INTRODUCCION
Entendemos por hornos industriales los equipos o dispositivos utilizados en
la industria, en los que se calientan las piezas o elementos colocados en su
interior por encima de la temperatura ambiente.
El objeto de este calentamiento puede
ser muy variado, por ejemplo:
·
Fundir.
·
Ablandar para una operación de conformación
posterior.
·
Tratar térmicamente para impartir determinadas
propiedades
·
Recubrir las piezas con otros elementos,
operación que se facilita frecuentemente operando a temperatura superior a la
del ambiente.
LA TEMPERATURA
En el trabajo de los
metales, la temperatura desempeña un papel de gran importancia.
LA TEMPERATURA ELEVADAS
•
Vuelven
más blandos a los metales, capacitándolos para las operaciones de deformación
por flexión, forja, estampación, extrusión o laminación.
•
A
más elevadas funden los metales y también eliminan la acritud de los
mismos
•
La elevación de la temperatura por encima de un
cierto punto crítico, seguida de un enfriamiento brusco, vuelve el acero más
duro y resistente pero con una ductilidad menor.
•
Un nuevo calentamiento a una temperatura
inferior al punto crítico disminuye la dureza y aumenta la ductilidad. Se
conoce como tratamiento térmico el proceso completo que tiene por objeto
producir unas propiedades físicas deseadas, controlando la estructura
cristalina.
LA ENERGÍA CALORÍFICA
Gases calientes (Llama)
Ò Producidos
en la combustión de combustibles sólidos, líquidos o gaseosos que calientan las
piezas por contacto directo entre ambos o indirectamente a través de paredes o
tubos radiantes o intercambiadores en general.
ALGUNOS HORNOS DE LLAMA:
·
HORNOS
VERTICALES O DE CUBA
·
HORNOS
DE BALSA
·
HORNOS
TUNEL
·
HORNOS
ROTATORIOS
Energía eléctrica
En diversas formas:
Ò Arco
voltaico de corriente alterna o continua.
Ò Inducción
electromagnética.
Ò Alta
frecuencia en forma de di electricidad o microondas.
Ò Resistencia
óhmica directa de las piezas.
Ò Resistencias
eléctricas dispuestas en el horno que se calientan por efecto Joule y ceden
calor a la carga por las diversas formas de transmisión de calor.
ALGUNOS HORNOS DE ELECTRICA:
·
HORNOS
DE RESISTENCIA
·
HORNOS
DE ARCO
·
HORNOS
DE INDUCCION
HORNOS USADOS PARA LA
FUNDICION
Los hornos que se usan para fundir metales y sus
aleaciones varían mucho en capacidad y tamaño, varían desde los pequeños hornos
de crisol que contienen unos cuantos kilogramos de metal a hornos de hogar
abierto hasta 200 toneladas de capacidad.
¿Por qué se
utiliza varios tipos de hornos?
•
La necesidad de fundir la aleación tan rápidamente como sea posible y
elevar la a temperatura de vaciado requerida.
•
La necesidad de mantener tanto la pureza de la carga, como precisión de su
composición.
•
La producción requerida del horno.
•
El costo de operación del horno
Tipos de Hornos para Fundir
• Horno de crisol (móvil,
estacionario y basculante).
• Horno eléctrico.
• Horno por inducción.
• Horno de arco eléctrico.
• Horno basculante.
• Horno de cubilote
Horno crisol
En estos hornos se funde el metal, sin entrar en contacto
directo con los gases de combustión y por esta razón se llaman algunas veces
hornos calentados indirecta mente.
Hay 3 tipos de hornos de crisol que se usan en los
talleres de fundición
•
Horno de crisol móvil: el crisol se coloca en el
horno que usa aceite gas o carbón pulverizado para fundir la carga
metálica, cuando el metal se funde, el crisol se levanta del horno y se usa
como cuchara de colada
•
Horno de crisol estacionario: en este caso el crisol permanece
fijo y el metal fundido se saca del recipiente mediante una cuchara para
posteriormente llevarlo a los moldes
•
Horno de crisol basculante: el dispositivo entero se puede
inclinar para vaciar la carga , se usan para metales no ferrosos como el bronce,
el latón y las aleaciones de zinc y de aluminio.
Horno Eléctrico
Producen temperaturas muy elevadas y son los más
indicados para la desulfuración y desfosforarían de la fundición y para la
obtención de aceros especiales, porque en ellos el metal se halla libre de todo
cuerpo extraño. Pueden usarse para el afinamiento de la fundición cargándolos
de trozos de hierro o viruta y haciendo luego la adicción de los elementos
necesarios.
Horno por Inducción
Usa corriente alterna a través de una bobina que genera
un campo magnético en el metal, esto causa un rápido calentamiento y la fusión
del metal de alta calidad y pureza.
Estos hornos se usan para casi cualquier aleación cuyos requerimientos sean
importantes
Horno Eléctrico de Arco
La carga se funde por el calor
generado por 3 electrodos gigantes, el consumo
de potencia es alto y pueden diseñarse para altas capacidades de fusión y se usa principalmente
para la fundición de acero, una vez que el material esta fundido el horno se
inclina para verter el acero fundido dentro de una olla.
HORNO DE
AIRE
Está
integrado por un crisol de
arcilla y grafito los que son extremadamente frágiles,
estos crisoles se colocan dentro de un confinamiento que puede contener algún
combustible
solidó como carbón o los productos de la combustión
HORNO ROTATIVO
Se
compone de una envuelta
cilíndrica de acero, revestido con material refractario
y puede girar lentamente alrededor de su eje principal este horno es usado para la
fundición
de cobre, bronce, latón y aluminio.
Campos de aplicación de los hornos
industriales.
Los
campos de aplicación se pueden clasificar por los diferentes tipos de
industrias, con una indicación somera de los hornos utilizados o de las
operaciones realizadas en ellos.
Industria siderúrgica.
·
Hornos altos de
reducción de mineral de hierro.
·
Mezcladores de
arrabio calentados por llamas o por inducción.
·
Convertidores de
acero.
·
Hornos de arco
para fusión de chatarra.
·
Hornos de fusión
por inducción de chatarra.
·
Hornos de
recalentar para las operaciones de laminación, forja, extrusión, de muy
diferentes tipos.
·
Hornos de
tratamientos térmicos de barras, redondos, chapas, perfiles, bobinas, etc.
·
Equipos
auxiliares, tales como: recalentadores de cestas de carga y de cucharas de
colada, hornos de laboratorio, atmósferas controladas, etc.
·
Hornos de
fabricación de ferroaleaciones (Fe-Si, Fe-Mn, Si-Mn, Fe-W, Fe-Mo, Fe-Ti, Fe-V,
etc.), incluyéndose en este apartado, por la gran semejanza del procedimiento,
la fabricación del silicio metal, carburo de calcio, etc.
Industria del aluminio.
o
Celdas de
electrólisis ígnea para transformar alúmina en aluminio fundido.
o
Hornos de fusión
y mantenimiento, a partir de chatarra o aluminio fundido.
o
Hornos de
recalentar placas o redondos para laminación o extrusión.
o
Hornos de
tratamientos térmicos, fundamentalmente recocido, pero también solubilizarían,
maduración o envejecimiento.
o
Equipos
auxiliares, tales como: atmósferas controladas para tratamientos térmicos, recalentadores
de matrices para extrusión, recalentadores de chatarra, hornos de tratamiento
térmico de utillajes, etc.
·
Se incluyen en
este campo, no sólo las aleaciones de aluminio, sino también el magnesio y sus
aleaciones que denominamos metales ligeros en general.
Industria del cobre y sus aleaciones que se
denominan en general metales no férricos pesados, tales como bronces, latones,
cuproníqueles, alpacas, etc.
·
Hornos de
reducción de minerales.
·
Hornos de fusión
de chatarra del tipo de reverbero o crisol.
·
Hornos de
recalentamiento para laminación, forja, extrusión o estampación.
·
Hornos de
tratamientos térmicos, fundamentalmente recocidos y del tipo adecuado al
producto a tratar.
·
Equipos
auxiliares, tales como: atmósferas controladas o vacías, equipos de barnizado o
esmaltado de hilos de cobre, etc.
Industria de automoción.
Incluye
la fabricación de coches, camiones, tractores, motocicletas y bicicletas. Es,
tal vez, el campo de aplicaciones más variado y que exige mayor número de
unidades y mayor sofisticación en los hornos, aunque su importancia económica
sea inferior a la de otros campos. En este campo se tienen:
·
Hornos de fusión
de metales férricos y no férricos.
·
Hornos de
tratamientos térmicos, de todos los tipos posibles prácticamente, dada la gran
variedad de piezas existentes.
·
Hornos de
preparación y pintado de carrocerías, de gran valor económico.
·
Instalaciones
auxiliares, tales como: generadores de atmósferas controladas, tanques de
temple, cámaras de enfriamiento, des engrasadores y hornos de lavado y secado,
etc.
Fundiciones, tanto de metales férricos,
como de metales no férricos.
·
Hornos de fusión
y mantenimiento.
·
Hornos de
tratamientos térmicos, continuos o intermitentes, de los tipos adecuados a la
producción, forma de las piezas, temperatura requerida, etc.
·
Equipos
auxiliares, tales como hornos de secado de moldes y machos y, en alguna
proporción, también atmósferas controladas.
Industrias de productos manufacturados.
Se
incluyen la fabricación de materiales eléctricos (transformadores y motores,
sobre todo), la industria de electrodomésticos (fundamentalmente la serie
blanca), los talleres de calderería, la fabricación de piezas mecánicas, la
industria de la máquina-herramienta, la industria electrónica, etc.
Pueden
incluirse hornos de todos los tipos y para prácticamente todas las
aplicaciones. Se citan a continuación únicamente algunos ejemplos:
·
Hornos de
recocido de chapa magnética.
·
Hornos de
soldadura brillante de pequeñas piezas.
·
Hornos de
sinterizado y, en general, todos los utilizados en pulvimetalurgia.
·
Grandes hornos de
recocido para eliminación de tensiones de piezas fundidas y soldadas.
·
Instalaciones
completas formadas por varios hornos para tratamiento de herramientas.
·
Hornos de
recocido de bancadas de máquinas-herramientas.
·
Hornos de
difusión de hidrógeno en semiconductores.
·
Hornos de secado
al vacío de derivados de transformadores.
Industria química, en la que incluimos la petroquímica y la
farmacéutica.
o
Hornos de
reformado (reforming) en la industria petroquímica.
·
Hornos de
esterilizado de productos medicinales.
Industria cerámica y del vidrio.
o
Hornos rotativos
de fabricación de clinker en la industria del cemento.
o
Hornos continuos
tipo túnel de fabricación de piezas cerámicas industriales y hornos
intermitentes, por ejemplo para cerámica artística.
o
Hornos de fusión
de vidrio y de materiales cerámicos (materiales cerámicos fundidos y fibras
cerámicas).
o
Hornos de
tratamientos térmicos, fundamentalmente de vidrio, pero también, aplicable a
piezas cerámicas.
·
Dentro de los
campos de aplicación citados, el calentamiento por resistencias eléctricas es
ampliamente utilizado en todos los procesos de baja y media temperatura
(principalmente hasta 1.200 °C.) siendo el número de instalaciones comparable
al de hornos de llamas y netamente superior al de las calentadas por otros
procedimientos (arco, inducción, alta frecuencia y especiales).
·
Conclusiones
Bueno mis conclusiones de este tema es que gracias haber
estudiado y haber
investigado los hornos industriales.
Me han enseñado que hay una gran variedad de hornos
y cada uno tiene diferentes
funciones y diferente partes.
Nuestro objetivo fue que
nos enteremos las funciones y para que sirven y nos ayuden a conocer más de
nuestra carrera y para tener un gran conocimiento y nos sirva para nuestra
carrera técnica.
BIBLIOGRAFIA
J. ASTIGARRAGA. “Hornos industriales de
resistencia”. Ed. MC Graw Hill
H. ARIAS, J.M.
LASHERAS. “Tecnología mecánica”. Ed. Donostiarra