metalostático

La presión metalostática es la presión hidrostática ejercida por el peso del metal fundido en un recipiente, horno o molde de fundición. Actúa verticalmente hacia abajo desde la superficie del metal líquido y aumenta con la profundidad según la fórmula P = ρgh, donde ρ es la densidad del metal fundido, g es la aceleración gravitacional y h es la distancia vertical por debajo de la superficie. Para el acero, que tiene una densidad de alrededor de 7,000 kg/m³ cuando está fundido, una columna de un metro de profundidad ejerce aproximadamente 70 kilopascales de presión en la parte inferior.

En las operaciones de fundición, la presión metalostática impulsa el metal hacia las cavidades del molde y a través de los sistemas de alimentación. La profundidad del metal por encima de una compuerta o alimentador determina con qué fuerza el líquido llena esa región. Por esta razón, los bebederos en la fundición en arena se colocan muy por encima de la pieza de fundición propiamente dicha, y por qué la altura metalostática debe mantenerse por encima de las secciones críticas durante la solidificación para evitar la porosidad por contracción. La presión también influye en la velocidad de flujo del metal a través de los canales y compuertas, que los trabajadores e ingenieros de fundición calculan para controlar la velocidad de llenado y la erosión de la pared del molde.

Medición y Control

La presión metalostática se mide utilizando transductores de presión insertados en la pared del molde o del recipiente a profundidades conocidas. Estas lecturas revelan si el nivel del metal es estable, si el molde se está llenando uniformemente y si se están desarrollando condiciones de vacío durante la solidificación. En la colada continua de acero, mantener una presión metalostática constante evita la rotura (cuando el metal fundido rompe la cáscara solidificada) y asegura que la película de polvo del molde permanezca estable.

El término aparece con mayor frecuencia en la literatura de metalurgia de fundición y en los cálculos de diseño de fundiciones. Es distinto de la presión ferrostática, que a veces se usa indistintamente, pero que se refiere más propiamente al hierro o al acero. La altura metalostática es el término correspondiente para la altura vertical del metal fundido que genera la presión; un trabajador de fundición podría decir "necesitamos tres pies de altura metalostática aquí para llenar la parte superior correctamente". El concepto es tan fundamental que da forma a toda la geometría de los sistemas de compuertas, la profundidad del horno y la ubicación de los alimentadores.