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:

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:

    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



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