciones,
implementar estás prácticas y productos más seguros.
Sistemas automatizados como el sistema ARMS® mostrado aquí, mantiene a distancia al trabajador
de la fundición de los hornos y le permite proteger su recurso más valioso – sus empleados.
Para más información llame al 1.888.INDUCTO o escanee el código QR para
tener acceso directo a la página www.inductotherm.com. Necesita un lector
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Producción, para la Industria de Metales y Materiales a nivel Mundial.
Importante: Equipo de Protección Personal Apropiado (EPP) debe ser utilizado por cualquier persona en proximidad con metal fundido.