HORNOS INDUSTRIALES

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