Hornos de calentamiento: hornos diseñados para calentar metal antes de su posterior procesamiento a alta presión: estampado, laminado o forjado. La ductilidad del metal aumenta con el calentamiento, lo que reduce el consumo de energía para su deformación. La temperatura de quemado, a la que se forma una fase líquida en los límites del grano metálico, limita la temperatura máxima de calentamiento. Esto le permite reducir la unión mecánica de los granos y perder la fuerza del metal.
Principio de funcionamiento
La diferencia de temperatura entre el eje de la pieza de trabajo y la superficie afecta la uniformidad del calentamiento del material, lo que juega un papel importante en la deformación plástica. Las propiedades plásticas del material dependen de la temperatura de calentamiento y, por lo tanto, un calentamiento desigual puede provocar deformaciones. La reducción de la diferencia de temperatura aumenta la calidad de los productos laminados y el tiempo de calentamiento de las palanquillas, lo que reduce la productividad del horno y aumenta el desperdicio de metal.
Tipos de hornos
Los hornos de calentamiento se dividen en varios tipos:
- Acción metódica o continua.
- Pozos de calefacción, o intermitentes.
Pozos de calefacción
Los palanquillas grandes que pesan hasta 35 toneladas se calientan en pozos de calentamiento, que pueden acomodar simultáneamente de 5 a 14 lingotes. El funcionamiento ininterrumpido del tren de laminación está garantizado por un grupo de pozos de calefacción. Los hornos de fundición de acero emiten fundidos en ciertos intervalos de tiempo: para hornos de hogar abierto es de 4 a 6 horas, para convertidores, de 1 a 1,5 horas. La parada del horno de calefacción para su reparación se produce después del desarrollo completo de su recurso. Durante este tiempo, los pozos de calefacción se utilizan para calentar las piezas de trabajo almacenadas en el almacén. Los hornos de este tipo desempeñan el papel de una especie de amortiguador entre los trenes de laminación y los hornos de fusión, manteniéndolos en funcionamiento de forma continua.
Los modelos modernos de pozos de calefacción son hornos de cámara con temperatura y condiciones térmicas periódicas.
Hornos industriales
En la metalurgia ferrosa y no ferrosa, los hornos de calentamiento de tipo industrial se utilizan para calentar piezas de trabajo antes de forjarlas, prensarlas o laminarlas. Los hornos difieren en diseño, método de carga de lingotes y régimen de temperatura. El petróleo, la electricidad o el gas natural se pueden utilizar como fuente de energía. Los hornos de calentamiento se dividen en continuos e intermitentes según el método de carga de espacios en blanco.
Se carga un número específico de lingotes en un horno discontinuo, que durantela calefacción permanece estacionaria. Después de alcanzar la temperatura requerida, los lingotes se retiran del horno y se envían para su posterior procesamiento, reemplazados por un nuevo lote. Este tipo incluye hornos de calentamiento de cámara.
En los hornos de ciclo continuo, las piezas de trabajo sumergidas se mueven constantemente en relación con la fuente de calor, lo que garantiza la máxima productividad con un tamaño de horno pequeño. Este tipo incluye hornos transportadores, metódicos y rotativos.
Hornos de cámara
Los lingotes en un horno de cámara permanecen estacionarios durante el calentamiento. Según el dispositivo, los hornos de calentamiento de tipo cámara se dividen en varios tipos:
- Verticales. Durante el calentamiento, la carga y descarga de la pieza de trabajo se encuentran en posición vertical. Se utiliza para la fabricación de metal laminado largo y angosto.
- Kolpakoye. Encima de los productos hay una campana móvil que los calienta a la temperatura deseada. Dichos diseños se utilizan para calentar láminas de metal.
- Calefacción bien. Un horno de carga superior con una escotilla ubicada en la parte superior que le permite cargar espacios en blanco. Dentro del pozo, las piezas de trabajo se sujetan con pinzas mecánicas especiales.
El modo de funcionamiento del elemento calefactor del horno de cámara clasifica los hornos en dos tipos: temperatura constante y temperatura variable.
Los hornos de temperatura variable se utilizan para mantener un determinado régimen de temperatura con el fin de obtenerpropiedades especificadas del metal. Las palanquillas pasan por un ciclo completo de calentamiento y enfriamiento y, por lo tanto, su carga y descarga se realizan simultáneamente. La electricidad permite un control de temperatura más preciso. Los hornos de temperatura constante utilizan aceite o gas natural como combustible y pueden calentar varias piezas al mismo tiempo, mientras que la carga y descarga se pueden realizar por separado.
Hornos de método
Las piezas de trabajo en un horno de calentamiento metódico se mueven constantemente en relación con el elemento de calentamiento. Es posible evitar tensiones mecánicas en el metal y garantizar un calentamiento uniforme gracias al paso de tres zonas por piezas brutas:
- Zona metódica en la que se precalientan los lingotes.
- Zona de soldadura en la que se calientan los lingotes a la temperatura requerida.
- Zona lánguida. La energía térmica se distribuye uniformemente por toda la pieza de trabajo antes de que comience el procesamiento.
Las características de las zonas enumeradas dependen del tamaño de los espacios en blanco. Si la sección de los lingotes es demasiado grande, entonces la zona de soldadura incluye varias secciones, cada una de las cuales tiene una fuente de calor separada para el calentamiento completo y uniforme de la pieza de trabajo. La energía térmica en pequeños lingotes se distribuye casi instantáneamente, respectivamente, no necesitan pasar por la zona de languidez. La fuente de energía de tales hornos es combustible líquido o gas. Hay boquillas en las paredes de la zona de soldadura, con la ayuda de las cuales se realiza el calentamiento.
Hornos industriales de gas
En muchas industrias se utilizan hornos de calentamiento térmico de tipo gas. Son uno de los eslabones del ciclo tecnológico en diversas áreas de producción, desde la metalurgia hasta la fabricación de materiales de construcción.
Los hornos de calefacción en su mayoría tienen el mismo diseño, que consta de un espacio de trabajo, un horno, una chimenea, un intercambiador de calor, una chimenea y dispositivos adicionales.
Hornos portátiles
Los hornos de calentamiento eléctrico son de tamaño compacto, fáciles de operar y reparar y no requieren chimeneas ni cimientos. Cuando se necesitan reparaciones, el horno portátil se reemplaza con un nuevo modelo utilizando una grúa puente, lo que minimiza el tiempo de inactividad en equipos clave.
Hornos mecanizados y semimecanizados
Un tipo de horno, la carga y descarga de piezas en bruto en el que se lleva a cabo utilizando mecanismos adicionales.
Los hornos de cámara mecanizados se pueden instalar en una línea de producción junto con otros equipos debido a la salida rítmica de las piezas de trabajo. Los hornos de empuje son los más simples en términos de operación y diseño.
Hornos de espectáculo
Los hornos giratorios de espectáculos se utilizan cuando es necesario calentar palanquillas redondas con el posterior recalcado de los pernos y el apriete de los extremos. El diseño de tales hornos está representado por una mufla cilíndrica de arcilla refractaria conagujeros El giro de la mufla se realiza junto con el hogar sobre un soporte anular articulado. En la parte central del hogar hay un quemador de gas. Los gases de combustión pasan a través de las aberturas de la mufla, calientan los espacios en blanco instalados y salen a la tubería a través de la sonda de escape.
Según el diseño, los hornos para espectáculos se dividen en rotativos, redondos, rectangulares y fijos. Más sencillos de fabricar y de mayor tamaño son los hornos fijos rectangulares, que también tienen una sola ventana.
El calentamiento del metal en tales hornos se lleva a cabo mediante una llama abierta, como resultado de lo cual se forman incrustaciones en su superficie. El calentamiento de las piezas sin oxidación se lleva a cabo en hornos continuos y discontinuos, lo que permite evitar la aparición de incrustaciones.
