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Estañado

Capa de estaño en el interior de una lata El estañado es el proceso de recubrir finamente láminas de hierro forjado , acero o cobre con estaño , y el producto resultante se cono...

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Capa de estaño en el interior de una lata

El estañado es el proceso de recubrir finamente láminas de hierro forjado , acero o cobre con estaño , y el producto resultante se conoce como hojalata . El término también se usa ampliamente para el proceso de recubrir un metal con soldadura antes de soldarlo. [ 1 ]

Se utiliza con mayor frecuencia para prevenir la oxidación , pero también se aplica comúnmente a los extremos de los cables multifilares utilizados como conductores eléctricos para prevenir la oxidación (que aumenta la resistencia eléctrica ) y para evitar que se deshilachen o se deshagan cuando se utilizan en varios conectores de cables, como conectores de torsión , bornes de conexión o bloques de terminales , donde los hilos sueltos pueden causar un cortocircuito .

Aunque en el pasado su uso era más extendido, actualmente la hojalata se emplea principalmente en la fabricación de latas . Antiguamente, se usaba para ollas, sartenes y otros utensilios de cocina baratos . Estos utensilios se conocían como artículos de hojalata y quienes los fabricaban eran hojalateros.

Las láminas sin estañar empleadas en la fabricación se conocen como planchas negras. Actualmente se fabrican de acero, ya sea acero Bessemer o de horno de hogar abierto. Antiguamente se utilizaba hierro , de dos calidades: hierro de coque y hierro de carbón . Este último, al ser de mejor calidad, recibía un recubrimiento de estaño más grueso, y esta circunstancia es el origen de los términos planchas de coque y planchas de carbón, con los que aún se designa la calidad de la hojalata, aunque ya no se utilice hierro. La hojalata se consumía en enormes cantidades para la fabricación de latas de conservas de carne , pescado , fruta , galletas , cigarrillos y muchos otros productos, así como para los utensilios domésticos de diversos tipos fabricados por el hojalatero . [ 2 ]

Historia

The practice of tinning ironware to protect it against rust is an ancient one. According to Pliny the Elder tinning was invented by the GallicBituriges tribe (based near modern Bourges), who boiled copper objects in a tin solution in order to make them look as if they were made from silver.[3] The first detailed account of the process appears in Zosimus of Panopolis, Book 6.62, part of a work on alchemy written in Roman Egypt around 300 AD. Aside from an attestation in 14th century England, the process is not attested again in Europe until the description in Lazarus Ercker's Das Kleine Probierbuch (1556)[4]

The manufacture of tinplate was long a monopoly of Bohemia, but in about the year 1620 the industry spread to Saxony.[2] Tinplate was apparently produced in the 1620s at a mill of (or under the patronage of) the Earl of Southampton, but it is not clear how long this continued.

Andrew Yarranton , un ingeniero y agrónomo inglés , y Ambrose Crowley (un herrero de Stourbridge y padre del más famoso Sir Ambrose Crowley III ) recibieron el encargo de ir a Sajonia y, de ser posible, descubrir los métodos empleados. [ 2 ] Visitaron Dresde en 1667 y descubrieron cómo se fabricaba. Para ello, fueron patrocinados por varios maestros herreros locales y personas relacionadas con el proyecto de hacer navegable el río Stour . En Sajonia, las planchas se forjaban, pero cuando realizaron experimentos a su regreso a Inglaterra, intentaron laminar el hierro. Esto llevó a dos de los patrocinadores, los maestros herreros Philip Foley y Joshua Newborough , a construir un nuevo molino, el Molino Inferior de Wolverley (o fragua), en 1670. Este contenía tres talleres: uno era un molino de corte , que serviría como laminador , y los otros eran fraguas. En 1678, uno de estos talleres fabricaba sartenes y el otro estiraba las láminas de metal elaboradas en forjas de otros lugares. Es probable que la intención fuera laminar las láminas y luego terminarlas a martillazos, pero el plan se vio frustrado cuando William Chamberlaine renovó una patente que le habían concedido a él y a Dud Dudley en 1662. Yarranton describió la patente como «una farsa». [ 5 ] [ 6 ]

El cortador de Wolverley era Thomas Cooke. Otro Thomas Cooke, quizás su hijo, se mudó a Pontypool y trabajó allí para John Hanbury (1664–1734) . [ 7 ] Según Edward Lhuyd , en 1697, John Hanbury tenía un laminador en Pontypool para fabricar la máquina de "Placas de Pontypoole". [ 8 ] [ 9 ] Se ha afirmado que era una fábrica de hojalata, pero casi con certeza solo producía chapa negra (sin estañar) . Sin embargo, este método de laminar placas de hierro mediante cilindros permitió producir chapas negras más uniformes que con el antiguo método de martillado , y en consecuencia, la hojalata inglesa llegó a ser reconocida como superior a la alemana . [ 2 ]

Fábrica de hojalata de Treforest , Glamorganshire , c. 1840

La hojalata comienza a aparecer por primera vez en los Libros del Puerto de Gloucester (que registran el comercio que pasa por Gloucester , principalmente desde puertos en el Canal de Bristol ) en 1725. La hojalata se enviaba desde Newport, Monmouthshire . [ 10 ] Esto sigue inmediatamente a la primera aparición (en francés ) de los Principes de l'art de fer-blanc de Réaumur , y antes de que se informara de su publicación en Inglaterra.

Más fábricas surgieron unos años después, inicialmente en muchas regiones siderúrgicas de Inglaterra y Gales, pero más tarde principalmente en el sur de Gales. En 1805, se fabricaron 80.000 cajas y se exportaron 50.000. La industria continuó extendiéndose de forma constante en Inglaterra y especialmente en Gales , y después de 1834 su expansión fue rápida, convirtiéndose Gran Bretaña en la principal fuente de suministro mundial. En ese año, su producción total fue de 180.000 cajas de 108  libras cada una (alrededor de 50  kg; en Estados Unidos una caja pesa 100  libras), en 1848 fue de 420.000 cajas, y en 1860 alcanzó 1.700.000 cajas. Pero posteriormente el avance fue rápido, y la producción alcanzó aproximadamente 2.236.000  libras en 1891. [ 2 ] Uno de los mercados más importantes era Estados Unidos, pero ese mercado se vio interrumpido en 1891, cuando se promulgó allí el arancel McKinley . Esto provocó una gran reducción de personal en la industria británica y la emigración a Estados Unidos de muchos de aquellos que ya no podían ser empleados en las fábricas de hojalata que sobrevivieron.

En 1891, Estados Unidos produjo 11.000 toneladas de hojalata e importó 325.100 toneladas, pero en 1899, produjo 360.900 toneladas, importando solo 63.500 toneladas (principalmente para reexportación). Las exportaciones británicas se vieron aún más obstaculizadas por el arancel Dingley, que eliminó la ventaja de la hojalata galesa en la costa del Pacífico de Estados Unidos, [ 11 ] para 1900 había aumentado a más de 849.000.000  lb, de las cuales más de 141.000.000  lb eran de hojalata de terne. Las importaciones totales en ese año fueron solo 135.264.881  lb. En años posteriores, nuevamente, hubo una disminución en la producción estadounidense, y en 1907 solo el 20% de las fábricas de hojalata estadounidenses estaban en funcionamiento, mientras que la producción británica alcanzó los 14 millones de cajas. [ 2 ]

A pesar de este revés, la industria continuó, aunque a menor escala. No obstante, en 1937 todavía había 518 fábricas en funcionamiento, incluidas 224 pertenecientes a Richard Thomas & Co. Sin embargo, la tradicional fábrica de empaque había sido superada por la mejorada fábrica de bandas, cuya primera fábrica en Gran Bretaña fue construida por Richard Thomas & Co. a finales de la década de 1930. Las fábricas de bandas dejaron obsoletas a las antiguas fábricas de empaque, y la última de ellas cerró sus puertas alrededor de la década de 1960.

Métodos de producción de placas

El proceso de la planta de empaque

El proceso de laminación comienza con una barra de hojalata , que es una barra plana estirada que generalmente se compraba en una fundición o acería . La barra de hojalata podía ser de hierro forjado o acero dulce . La sección transversal de la barra debía tener un tamaño preciso, ya que esto determina la longitud y el espesor de las placas finales. La barra se cortaba a la longitud correcta para obtener la placa del tamaño deseado. Por ejemplo, si se desea una placa de 14 pulg. × 20 pulg. (360 mm × 510 mm) , la barra de hojalata se corta a una longitud y anchura divisibles por 14 y 20. Luego, la barra se enrolla y se dobla, y el número de veces que se dobla depende del tamaño de la barra de hojalata y del espesor final. Si la barra de estaño inicial mide 20 pulg . × 56 pulg. (510 mm × 1420 mm) , debe terminarse al menos en cuatro vueltas , o doblarse dos veces, y si se requiere un calibre delgado, puede terminarse en ocho vueltas , o doblarse tres veces. La barra de estaño se calienta a un rojo opaco y se pasa cinco o seis veces por los rodillos de desbaste. Entre cada pasada, la placa se pasa por encima (o alrededor) de los rodillos, y el espacio entre ellos se reduce mediante un tornillo. Luego, la placa se recalienta y se pasa por los rodillos de acabado. [ 12 ]            

Si la plancha no se termina en piezas individuales , o sin doblarla, se dobla en una prensa . La prensa era como una mesa donde una mitad de la superficie se pliega sobre la otra y una prensa aplana la plancha doblada para que el extremo enrollado encaje en los rodillos. Luego se recalienta para otra serie de laminado. Esto se repite hasta alcanzar la geometría deseada. Cabe señalar que si la plancha necesita doblarse más de una vez, el extremo enrollado se corta. A continuación, se deja enfriar el paquete. Una vez frío, el paquete se corta ligeramente por debajo de las dimensiones finales y las planchas se separan con abridores . [ 13 ]

En este punto, las placas están cubiertas de cascarilla y deben someterse a un proceso de decapado . Este proceso consiste en sumergir las placas en ácido sulfúrico durante cinco minutos. El decapado transforma la cascarilla en una sustancia viscosa de color negro verdoso que se elimina mediante recocido. Las placas se recocen durante aproximadamente 10 horas y luego se dejan enfriar lentamente. En este punto, las placas se conocen como placas negras decapadas y recocidas . Estas placas se vendían comúnmente para fines de estampado y esmaltado . [ 14 ]

Después de esto, las placas quedan rugosas y no rectas, por lo que se laminan en frío varias veces. El laminado las alarga hasta su dimensión final. Luego se recocen nuevamente para eliminar cualquier endurecimiento por deformación . Estas placas se denominan placas negras decapadas, laminadas en frío y recocidas (placas negras p. cr. y ca.). Para lograr una limpieza perfecta, las placas se decapan nuevamente en ácido sulfúrico diluido . Finalmente, se enjuagan y se almacenan en agua hasta que estén listas para ser estañadas. [ 15 ]

El equipo de estañado consta de al menos un crisol de estaño fundido, con un fundente de cloruro de zinc en la parte superior, y un crisol de grasa. El fundente seca la placa y la prepara para que el estaño se adhiera. Si se utiliza un segundo crisol de estaño, llamado crisol de lavado , este contiene estaño a una temperatura más baja. A continuación, se coloca el crisol de grasa, que contiene aceite, y una máquina de estañado . La máquina de estañado tiene dos pequeños rodillos unidos por resortes, de modo que cuando se inserta la placa estañada, los rodillos expulsan el exceso de estaño. Los resortes de la máquina de estañado se pueden ajustar a diferentes fuerzas para obtener diferentes espesores de estaño. Finalmente, el aceite se limpia con salvado fino y se desempolva. [ 16 ] [ 17 ]

Lo que se describe aquí es el proceso empleado durante el siglo XX. El proceso se fue volviendo algo más complejo con el tiempo, ya que se descubrió que la inclusión de procedimientos adicionales mejoraba la calidad. La práctica del laminado en caliente y luego en frío evidentemente se remonta a los primeros tiempos, ya que la fábrica de hojalata de la familia Knight tenía (desde su fundación alrededor de 1740) dos laminadoras, una en Bringewood (al oeste de Ludlow) que fabricaba chapa negra , y la otra, la fábrica de hojalata en Mitton (ahora parte de Stourport) , evidentemente para las etapas posteriores. [ 18 ]

La laminadora de banda

Las primeras laminadoras en caliente no producían flejes aptos para el estañado, pero en 1929 se empezó a utilizar el laminado en frío para reducir aún más el espesor, lo que hizo posible el estañado. La chapa se estañaba entonces mediante el proceso descrito anteriormente.

procesos de estañado

Existen dos procesos para el estañado de las placas negras: inmersión en caliente y galvanoplastia .

Sumergir en caliente

El estañado en caliente es el proceso de sumergir una pieza en un baño de estaño fundido puro a una temperatura superior a 450  °F o 232  °C.

La hojalata fabricada mediante estañado por inmersión en caliente se obtiene laminando en frío acero o hierro, decapando para eliminar la cascarilla , recociendo para eliminar el endurecimiento por tensión y, finalmente, recubriéndola con una fina capa de estaño . Originalmente, esto se hacía produciendo planchas individuales o en pequeños paquetes, lo que se conoció como el proceso de laminación en paquetes . A finales de la década de 1920, las laminadoras de tiras comenzaron a sustituir a las de paquetes, ya que podían producir las planchas en bruto en mayores cantidades y de forma más económica.

Galvanoplastia

En el proceso de galvanoplastia, el objeto a recubrir se coloca en un recipiente con una solución de una o más sales de estaño. El objeto se conecta a un circuito eléctrico , formando el cátodo (negativo) del circuito, mientras que un electrodo, generalmente del mismo metal que se va a recubrir, forma el ánodo (positivo). Al pasar una corriente eléctrica por el circuito, los iones metálicos de la solución son atraídos hacia el objeto. Para obtener una superficie lisa y brillante, la lámina galvanizada se calienta brevemente por encima del punto de fusión del estaño. La mayor parte del acero estañado que se fabrica hoy en día se recubre posteriormente con una capa muy fina de cromo para evitar que la superficie se opaque por la oxidación del estaño.

Alternativas

  • El terne-plate es un producto similar al hojalata, pero el baño no es de estaño, sino de una mezcla de estaño y plomo , constituyendo este último metal el 7,59% del total. El nombre deriva de "terne", que significa opaco o deslustrado . El terne-plate comenzó a producirse en Inglaterra a mediados del siglo XIX y se extendió su uso en Estados Unidos para techos. [ 2 ] Otras aplicaciones incluían tanques de combustible y contadores de gas. La última fábrica de terne-plate en Brockmoor, West Midlands, en el Reino Unido, cerró en 2006.
  • Para muchos usos, la hojalata ha sido reemplazada por recipientes galvanizados ( recubiertos de zinc ), aunque no para cocinar, ya que el zinc puede ser tóxico. El zinc protege el hierro electrolíticamente ; es decir, el zinc se oxida y se convierte en un polvo blanco para preservar el hierro, mientras que el estaño solo protege el hierro si la superficie de estaño permanece intacta, ya que consume electrolíticamente el hierro desprotegido para preservarse.

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Soldadura - Estañado" . Media College . Nueva Zelanda: Wavelength Media. Archivado del original el 20 de agosto de 2018. Consultado el 20 de agosto de 2018 .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Chisholm 1911 .
  3. ↑ Plinio, Historia Natural 24.162
  4. ↑ Welter 2019 .
  5. ↑ Brown 1988 , págs. 42–8 
  6. ↑ King 1988 , págs. 104–13 
  7. ↑ King 1988 , pág. 109 
  8. ↑ Schubert, John Rudolph Theodore (1 de enero de 1957). Historia de la industria británica del hierro y el acero desde c. 450 a. C. hasta 1775 d. C. (1.ª ed.). Londres, Inglaterra: Routledge & Kegan Paul . pág . 429. LCCN 58002989. OCLC 2536148. OL 6243330M .     
  9. ↑ Minchinton 1957 , pág. 10. 
  10. ↑ Datos extraídos de DP Hussey et al., Gloucester Port Books Database (CD-ROM, Universidad de Wolverhampton 1995).
  11. ↑ Minchinton 1957 , págs. 67–68. 
  12. ↑ Tregoning 1901 , págs. 1278-1279 . 
  13. ↑ Tregoning 1901 , págs. 1279–1280 . 
  14. ↑ Tregoning 1901 , págs. 1280–1281 . 
  15. ↑ Tregoning 1901 , pág. 1281 . 
  16. ↑ Tregoning 1901 , págs. 1281-1282 . 
  17. ↑ Minchinton 1957 , págs. 250–3. 
  18. ↑ Ince, Laurence (1 de octubre de 1991). La familia Knight y la industria siderúrgica británica, 1695-1902 . Birmingham, Inglaterra: Ferric Publications. ISBN 978-0951816509. OCLC 60028177 . OL 18394856M .  

Bibliografía

  • Brown, PJ (1988), "Andrew Yarranton y la industria británica de la hojalata", Historical Metallurgy , vol.  22, n.º  1, págs . 42-8 
  • Este artículo incorpora texto de una publicación que ahora es de dominio público : Chisholm, Hugh , ed. (1911). " Tinta y Terne ". Encyclopædia Britannica . Vol. 26 (11.ª ed.). Cambridge University Press. pág. 1000.     
  • King, PW (1988), "Wolverley Lower Mill y los comienzos de la industria de la hojalata", Historical Metallurgy , vol.  22, n.º  2, págs. 104–113 
  • Minchinton, WW (1957), La industria británica de la hojalata: una historia , Clarendon Press, Oxford
  • Tregoning, WH (1901), "Actas - Institución de Ingenieros Mecánicos, Partes 3-5" , en Institución de Ingenieros Mecánicos (Gran Bretaña) (ed.), La fabricación de hojalata , Institución por Mechanical Engineering Publications Ltd., págs . 1273–1282 
  • Welter, J.-M. (2019). "Estañado por contacto: una tecnología de recubrimiento milenaria". Archaeometry . 61 (4): 906– 920. Bibcode : 2019Archa..61..906W . doi : 10.1111/arcm.12454 . S2CID 134869188 . 

Lecturas adicionales

  1. FW Gibbs, 'El auge de la industria de la hojalata' Annals of Science 6 (1950), 390 y ss.; 7(1) (1951), 25 y ss.; 43 y ss.; 113 y ss.
  • P. Jenkins, ' Veinte por catorce': una historia de la industria de la hojalata del sur de Gales 1700-1961 (Gomer, Llandysul, Dyfed 1995).
  • DA Irwin, '¿Los aranceles estadounidenses de finales del siglo XIX impulsaron las industrias nacientes? Evidencia de la industria de la hojalata' (Documento de trabajo del NBER n.º 6835, 1998)
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