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).
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Modelo de horno para fusión de crisoles |
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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.
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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. |
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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
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Modelo de horno para cementación |
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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.
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Modelo de horno para pudelar Ponsard |
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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)
- Hhornos 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. |
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Modelo de horno de cubilote |
