Diseño de maquinas industriales

CAPITULO I

HORNOS

El horno es un equipo cerrado o recinto donde se produce calor por la combustión de un material, por la resistencia de un conductor, o por otras fuentes de calor. Es utilizado para someter a transformaciones físicas o químicas a los objetos que se introducen en ellos. Está constituido por una cámara, construida con materiales refractarios y provistos de un equipo decalentamiento alimentado por diferentes combustibles: electricidad, gas, leña, carbón u otros, y puede alcanzar altas temperaturas.

1.1. HORNOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

Existe una gran variedad de hornos que difieren en tamaño, forma, método de calefacción, método de carga y descarga, materiales de construcción y en otros aspectos, por lo que cada horno se proyecta y construye para satisfacer lasexigencias especiales de un proceso o etapa particular.

Los refractarios son los materiales principales en la construcción de los hornos, estos deben permitir la concentración del calor y resistir temperaturas elevadas, así como las acciones químicas y otras condiciones características de los procesos. Además se emplean como recubrimiento de las vasijas de retención, en chimeneas y otrosartificios a través de los cuales se conducen gases calientes.

Por la amplia variedad de hornos, es muy difícil establecer una clasificación completa y exacta. Se pueden clasificar según su aplicación, la fuente de energía que utilizan, su forma, relación de contacto entre carga y combustible, entre otros.
Una primera clasificación se podría hacer para separar los hornos domésticos de losindustriales.

a) Hornos domésticos. Los hornos domésticos se utilizan para calentar, asar y gratinar alimentos. Se pueden clasificar a su vez en tres categorías: hornos de gas, eléctricos y microondas, estos últimos funcionan con energía eléctrica. Los hornos de gas tienen quemadores que calientan por radiación; según como circulan los gases de la combustión se llaman de caldeo directo o indirecto. En loshornos eléctricos no se produce combustión; la corriente eléctrica atraviesa resistencias o conductos tubulares que se calientan al rojo vivo. El horno microondas utiliza ondas electromagnéticas de alta frecuencia que penetran en los alimentos y los cuecen por fricción molecular.

b) Hornos Industriales. Hay muchas industrias que utilizan hornos de diferentes tipos para realizartransformaciones en sus materias primas. Entre estas industrias tenemos: la panificadora, la petroquímica, la metalúrgica, la industria cerámica, la del vidrio, entre otras.

Los hornos industriales pueden clasificarse convenientemente en cuatro grupos principales, según el grado de contacto que tenga lugar entre la carga y combustible o sus productos de combustión.

1. Hornos en los cuales la carga seencuentra en contacto íntimo con el combustible y los productos de combustión. El horno más importante en este grupo es el de cubilote.
2. Hornos en los que la carga esta aislada del combustible pero en contacto con los productos de la combustión. En este tipo de hornos, el más común es el horno de hogar abierto para la fabricación de acero.
3. Hornos en que la carga se encuentra aisladatanto del combustible como de los productos de la combustión. El principal es el horno de crisol, que puede calentarse ya sea por coque, gas o petróleo.
4. Hornos eléctricos. Pueden ser de arco eléctrico, de resistencias, o de inducción.

1.2. TIPOS DE HORNOS

1.2.1. Hornos del primer grupo

En los hornos del primer grupo, la carga de mena o metal está en contacto directo con elcombustible y los productos de la combustión. El combustible se encuentra en estado sólido, ya sea este coque, carbón vegetal o mineral.

Generalmente, este tipo de horno se construye en forma de cuba, con un crisol de área pequeña en el fondo de una columna o cuba; se alimenta por la parte superior y la carga desciende a través del mismo, agrupando en el fondo el producto acabado. Son ejemplos típicos...