Definicin de hornos

Los hornos industriales son los equipos o dispositivos utilizados en la industria, en los que se calientan los materiales y las piezas o elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente.

Partes de un horno

CIMIENTOS.

Los cimientos son la parte del horno que se apoya directamente en el suelo reconocido como apto para se f i n y que sostienen todas las dems partes del horno. Por supuesto, lo nico que se requiere de los cimientos es su absoluta solidez como para aguantar toda la carga esttica de las partes del horno dispuestas encima, as como eventualmente las posibles cargas dinmicas, sin sufrir deterioro alguno. Los cimientos deben tener dimensiones suficientes, como para que la presin contra el suelo no pase los valores admisibles. PLATAFORMA.

La plataforma es el plano inmediatamente superior a los cimientos del horno y el inferior de la mampostera. Para su construccin se emplean distintos materiales: ladrillos refractarios y termoaislantes. El tipo de construccin y el espesor de la plataforma se dictan por la estructura del horno. Su fin principal es dar una superficie sobre la cual pueden ser dispuestas todas las partes inferiores del horno.

SOLERA

Solera es la parte del horno sobre la cual se dispone el metal fundido o los materiales a calentarse.

Como soporta la carga del material debe ser suficientemente slida, impermeable para el metal

lquido, material vtreo y escorias, y qumicamente estable respecto a estas ltimas. En la mayora de los casos tiene una forma de baera bajo los hornos de reverbero o los elctricos de fundicin.

PAREDES.

Las paredes rodean la zona de trabajo del horno. Generalmente ellas mantienen la bveda. Deben proteger la zona de las prdidas de calor, no permitir el escape de los gases de hogar ni succin del aire de la atmsfera hacia el interior del horno. La cara ms importante de las paredes es la interior. Debe ser pareja, limpia, tener juntas delgadas. Se hacen con ladrillos enteros y sanos tanto de sus caras, como de aristas y ngulos.

- Alcanzar la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones quimicas

necesarias para la obtencion de un determinado producto.

- Cambios de estado (Fusion de los metales y vaporizacion).

- Ablandar para una operacin de conformado posterior.

- Tratar trmicamente para impartir determinadas propiedades.

- Recubrir las piezas con otros elementos, operacin que se facilita frecuentemente operando a temperatura superior a la del ambiente (Vitrificado de los productos cermicos).

Hornos para producir efectos fsicos en el producto, que a su vez pueden dividirse en:

- Hornos de calentamiento

- Hornos de fusin

1.- Estufas, para hornos que operen a baja temperatura pero sin definir esta, normalmente hasta 500-600 C.

Se utiliza la denominacin estufas Cooper para los recalentadores de aire en hornos altos que operan a altas temperaturas.

2.- Secaderos (tambin denominados, cuando se realiza por elevacin de la temperatura, estufas de secado).

La temperatura de secado puede ser elevada y adoptar una tcnica de construccin similar a la de los hornos.

3.- Bateras de coque son las series de hornos en forma de celda utilizadas en la produccin del coque.

4.- Arcas de recocer en la industria del vidrio.

5.- Incineradores, equipos destinados a la combustin y eliminacin de residuos.

Clasificacin

1.- Gases calientes (Llama) producidos en la combustin de combustibles slidos, lquidos o gaseosos que calientan las piezas por contacto directo entre ambos o indirectamente a travs de paredes o tubos radiantes o intercambiadores en general.

1.- HORNOS DE LLAMA

1.1.- HORNOS VERTICALES O DE CUBA

1.2.- HORNOS DE BALSA

1.3.- HORNOS ROTATORIOS

1.4.- HORNOS TUNEL

2.-Energa elctrica en diversas formas:

- Arco voltaico de corriente alterna o continua.

- Induccin electromagntica.

- Alta frecuencia en forma de di electricidad o microondas.

- Resistencia hmica directa de las piezas.

- Resistencias elctricas dispuestas en el horno que se calientan por efecto Joule y ceden calor a la cara por las diversas formas de transmisin de calor.

2.- HORNOS ELECTRICOS

2.1.- HORNOS DE RESISTENCIAS.

2.2.- HORNOS DE ARCO

2.3.- HORNOS DE INDUCCION

Son evidentes algunas de las ventajas del calentamiento elctrico que se sealan a continuacin:

1.- Ausencia de humos de combustin.

2.- Mejores condiciones de trabajo alrededor del horno y ambientales por el exterior.

3.- Mayor seguridad del personal.

4.- Posibilidad de mantener los hornos sin vigilancia fuera de las horas de trabajo por eliminacin del peligro de explosiones.

5.-Ms simple utilizacin de las fibras cermicas como aislamiento del horno.

6.- Gran elasticidad de funcionamiento y sencilla automatizacin de los hornos.

Los hornos elctricos de resistencia segn el tipo de recinto

Hornos de solera.

- Hornos de balsa.

- Hornos de soleras mltiples.

- Hornos de solera giratoria.

- Hornos de tnel.

- Hornos rotativos.

- Hornos de solera mvil.

- Hornos de crisol.

- Hornos de mufla.

- Hornos de cuba.

Hornos oscilantes y giratorios

Hornos elctricos

Hornos elctricos de arco

Hornos de arco directo monofsico

Hornos de arco trifsicos

Hornos de arco indirecto monofsico

Hornos elctricos de resistencia

Hornos de resistencia no metlica

Hornos de resistencia metlica

Hornos elctricos de induccin

Hornos deinduccinde baja frecuencia

Hornos de induccin de alta frecuencia.

Campos de aplicacin de los hornos industriales

Los campos de aplicacin se pueden clasificar por los diferentes tipos de industrias, con una indicacin somera de los hornos utilizados o de las operaciones realizadas en ellos. - Industria siderrgica.

- Hornos altos de reduccin de mineral de hierro.

- Mezcladores de arrabio calentados por llamas o por induccin.

- Convertidores de acero.

- Hornos de arco para fusin de chatarra.

- Hornos de fusin por induccin de chatarra.

- Hornos de recalentar para las operaciones de laminacin, forja, extrusin, de muy diferentes tipos.

- Hornos de tratamientos trmicos de barras, redondos, chapas, perfiles, bobinas, etc.

- Equipos auxiliares, tales como: recalentadores de cestas de carga y de cucharas de colada, hornos de laboratorio, atmsferas controladas, etc.

- Hornos de fabricacin de ferroaleaciones (Fe-Si, Fe-Mn, Si-Mn, Fe-W, Fe-Mo, Fe-Ti, Fe-V, etc.), incluyndose en este apartado, por la gran semejanza del procedimiento, la fabricacin del silicio metal, carburo de calcio, etc. - Industria del aluminio.

- Celdas de electrlisis gnea para transformar almina en aluminio fundido.

- Hornos de fusin y mantenimiento, a partir de chatarra o aluminio fundido.

- Hornos de recalentar placas o redondos para laminacin o extrusin.

- Hornos de tratamientos trmicos, fundamentalmente recocido, pero tambin solubilizaran, maduracin o envejecimiento.

- Equipos auxiliares, tales como: atmsferas controladas para tratamientos trmicos, recalentadores de matrices para extrusin, recalentadores de chatarra, hornos de tratamiento trmico de utillajes, etc.

Se incluyen en este campo, no slo las aleaciones de aluminio, sino tambin el magnesio y sus aleaciones que denominamos metales ligeros en general.

Industria de automocin.

Incluye la fabricacin de coches, camiones, tractores, motocicletas y bicicletas. Es, tal vez, el campo de aplicaciones ms variado y que exige mayor nmero de unidades y mayor sofisticacin en los hornos, aunque su importancia econmica sea inferior a la de otros campos. En este campo se tienen:

- Hornos de fusin de metales frricos y no frricos.

- Hornos de tratamientos trmicos, de todos los tipos posibles prcticamente, dada la gran variedad de piezas existentes.

- Hornos de preparacin y pintado de carroceras, de gran valor econmico.

Industria qumica, en la que incluimos la petroqumica y la farmacutica.

- Hornos de reformado (reforming) en la industria petroqumica.

--Hornos de esterilizado de productos medicinales.

Industria cermica y del vidrio.

- Hornos rotativos de fabricacin de Clinker en la industria del cemento.

- Hornos continuos tipo tnel de fabricacin de piezas cermicas industriales y hornos intermitentes, por ejemplo para cermica artstica.

- Hornos de fusin de vidrio y de materiales cermicos (materiales cermicos fundidos y fibras cermicas).

- Hornos de tratamientos trmicos, fundamentalmente de vidrio, pero tambin, aplicable a piezas cermicas.

Procedimientos.

Se pueden tambin plantear las aplicaciones de los hornos industriales en relacin con el procedimiento o procesos utilizados. Desde este punto de vista se clasifican de la siguiente forma:

- Sinterizado y calcinacin.

- Fusin y mantenimiento de:

-Metales frricos (fundicin, acero, nquel, cromo y aleaciones).

-Metales no frricos pesados (cobre, aleaciones).

-Metales no frricos ligeros (aluminio, magnesio y aleaciones).

-Metales preciosos y aleaciones.

-Otros metales y aleaciones.

- Vidrio y productos cermicos.

-Materiales de goma y plsticos.

- Extraccin por fusin.

- Calentamiento de los materiales para:

- Laminacin y trefilado.

- Extrusin.

- Forja.

- Estampacin.

- Conformado en caliente.

- Tratamientos trmicos de los materiales para:

- Recocido, normalizado, temple, revenido, homogeneizado, solubilizaran, maduracin o envejecimiento, etc.

- Cementacin, carbonitruracin, nitrocarburacin, nitruracin, cianuracin, descarburacin, etc.

- Otros procesos para materiales no metlicos, por ejemplo, vulcanizado de gomas y tratamientos de plsticos.

- Recubrimientos de piezas metlicas y no metlicas que incluye:

- Galvanizacin.

- Estaado.

- Emplomado.

- Esmaltado.

- A base de polvos metlicos.

- De plsticos.

- Por medio de pinturas y barnices.

- Secado o, en general, reduccin del contenido de humedad.

- Extraccin de polvo que en algunos casos supone la utilizacin de hornos.

Factores para una eleccin correcta.

Para que sea correcta la eleccin de un horno para una aplicacin determinada deben tenerse en cuenta diversos factores que pueden agruparse segn los tres criterios principales siguientes:

1.- Requerimientos y datos del usuario.

2.- Posibilidades tecnolgicas del constructor.

3.- Exigencias y posibilidades econmicas.

Exigencia tcnica

- Carga a tratar:

- Naturaleza y forma de la carga o piezas

- Naturaleza del material (emisividad, calor especfico, densidad aparente y real)

- Temperatura inicial.

2.- Tratamiento:

- Ciclo temperatura-tiempo

- Temperatura normal de utilizacin del horno, mxima y mnima

- Precisin de temperatura requerida

- Presencia o no de atmsfera controlada.

3.- Produccin.

- Produccin horaria o por ciclo/carga

- Posibilidad de dividir la produccin en varios hornos

- Utilizacin del equipo (horas, das, semanas, etc.)