Hornos
Los hornos fueron utilizados desde
los tiempos prehistóricos. Existen sobre su origen narraciones fabulosas,
de las cuales la más popular es el mito de Prometeo, quien con el
uso del fuego había enseñado a la humanidad la práctrica
de la metalurgia. Generalmente se admite que los primeros hornos fueron
destinados a cocer pan, pero desde épocas remotísimas se
usaron también para la cocción de objetos de barro, así
como para licuar determinados metales y sus aleaciones (oro, plata, plomo,
cobre y zinc en particular).
|
Modelo de horno para fusión de crisoles
|
|
Los primeros hornos destinados
a la fusión de metales fueron, con toda probabilidad, hornos de
crisol.
Estos hornos son de calentamiento
indirecto; esto quiere decir que la carga no está en contacto directo
ni con los combustibles ni con los productos de la combustión. A
su vez, estos pueden ser:
-
de cuba con crisol separable (hornos ordinarios de fundición
y horno de Pascalis), con crisol fijo y horno transportable (Piat), con
crisol fijo y horno basculante (horno simplex, Morgan, Basse y Selve, Buess,
Badische Maschinenfabrik).
-
de reverbero (como los de crisoles múltiples empleados
en la fabricación de acero crisol), de llama larga.
|
Muchas veces se agrupan
los hornos según las finalidades a que se destinan, y así
se habla de: hornos metalúrgicos, hornos de fundición, hornos
para la fusión de aleaciones, hornos para tratamientos térmicos,
hornos cerámicos, hornos de vidrio, hornos de acero, hornos de cemento,
hornos para recocer, hornos de caldeo, hornos de desecación, tostación,
sublimación, calcinación, afinado, hornos de cocer pan, hornos
de pastelería, etc.
| Para la producción del
acero, es decir la transformación del hierro del alto horno (arrabio)
por reducción del carbono, se emplean los hornos Siemens-Martin.
La plaza del horno tiene una
solera, en donde se colocan los crisoles en
dos filas, que está formada por una gruesa capa de arena de cuarzo
muy refractaria, colocada sobre una tapa de palastro inclinada hacia uno
de los costados. El calor producido por la mezcla de gas y aire provoca
una temperatura muy alta, entre 1490 y 1580 °C. En la parrilla del
gasógeno se va echando el combustible desde el cilindro, el cual
se quema inmediatamente, pasando los gases por los conductos desembocando
en el hogar del horno. |
|
Modelo de Horno Siemens-Martin
|
Una clasificación interesante
de los hornos responde al tipo de combustible que emplea para producir
el calor:
-
para combustibles sólidos, que queman carbón
de leña, hulla, coque
-
para combustibles líquidos, diesel, alquitrán,
petróleo, bencinas, querosene
-
para combustibles gaseosos (gas de gasógeno, gas de
alumbrado, mezcla oxhídrica, mezcla oxiacetilénica)
-
eléctricos
|
Modelo de horno para cementación
|
|
Para obtener el acero por carburación
del hierro forjado (arrabio), proceso que se llama carburación,
se colocan hierro y carbón vegetal en polvo en capas alternadas,
en unas grandes cajas de ladrillos refractarios que son calentados por
el hogar.
La solera del horno de cementación,
que es rectangular, está cubierta por una bóveda rebajada,
recorrida por numerosos agujeros. Los gases de la combustión salen
del hogar y rodean completamente a las dos cajas acodadas por un gran número
de canales. Los canales desembocan debajo de la bóveda del horno,
y atraviesan varias pequeñas chimeneas que conduce a una gran campana
cónica, que termina en una chimenea, la cual conduce los gases de
la combustión al aire libre, a una altura suficiente para que no
moleste. |
El acero bruto, también
llamado crudo o pudelado, se obtiene en el mismo horno y por las mismas
operaciones que el hierro pudelado, sin más diferencia que lo elevado
de la temperatura que debe emplearse. Durante mucho tiempo tuvo que usarse
el carbón vegetal para producir el acero por este método
si se quería obtener un buen producto. Actualmente puede conseguirse
este resultado con mucho menos gasto del que supone el uso constante del
carbón vegetal, sometiendo el carbón de hulla a una preparación
previa por medio del agua, triturándolo y lavándolo en cribas
para separar el azufre que contiene, causa de las malas cualidades que
comunica al acero. Pudelar es hacer dulce el hierro colado, quemando parte
de su carbono en hornos de reverbero.
|
|
|
Modelo de horno para pudelar Ponsard
|
|
|
Otra forma moderna de producir
calor, aprovecha las efectos de la corriente eléctrica para así
lograr temperaturas sumamente altas, entre 3000 y 4000 °C. Así,
encontramos los:
-
hornos de arco voltaico (aprovechando la caída de
tensión en un gas ionizado, generalmente el aire),
-
hornos de resistencias (efecto Joule, por la circulación
directa o indirecta de la corriente por el material a fundir),
-
hornos de inducción (desarrollando corrientes inducidas
en la masa o material a calentar),
-
hornos de alta frecuencia (provocando en el mismo la aparición
de corrientes parásitas)
| Los hornos de cubilote se emplean
para fundir hierro y arrabio y obtener el hierro gris de calidad mecánica,
que se conoce también como hierro dulce. La carga se realiza por
un tragante superior (60 % de hierro, 20 % de arrabio, 15 % de carbón
de coque y un 5 % de piedra caliza, o vidrio o marmol para preparar ),
mientras que el aire precalentando y el combustible inicial entran por
la parte inferior.
Es un horno de cuba, con tiro
natural o atmosférico en donde la acción directa del combustible
actúa sobre la carga, con inyección de aire o toberas (son
los antiguos hornos de manga, así llamados por la manga de cuero
de la que iban provistos para conducir el aire de los fuelles hasta las
toberas: altos hornos, cubilotes, hornos para fundir piritas).
El que vemos a la derecha corresponde
a una maqueta en escala reducida, hecha por los alumnos a principios de
siglo, copia de los hornos que posee esta Escuela en su Taller de Fundición. |
|
Modelo de horno de cubilote
|
