Los hornos industriales desempeñan un papel muy importante en diferentes procesos industriales para modificar las propiedades de piezas y materiales mediante la aplicación de calor controlado. Con una capacidad y potencia más elevada que los hornos de uso doméstico, estos equipos pueden manejar grandes volúmenes de producción y alcanzar altas temperaturas.
En este artículo profundizaremos en las características principales de los hornos industriales. También mencionaremos las diferencias entre los hornos para metales (furnaces), los hornos para cerámica y cerámica técnica (kilns), así como hornos y secadores para baja temperatura (ovens and dryers). Además, explicaremos las clasificaciones más comunes de estos equipos según el proceso, la fuente de calor y el rango de temperatura de uso.
¿Qué son los Hornos Industriales y Cuáles son sus Características?
Los hornos industriales son equipos diseñados para calentar, secar, fundir y endurecer, entre otros procesos, a escala industrial. Se utilizan en una amplia variedad de industrias como la metalúrgica, fundición, cerámica, automotriz, aeroespacial, construcción, refractarios, electrónica, entre muchas otras.
Criterios Clave para la Selección de un Horno Industrial
Para elegir el horno más adecuado para tus necesidades de calentamiento industrial, es necesario tomar en cuenta ciertos puntos:
- Proceso de calentamiento: este involucra conocer el tipo de tratamiento térmico que requiere el cliente para su industria.
- Rango de temperatura: dependiendo del material, la aplicación y la temperatura del proceso que desees trabajar, puede variar el tipo de horno. Es importante conocer los rangos mínimos o máximos necesarios como uno de los primeros criterios de selección.
- Fuente de calor: estos equipos pueden funcionar mediante fuentes de calor como el gas natural o gas LP, la electricidad u otro tipo de combustible; cada uno de ellos con sus ventajas y desventajas.
- Sistemas de control: debe de ser posible ajustar la temperatura, así como otras variables y mantenerlas constantes durante todo el proceso.
- Tamaño: la dimensión también debe tomarse en cuenta, ya que es necesario conocer la cantidad de material a procesarse por carga, para diseñarlo de la manera más eficiente.
- Eficiencia energética: finalmente, otro factor importante a considerar es que sea eficiente en términos energéticos. Esto te permitirá ahorrar costos operativos y reducir tu impacto ambiental.
- Seguridad bajo normas: estas proporcionan una guía para minimizar los riesgos en hornos industriales, un ejemplo es la norma NFPA 86, entre otras.
Nomenclatura y Rangos de Temperatura: Furnaces, Kilns, Ovens y Dryers
Dentro de los diferentes equipos de calentamiento industrial que existen, cada uno cuenta con características únicas que los diferencian entre sí.
- Los hornos llamados en inglés, furnaces, están diseñados para calentar y tratar térmicamente metales ferrosos y no ferrosos.
- Los hornos conocidos como kilns, están diseñados para quemar productos cerámicos, vidrio y otros materiales.
Tanto furnaces como kilns son utilizados en procesos de altas temperaturas, mayores a 500 °C (932 °F).
A su vez, los hornos de baja temperatura (ovens & dryers), son equipos que pueden utilizarse tanto en la metalúrgica como en cerámica. Estos se utilizan en procesos de bajas temperaturas, menores a 500 °C (932 °F), así como para procesos de tratamiento térmico y secado.
Clasificación de los Tipos de Hornos Industriales
Existe una variedad de clasificaciones en los hornos industriales; sin embargo, nos centraremos en las categorías más comúnmente utilizadas.
Clasificación según su Proceso Térmico
Uno de los factores más importantes a considerar para la elección de un horno es el proceso térmico a realizar, ya que existen diversos propósitos, desde la cocción de cerámica hasta el tratamiento térmico de metales.
Procesos en Furnaces:
- Tratamiento térmico: tiene como objetivo mejorar la dureza, la resistencia y otras propiedades de los materiales. Este se puede utilizar para metales ferrosos (acero, aceros aleados, hierro) y no ferrosos (aluminio, titanio, cobre, zinc).
- Fundición: los hornos se pueden utilizar para fundir metales, vidrio y otros materiales que necesiten ser derretidos para un procesamiento adicional.
Procesos en Kilns:
- Cocción de cerámica: el proceso implica calentar el material a una temperatura alta hasta que se vitrifique (endurezca) y se vuelva duradero. Ejemplos de materiales pueden ser la cerámica.
- Fusión de vidrio: el vidrio se calienta a una temperatura específica y se mantiene allí hasta que se funde.
Procesos en Ovens and Dryers:
- Curado y secado: se utilizan en la fabricación de materiales compuestos y polímeros. Los hornos de baja temperatura y los hornos de secado pueden proporcionar la temperatura y la humedad adecuadas para esto.
Clasificación según su Rango de Temperatura de Uso
Otro de los factores importantes a considerar para la elección de un horno es el rango de temperatura requerido. Este determina la capacidad de aislamiento y el tipo de fuente de energía a utilizar para llevar a cabo procesos específicos. Dentro de esta clasificación existen dos tipos: de altas temperaturas y de bajas temperaturas.
- Hornos para altas temperaturas: estos hornos están diseñados para operar a temperaturas que superan los 1000 °C (1832 °F). Se utilizan principalmente para procesos de calentamiento para forja, de tratamiento térmico, entre otros. Entre las industrias que suelen utilizar este tipo de hornos podemos mencionar forja, fundiciones, acero, aluminio, entre otras.
- Hornos y quemadores para bajas temperaturas: estos hornos están diseñados para operar a temperaturas que suelen estar por debajo de los 650 °C (1200 °F). Se utilizan principalmente para procesos de tratamiento térmico, curado y secado, entre otros. Dentro de las industrias relacionadas a este tipo de hornos podemos encontrar la de fundición, acero, aluminio, refractarios, sanitarios, abrasivos, cerámica técnica, entre otras.
Clasificación de los Hornos Industriales según su Aplicación
Además de las clasificaciones previamente mencionadas, podemos hablar sobre los tipos de hornos más comunes que se emplean en función a la aplicación y necesidad de cada industria.
- Horno caja: este equipo cuenta con un sistema de una o múltiples puertas, estas pueden ser operadas para realizar un levante vertical o abatible.
- Horno de túnel: en este equipo el producto se traslada en un túnel caliente por medio de procesos continuos y masivos. La temperatura del horno cambia en diferentes secciones a lo largo de su longitud.
- Horno intermitente: trabaja por lotes, es decir, permite la carga y descarga de material cuando el horno está frío o no ha iniciado el proceso de calentamiento.
- Horno tipo carro: esta suele ser una opción de horno para procesos que requieren el manejo de lotes, piezas de formas y/o tamaños grandes e inusuales o cargas de configuración múltiple.
- Horno de campana: en este horno, el producto es calentado dentro de una cobertura móvil, la cual puede ser retirada directamente usando una grúa viajera.
- Horno continuo con transportador: dentro de este podemos encontrar con rodillos, banda transportadora, vigas caminantes, empujadores, etc.
HORNO INDUSTRIALES PARA SINTERIZACIÓN DE CERAMICOS
Conclusión
Los hornos son equipos que se necesitan en diferentes procesos de calentamiento industrial. Cada industria tiene necesidades particulares, por lo cual deben considerar factores como el tipo de material y su manejo, la temperatura requerida y el proceso a ejecutar al momento de elegir al adecuado.
Es importante que las empresas tomen en cuenta todo lo anterior para que logren resultados consistentes y de alta calidad, al mismo tiempo que minimicen los costos y su impacto ambiental.
Sobre NUTEC Bickley
En NUTEC Bickley contamos con más de 45 años de experiencia en el diseño y fabricación de hornos industriales para cerámica y metales, sistemas de combustión y aislamiento térmico. Tenemos presencia en más de 50 países, y hemos trabajado con clientes de diversos sectores, incluyendo el automotriz, aeroespacial, alimentaria, cerámica, metalúrgica y muchas más industrias.
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