Electrometalurgia

    Rama de la Química que se ocupa de la obtención y fusión de metales por medio de la corriente eléctrica, la cual, en ocasiones, también se emplea para conseguir ciertas aleaciones.

    La electrometalurgia se aplica cuando se desea obtener metales muy activos, cuya alta reactividad impide que sean obtenidos por otros métodos. Por ejemplo, si se intenta la reducción con carbón de los óxidos de magnesio o aluminio, aparece la dificultad de que el metal formado reacciona con dicho carbón, originando carburos.

    Ello obliga a recurrir a procedimientos electrolíticos, en los que se somete a una sal del metal, previamente fundida, a una electrolisis, que deposita el metal en el cátodo de la cuba. En ocasiones, según el metal de que se trate, no es preciso fundir la sal, pudiendo verificarse su electrolisis en una simple disolución de ella.

    En la fusión de metales, el uso de la corriente eléctrica, que se verifica a través de unas instalaciones, llamadas genéricamente hornos eléctricos, tiene importantes ventajas:

    Permite la obtención de muy altas temperaturas que, con otros medios, serían imposibles de lograr. Los dispositivos electrometalúrgicos son capaces de originar temperaturas por encima de los 3500 ºC.

    Durante todos los procesos, existe un control exacto de la temperatura, la cual, a voluntad, puede elevarse, reducirse o mantenerse, incluso en muy estrechos límites. Hay sistemas que permiten, además, establecer de forma automática la temperatura que se desea en cada momento.

    Al no ser material el sistema de calefacción, no existe posibilidad de que el producto final se halle contaminado por material combustible alguno.

    La atmósfera interior al horno puede hacerse, según se desee, oxidante, reductora o neutra. Algunos hornos pueden trabajar al vacío.

    Las instalaciones no ocupan demasiado espacio, en comparación con el que exigen otros tipos de horno.

    No tienen prácticamente ningún impacto negativo sobre el medio ambiente.

    Para la fusión de metales, hay varias clases de hornos eléctricos: de arco, de resistencia y de inducción.

    Hornos de arco. Formados por una estructura de acero forrada interiormente por material refractario, poseen unos electrodos entre los que se establece un arco eléctrico y de ahí su nombre.

    En los más antiguos, hoy en desuso, el arco no pasaba por la masa de metal a fundir. Éstos fueron sustituidos por los hornos Girod, en los que el arco se establece entre los electrodos y la masa metálica, que así se ve atravesada por la corriente. Este segundo tipo de horno dejó también de emplearse, al exigir que su solera fuese conductora, lo que obligaba a un costoso mantenimiento. Los hornos de arco más modernos crean el arco por mediación de la masa metálica, empleando corriente trifásica, lo que les hace poseer tres electrodos.

    Los hornos eléctricos de arco se emplean, preferentemente, para fundir acero, hierro, latones, bronces y aleaciones de níquel.

    Hornos de inducción. En ellos, el calor se logra a partir de los efectos inducidos por una corriente alterna. Hay tres tipos de esta clase de hornos: de baja frecuencia, de alta frecuencia y electrónicos. Su estructura es similar a la de un transformador, en el que el crisol constituye el secundario del mismo, por lo que la corriente inducida atraviesa la masa metálica, sin producirse apenas pérdidas. Los hornos de baja frecuencia funcionan con corrientes de 20-60 ciclos. En los de alta frecuencia, ésta es superior a los 2000 ciclos.

    En los hornos electrónicos, el calor se produce por la vibración que se crea en las moléculas del metal, cuando éste recibe el impacto de radiaciones electromagnéticas de muy alta frecuencia. Se usan cuando se desea obtener productos de muy alta calidad o de características especiales.