Hornos De Reverbero
Las unidades más comunes para la fusión de aluminio son el horno de reverbero (tanto fijo como rotatorio) y el horno de crisol; en donde el horno de reverbero es el más común para la fusión de grandes cantidades de metal. Debido a su propio diseño, en el que el calentamiento del metal se hace a través del calentamiento de las paredes del horno (reverberación), el proceso requiere del calentamiento previo de grandes cantidades de material refractario. Los hornos de reverbero se utilizan para la fundición de piezas de grandes dimensiones, tanto de metales férreos como de metales no férreos, como cobre, latón, bronce y aluminio. El horno de reverbero es un tipo de horno generalmente rectangular, cubierto por una bóveda de ladrillo refractario, que refleja (o reverbera) el calor producido en un sitio independiente del hogar donde se hace la lumbre. Tiene siempre chimenea. El chimenea. El combustible (en caso de hornos de combustible) no combustible) no está en contacto directo con el contenido, sino que lo calienta por medio de una llama insuflada sobre él desde otra cámara siendo por tanto el calentamiento indirecto. Es te tipo de horno es utilizado cuando se requiere la producción producción de de grandes volúmenes de metal. Las tendencias actuales han sido el diseño de unidades con capacidad superior a las 50 toneladas. Este tipo de horno puede ser utilizado como horno de fusión, retención o cumplir ambas funciones. De acuerdo al tipo de fuente de calor, estos hornos pueden ser clasificados en dos clases: hornos de resistencia eléctrica y hornos de combustible.
Hornos de Reverbero de Resistencia Eléctrica
En este tipo de horno, la energía necesaria para la fusión se obtiene por efecto Joule en las resistencias resistencias acomodadas acomodadas en la bóveda del horno, predominando así, así, la radiación como mecanismo de transferencia de calor, estas se fabrican a base de aleaciones refractarías: Níquel-Cromo (80%Ni - 20%Cr), Níquel-Cromo-Hierro-Cobalto; también suelen usarse elementos radiantes a base de carburo de sili cio. Es importante señalar, que los vapores de la mayoría de los fundentes introducidos en el baño metálico atacan los elementos calefactores, por lo que la adición de los fundentes más volátiles no es recomendable hacerla dentro del horno, si no más bien en el crisol de colada. Aunque puede colocarse cierto tipo de protección para las resistencias, como por ejemplo placas metálicas buenas conductoras de calor o placas cerámicas a base de carburo de silicio, el deterioro de las resistencias no puede evitarse completamente, por lo que debe proveerse un mecanismo de recambio fácil, sin necesidad de enfriar el horno, por ejemplo el diseño, de bóvedas desmontables.
Estos hornos se utilizan exclusivamente para aleaciones cuya temperatura de fusión sea inferior a 1000ºC. Los hornos de reverbero de resistencia eléctrica de alta capacidad de producción, generalmente superan las 25 toneladas, con un consumo de energía próxima a los 0,5 Kwh/Kg Al producido.
Ventajas y Desventajas de los Hornos Eléctricos de Resistencia Ventajas
La ausencia de productos de combustión en la atmósfera del horno, reduce la oxidación del metal y de los elementos aleantes. Baja absorción de gases.
Distribución uniforme de la temperatura, así como excelente control de la misma.
Rendimiento energético elevado (70-75) %.
Baja frecuencia de limpieza del horno.
No producen ruidos molestos.
Desventajas
Calentamiento lento y pequeña producción horaria. Se prestan mal a los tratamientos con barboteo de gases o con sales disociables, debido a la susceptibilidad de las resistencias a los vapores generados. Poca flexibilidad al cambio de aleaciones. Las aleaciones madres que permanecen sólidas a (700-750) °C se disuelven difícilmente, quedando sobre la solera sin que ningún movimiento del metal líquido ayude a su disolución, (ejemplo: Al-Zn al 10%).
Hornos de Reverbero Calentados por Combustible
Estos hornos, son por lo general de forma rectangular, de tipo estacionario, aunque también existen unidades de tipo basculante, usados en funderías de baja capacidad de producción. El calor necesario para la fusión en estos hornos, se obtiene a través de unos o varios quemadores, alimentados por combustible líquido o gaseoso, cuya llama incide directa o indirectamente sobre la carga metálica. Los gases de combustión en la atmósfera del horno experimentan intensos movimientos convectivos que favorecen los intercambios térmicos con el metal en fusión. Por estas razones, estos hornos se caracterizan por presentar una elevada velocidad de fusión y un bajo consumo, de combustible. Típicamente los hornos de reverbero calentados por combustible, poseen una puerta a través de la cual, se realiza la carga del horno, y otra, por donde se hace el escorificado del mismo; poseen además una chimenea por la cual salen los productos de los gases de combustión, en donde se pierde una parte importante de calor, motivo por el que estos hornos poseen un bajo rendimiento energético no superando frecuentemente un (25 ó 30) % m á x i m o. La capacidad de los hornos de reverbero de combustible, oscila normalmente entre (5 y 60) toneladas, aunque existen actualmente algunas aplicaciones que superan las 100 toneladas.
Ventajas y Desventajas de los hornos de reverbero de combustible Ventajas
Alta capacidad de producción. Bajos costos de operación debido a que usan combustibles económicos.
Elevada velocidad de fusión.
Los costos de instalación son relativamente bajos.
Adecuados para el cambio frecuente de aleaciones.
Desventajas
Bajo rendimiento energético.
La distribución del calor en la cámara del horno es irregular, lo cual puede dar origen a sobrecalentamientos localizados en el metal líquido.
Los productos de combustión al estar en contacto directo con la carga, favorecen la oxidación de ésta, así como la absorción de hidrogeno.
Dificultad para obtener una buena homogeneidad química del baño.
La buena marcha de los quemadores depende mucho de la ubicación seleccionada.