Hornos Industriales.pdf

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    Leccion 10.- Hornos industriales. 10.1.- Definicin de hornos industriales. Los hornos industriales son los equipos o dispositivos utilizados en la industria, en los que se calientan los materiales y las piezas o elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo: - Alcanzar la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones qumicas necesarias para la obtencin de un determinado producto.

    - Cambios de estado (Fusin de los metales y vaporizacin). - Ablandar para una operacin de conformado posterior. - Tratar trmicamente para impartir determinadas propiedades. - Recubrir las piezas con otros elementos, operacin que se facilita frecuentemente operando a temperatura

    superior a la del ambiente (Vitrificado de los productos cermicos). En el trabajo de los metales, la temperatura desempea un papel de gran importancia. Las temperaturas elevadas vuelven ms blandos la mayora de los metales, capacitndolos para las operaciones de deformacin por flexin, forja, estampacin, extrusin o laminacin. Las temperaturas todava ms elevadas funden los metales y tambin eliminan la acritud de los mismos; el proceso de calentamiento de los metales con este fin, enfriando despus de modo que no se produzca ninguna deformacin, se conoce como recocido. La elevacin de la temperatura por encima de un cierto punto crtico, seguida de un enfriamiento brusco, vuelve el acero ms duro y resistente pero con una ductilidad menor. Un nuevo calentamiento a una temperatura inferior al punto crtico disminuye la dureza y aumenta la ductilidad. Se conoce como tratamiento trmico el proceso completo que tiene por objeto producir unas propiedades fsicas deseadas, controlando la estructura cristalina. Las operaciones industriales abarcan una amplia gama de temperaturas, las cuales dependen del material a calentar y tambin (para un material dado) del objeto del proceso de calentamiento y de las operaciones subsiguientes. La tabla 10.1.1 contiene con cierta aproximacin las temperaturas de calentamiento de algunos materiales y procesos. As, atendiendo al tipo de efecto que el horno produce en el producto, se pueden tener: - Hornos para producir efectos fsicos en el producto, que a su vez pueden dividirse en:

    - Hornos de calentamiento - Hornos de fusin

    - Hornos para producir efectos qumicos en el producto (Reduccin sin fusin, fusiones reductoras,

    sinterizacin, tostacin, calcinacin, volatilizacin reductora, volatilizacin, metalotermias, etc). Hay que sealar que la definicin anterior, aparentemente clara, no lo es tanto en la prctica, ya que es frecuente utilizar otros trminos tales como: 1.- Estufas, para hornos que operen a baja temperatura pero sin definir sta, normalmente hasta 500-600 C.

    Se utiliza la denominacin estufas Cooper para los precalentadores de aire en hornos altos que operan a altas temperaturas.

    2.- Secaderos (tambin denominados, cuando se realiza por elevacin de la temperatura, estufas de secado). La temperatura de secado puede ser elevada y adoptar una tcnica de construccin similar a la de los hornos.

    3.- Bateras de coque son las series de hornos en forma de celda utilizadas en la produccin del coque. 4.- Arcas de recocer en la industria del vidrio. 5.- Incineradores, equipos destinados a la combustin y eliminacin de residuos.

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    Tabla 10.1.1.- Temperaturas de calentamiento de algunos materiales y procesos.

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    Tabla 10.1.1.- Temperaturas de calentamiento de algunos materiales y procesos (Continuacin).

    Para evitar ambigedades se denominar hornos a todos aquellos equipos o instalaciones que operan, en todo o en parte del proceso, a temperatura superior a la ambiente. La energa calorfica requerida para el calentamiento de los hornos puede proceder de: 1.- Gases calientes (Llama) producidos en la combustin de combustibles slidos, lquidos o gaseosos que

    calientan las piezas por contacto directo entre ambos o indirectamente a travs de paredes o tubos radiantes o intercambiadores en general.

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    2.-Energa elctrica en diversas formas:

    - Arco voltaico de corriente alterna o continua. - Induccin electromagntica. - Alta frecuencia en forma de dielectricidad o microondas. - Resistencia hmica directa de las piezas. - Resistencias elctricas dispuestas en el horno que se calientan por efecto Joule y ceden calor a la carga por las diversas formas de transmisin de calor.

    La forma de calentamiento da lugar a la clasificacin de los hornos en dos grandes grupos, con diversos tipos:

    1.- HORNOS DE LLAMA 1.1.- HORNOS VERTICALES O DE CUBA 1.2.- HORNOS DE BALSA 1.3.- HORNOS ROTATORIOS 1.4.- HORNOS TUNEL

    2.- HORNOS ELECTRICOS 2.1.- HORNOS DE RESISTENCIAS. 2.2.- HORNOS DE ARCO 2.3.- HORNOS DE INDUCCION Son evidentes algunas de las ventajas del calentamiento elctrico que se sealan a continuacin: 1.- Ausencia de humos de combustin. 2.- Mejores condiciones de trabajo alrededor del horno y ambientales por el exterior. 3.- Mayor seguridad del personal. 4.- Posibilidad de mantener los hornos sin vigilancia fuera de las horas de trabajo por eliminacin del

    peligro de explosiones. 5.-Ms simple utilizacin de las fibras cermicas como aislamiento del horno. 6.- Gran elasticidad de funcionamiento y sencilla automatizacin de los hornos. Ha sido frecuente la instalacin de los diversos hornos de una planta industrial en un recinto propio denominado departamento de hornos o de tratamientos trmicos, con el coste que ello supone por el transporte de las piezas desde el mecanizado y hasta la lnea de montaje o proceso posterior. Los hornos elctricos permiten instalar los hornos dentro de las lneas de produccin, ya que se consiguen condiciones ambientales perfectamente aceptables. En los hornos de llama se hace referencia al tipo de recinto, el cual tambin puede darse en los hornos elctricos. As, los hornos elctricos de resistencia segn el tipo de recinto pueden ser: - Hornos de solera.

    - Hornos de balsa. - Hornos de soleras mltiples. - Hornos de solera giratoria. - Hornos de tnel. - Hornos rotativos. - Hornos de solera mvil. - Hornos de crisol. - Hornos de mufla. - Hornos de cuba.

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    10.2.- Campos de aplicacin de los hornos industriales. Los campos de aplicacin se pueden clasificar por los diferentes tipos de industrias, con una indicacin somera de los hornos utilizados o de las operaciones realizadas en ellos. 10.2.1.- Industria siderrgica. - Hornos altos de reduccin de mineral de hierro. - Mezcladores de arrabio calentados por llamas o por induccin. - Convertidores de acero. - Hornos de arco para fusin de chatarra. - Hornos de fusin por induccin de chatarra. - Hornos de recalentar para las operaciones de laminacin, forja, extrusin, de muy diferentes tipos. - Hornos de tratamientos trmicos de barras, redondos, chapas, perfiles, bobinas, etc. - Equipos auxiliares, tales como: precalentadores de cestas de carga y de cucharas de colada, hornos de laboratorio, atmsferas controladas, etc.

    - Hornos de fabricacin de ferroaleaciones (Fe-Si, Fe-Mn, Si-Mn, Fe-W, Fe-Mo, Fe-Ti, Fe-V, etc.), incluyndose en este apartado, por la gran semejanza del procedimiento, la fabricacin del silicio metal, carburo de calcio, etc.

    10.2.2.- Industria del aluminio. - Celdas de electrlisis gnea para transformar almina en aluminio fundido. - Hornos de fusin y mantenimiento, a partir de chatarra o aluminio fundido. - Hornos de recalentar placas o redondos para laminacin o extrusin. - Hornos de tratamientos trmicos, fundamentalmente recocido, pero tambin solubilizacin, maduracin o envejecimiento.

    - Equipos auxiliares, tales como: atmsferas controladas para tratamientos trmicos, precalentadores de matrices para extrusin, precalentadores de chatarra, hornos de tratamiento trmico de utillajes, etc.

    Se incluyen en este campo, no slo las aleaciones de aluminio, sino tambin el magnesio y sus aleaciones que denominamos metales ligeros en general. 10.2.3.-Industria del cobre y sus aleaciones que se denominan en general metales no frricos pesados,

    tales como bronces, latones, cupronqueles, alpacas, etc. - Hornos de reduccin de minerales. - Hornos de fusin de chatarra del tipo de reverbero o crisol. - Hornos de recalentamiento para laminacin, forja, extrusin o estampacin. - Hornos de tratamientos trmicos, fundamentalmente recocidos y del tipo adecuado al producto a tratar. - Equipos auxiliares, tales como: atmsferas controladas o vaco, equipos de barnizado o esmaltado de hilos de cobre, etc. 10.2.4.- Industria de automocin. Incluye la fabricacin de coches, camiones, tractores, motocicletas y bicicletas. Es, tal vez, el campo de aplicaciones ms variado y que exige mayor nmero de unidades y mayor sofisticacin en los hornos, aunque su importancia econmica sea inferior a la de otros campos. En este campo se tienen: - Hornos de fusin de metales frricos y no frricos. - Hornos de tratamientos trmicos, de todos los tipos posibles prcticamente, dada la gran variedad de piezas existentes.

    - Hornos de preparacin y pintado de carroceras, de gran valor econmico.

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    - Instalaciones auxiliares, tales como: generadores de atmsferas controladas, tanques de temple, cmaras de enfriamiento, desengrasadores y hornos de lavado y secado, etc.

    10.2.5.- Fundiciones, tanto de metales frricos, como de metales no frricos. - Hornos de fusin y mantenimiento. - Hornos de tratamientos trmicos, continuos o intermitentes, de los tipos adecuados a la produccin, forma de las piezas, temperatura requerida, etc.

    - Equipos auxiliares, tales como hornos de secado de moldes y machos y, en alguna proporcin, tambin atmsferas controladas.

    10.2.6.- Industrias de productos manufacturados. Se incluyen la fabricacin de materiales elctricos (transformadores y motores, sobre todo), la industria de electrodomsticos (fundamentalmente la serie blanca), los talleres de calderera, la fabricacin de piezas mecnicas, la industria de la mquina-herramienta, la industria electrnica, etc. Pueden incluirse hornos de todos los tipos y para prcticamente todas las aplicaciones. Se citan a continuacin nicamente algunos ejemplos: - Hornos de recocido de chapa magntica. - Hornos de soldadura brillante de pequeas piezas. - Hornos de sinterizado y, en general, todos los utilizados en pulvimetalurgia. - Grandes hornos de recocido para eliminacin de tensiones de piezas fundidas y soldadas. - Instalaciones completas formadas por varios hornos para tratamiento de herramientas. - Hornos de recocido de bancadas de mquinas-herramientas. - Hornos de difusin de hidrgeno en semiconductores. - Hornos de secado al vaco de derivados de transformadores. 10.2.7.- Industria qumica, en la que incluimos la petroqumica y la farmacutica. - Hornos de reformado (reforming) en la industria petroqumica. --Hornos de esterilizado de productos medicinales. 10.2.8.- Industria auxiliar. Entra dentro de este campo la fabricacin de reductores, rodamientos, bujas, accesorios de tubera, frenos, direcciones, etc. Merecen mencin especial los talleres de tratamiento trmico cuyos elementos de trabajo son nicamente hornos y equipos auxiliares. 10.2.9.- Industria cermica y del vidrio. - Hornos rotativos de fabricacin de clinker en la industria del cemento. - Hornos continuos tipo tnel de fabricacin de piezas cermicas industriales y hornos intermitentes, por ejemplo para cermica artstica.

    - Hornos de fusin de vidrio y de materiales cermicos (materiales cermicos fundidos y fibras cermicas). - Hornos de tratamientos trmicos, fundamentalmente de vidrio, pero tambin, aplicable a piezas cermicas. Dentro de los campos de aplicacin citados, el calentamiento por resistencias elctricas es ampliamente utilizado en todos los procesos de baja y media temperatura (principalmente hasta 1.200 C.) siendo el nmero de instalaciones comparable al de hornos de llamas y netamente superior al de las calentadas por otros procedimientos (arco, induccin, alta frecuencia y especiales).

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    10.3.- Procedimientos. Se pueden tambin plantear las aplicaciones de los hornos industriales en relacin con el procedimiento o procesos utilizados. Desde este punto de vista se clasifican de la siguiente forma: - Sinterizado y calcinacin. - Fusin y mantenimiento de:

    -Metales frricos (fundicin, acero, nquel, cromo y aleaciones). -Metales no frricos pesados (cobre, aleaciones). -Metales no frricos ligeros (aluminio, magnesio y aleaciones). -Metales preciosos y aleaciones. -Otros metales y aleaciones. - Vidrio y productos cermicos. -Materiales de goma y plsticos.

    - Extraccin por fusin. - Calentamiento de los materiales para:

    - Laminacin y trefilado. - Extrusin. - Forja. - Estampacin. - Conformado en caliente.

    - Tratamientos trmicos de los materiales para:

    - Recocido, normalizado, temple, revenido, homogeneizado, solubilizacin, maduracin o envejecimiento, etc.

    - Cementacin, carbonitruracin, nitrocarburacin, nitruracin, cianuracin, descarburacin, etc. - Otros procesos para materiales no metlicos, por ejemplo, vulcanizado de gomas y tratamientos de plsticos.

    - Recubrimientos de piezas metlicas y no metlicas que incluye:

    - Galvanizacin. - Estaado. - Emplomado. - Esmaltado. - A base de polvos metlicos. - De plsticos. - Por medio de pinturas y barnices.

    - Secado o, en general, reduccin del contenido de humedad. - Extraccin de polvo que en algunos casos supone la utilizacin de hornos.

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    - Procedimientos qumicos en una variedad de tipos que resulta difcil resumir. Citaremos la prerreduccin y la reduccin de minerales, de gran importancia en la industria metalrgica, la tostacin, calcinacin, etc.

    10.4.- Factores para una eleccin correcta. Para que sea correcta la eleccin de un horno para una aplicacin determinada deben tenerse en cuenta diversos factores que pueden agruparse segn los tres criterios principales siguientes:

    1.- Requerimientos y datos del usuario. 2.- Posibilidades tecnolgicas del constructor. 3.- Exigencias y posibilidades econmicas.

    10.4.1.- Requerimientos y datos del usuario. 10.4.1.1.- Exigencias tcnicas. Resolver un problema concreto de fabricacin dentro de un contexto industrial concreto. 1.- Carga a tratar:

    - Naturaleza y forma de la carga o piezas - Naturaleza del material (emisividad, calor especfico, densidad aparente y real) - Temperatura inicial.

    2.- Tratamiento:

    - Ciclo temperatura-tiempo - Temperatura normal de utilizacin del horno, mxima y mnima - Precisin de temperatura requerida - Presencia o no de atmsfera controlada.

    3.- Produccin. - Produccin horaria o por ciclo/carga - Posibilidad de dividir la produccin en varios hornos - Utilizacin del equipo (horas, das, semanas, etc.).

    10.4.1.2.-Exigencias de fabricacin. Si se instala el horno dentro de un proceso concreto de fabricacin, hay que tener en cuenta: - El entorno/ambiente general. - El proceso de fabricacin en el que se inserta el horno (operaciones anteriores y posteriores, condiciones de preparacin de las cargas).

    - Cualificacin del personal de explotacin y su disponibilidad. - Posibilidades de mantenimiento y nivel del personal. - Caractersticas de la energa disponible. - Posibilidades de fluidos auxiliares (agua, aire comprimido, nitrgeno, vapor de agua, etc.) y la salida de fluentes (agua, vapor, etc.).

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    10.4.2.- Posibilidades tecnolgicas del constructor - Comprobar que el ciclo de temperatura requerido es realizable en condiciones industriales razonables. - Determinar el horno alrededor de:

    - La carga cuando se trata de cargas unitarias grandes, por ejemplo, el recocido de eliminacin de tensiones de soldadura de una pieza de calderera gruesa.

    - La produccin, que es el caso ms frecuente, cuando se trata de un gran nmero de piezas unitarias. La capacidad del horno u hornos se determina multiplicando la produccin (kg/h) por la duracin del ciclo (horas).

    - Frecuentemente son las condiciones de enfriamiento las que limitan la carga. Si la carga que se enfra es notablemente inferior a la capacidad de enfriamiento del horno, debe adoptarse un horno continuo o semicontinuo.

    10.4.3.-Posibilidades econmicas del constructor. El coste total de explotacin de un horno, referido a la unidad producida, es la suma de los siguientes factores principales:

    - Coste de la energa. - Coste de la mano de obra directa. - Coste de la mano de obra de control y supervisin. - Coste de las materias consumibles y fluidos diversos (aparte de la energa). - Amortizacin de la instalacin. - Coste del mantenimiento.

    Para efectuar la eleccin correcta de un horno es preciso establecer su coste previsto de explotacin. Es ms que un balance energtico. En particular, el factor mantenimiento puede jugar un papel importante, no por su importancia eventual, sino, sobre todo, por el tiempo de inmovilizacin del horno. 10.5.- Ejemplos de hornos industriales. En las figuras 10.5.1, 10.5.2, 10.5.3, 10.5.4, 10.5.5 y 10.5.6 se dan ejemplos de hornos industriales, como son el horno alto, horno elctrico de arco, horno de fusion de vidrio con regeneradores de conductos laterales, horno tnel de vagonetas, horno tnel de rodillos y horno rotatorio de cemento, respectivamente

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    Figura 10.5.1.- Horno alto (Horno vertical o de cuba).

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    Figura 10.5.2.- Horno elctrico de arco.

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    Figura 10.5.3.- Horno de fusion de vidrio con regeneradores de conductos laterales.

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    Horno tnel de llama libre.

    Horno tnel con llama directa.

    Figura 10.5.4.- Hornos tneles de vagonetas.

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    10.5.5.- Horno tnel de rodillos de un solo piso.

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    Figura 10.5.6 .- Horno rotatorio de cemento

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    10.6.- Partes principales de los hornos. Todos los hornos que se dividen de acuerdo a los fines con que fueron ideados y, por lo tanto tienen sus estructuras apropiadas para cada caso, tienen sin embargo, toda una serie de elementos constructivos comunes, aunque con diseos distintos. La parte principal de cada horno es la zona de trabajo, donde se efecta el proceso tecnolgico prefijado. En la mayora de los casos, dicha zona se separa del ambiente por la bveda, las paredes y la solera, construidas de materiales refractarios y termoaislantes. En su base tienen los cimientos, construidos de materiales comunes. La mamposteria refractaria de cada horno est unida por el esqueleto metlico o por un blindaje que la abarca en su totalidad. Los hornos, donde la energa trmica es resultado de la ignicin de un combustible, tienen los hogares para los slidos o los mecheros o quemadores para el combustible. Muchas veces los hogares se suprimen, y la ignicin de los combustibles se efecta directamente en la zona de trabajo del horno. La eliminacin de los productos de combustin a la atmsfera se hace por la chimenea, a travs de canales adecuados. Muchos hornos tienen tambin instalaciones de intercambio o aprovechamiento del calor de los gases de escape, llamadas los regeneradores y los recuperadores (Figuras 10.6.1, 10.6.2, 10.6.3 y 10.6.4). Para regular las corrientes de los gases tanto en los hornos como en los conductos se utilizan las vlvulas, las aletas y otros cierres.

    Figura 10.6.1.- Piroprocesamiento del crudo de cemento para obtener clinker.

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    Figura 10.6.2.-Funcionamiento del horno regenerador de conductos laterales para la fusin del vidrio.

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    Figura 10.6.3.- Estufas Cowper

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    Figura 10.6.3.- Estufas Cowper

    Figura 10.6.4.- Horno tnel de llama libre.

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    CIMIENTOS. Los cimientos son la parte del horno que se apoya directamente en el suelo reconocido como apto para se f i n y que sostienen todas las dems partes del horno. Por supuesto, lo nico que se requiere de los cimientos es su absoluta solidez como para aguantar toda la carga esttica de las partes del horno dispuestas encima, as como eventualmente las posibles cargas dinmicas, sin sufrir deterioro alguno. Los cimientos deben tener dimensiones suficientes, como para que la presin contra el suelo no pase los valores admisibles. PLATAFORMA. La plataforma es el plano inmediatamente superior a los cimientos del horno y el inferior de la mampostera. Para su construccin se emplean distintos materiales: ladrillos refractarios y termoaislantes. El tipo de construccin y el espesor de la plataforma se dictan por la estructura del horno. Su fin principal es dar una superficie sobre la cual pueden ser dispuestas todas las partes inferiores del horno. SOLERA Solera es la parte del horno sobre la cual se dispone el metal fundido o los materiales a calentarse. Como soporta la carga del material debe ser suficientemente slida, impermeable para el metal lquido, material vtreo y escorias, y qumicamente estable respecto a estas ltimas. En la mayora de los casos tiene una forma de baera bajo los hornos de reverbero o los elctricos de fundicin. En la figura 10.6.4 se da una seccin de un horno de arco enteramente revestido, donde se puede apreciar sus diferentes partes.

    Figura 10.6.4.- Refractario para horno de arco enteramente revestido. La solera (1) debe ser capaz de soportar:

    - El impacto mecnico a la cada de la chatarra. - La erosin por el acero fundido. - La penetracin del acero y otros metales de bajo punto de fusin. - La hidratacin posible entre campaas.

    PAREDES. Las paredes rodean la zona de trabajo del horno. Generalmente ellas mantienen la bveda. Deben proteger la zona de las prdidas de calor, no permitir el escape de los gases de hogar ni succin del aire de la atmsfera hacia el interior del horno. La cara ms importante de las paredes es la interior. Debe ser pareja, limpia, tener juntas delgadas. Se hacen con ladrillos enteros y sanos tanto de sus caras, como de aristas y ngulos.

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    En la figura 10.6.4 los refractarios de la pared a la altura de la lnea de escorias (2) deben eliminar o reducir la penetracin de la escoria y ser compatibles con ella. Por su parte, el refractario de la parte superior de las paredes (3) debe soportar: - El ataque de los humos con FeO - Las salpicaduras de escoria al utilizar las lanzas de O2 y por el arco - Choque trmico por las fuertes fluctuaciones de temperatura desde bao fundido a carga de chatarra fra (posibilidad de desconchado, si no tiene resistencia al choque trmico).

    BVEDA. La bveda es una de las partes ms importantes del horno. Generalmente soporta temperaturas muy altas y se calienta mucho. Como los gases calientes en la parte superior de la zona de trabajo se encuentran bajo una presin superior a la normal, la bveda debe ser impermeable para con los mismos. En la figura 10.6.4 los refractarios de la bveda debe ser capaz de soportar: - El ataque de los humos con FeO, CO, etc. - La radiacin trmica del arco, cuando no est sumergido en la escoria espumosa. - El choque trmico por fuertes variaciones de temperatura y, en ocasiones, impacto mecnico. Existen cuatro tipos de bvedas:

    (1).- Planas, de ladrillos de grandes dimensiones (2).- De arco (3).- Semicirculares (4).- Suspendidas

    Las bvedas de arco son las ms frecuentes. El corte transversal de una bveda de arco de radio constante (R)

    est representado en la figura 10.6.5. En ella se puede distinguir la imposta (x), el ngulo al centro () y la flecha de la bveda (f). El valor de oscila entre 60 y 90. La flecha, por regla general, es 12-15 % de la cuerda. La reaccin provocada por la carga del arco en la imposta puede ser calculada por la frmula:

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    GlP k

    f=

    donde: P= Componente horizontal de la reaccin; G = Peso del sector de la bveda en kg, por un metro lineal de largo.

    . l = Cuerda, m. f = flecha, m;

    k = Coeficiente, que comprende la dilatacin del ladrillo por el calor y que depende de la temperatura del horno.Sus valores son:

    Temperatura del horno C 900 1000 1300 1500 1750

    Coeficiente k 2 2.5 3 3.5 4 El clculo es aproximativo.

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    Figura 10.6.5.- Bveda de arco.

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    Las bvedas se hacen con ladrillos acuados o en combinacin de stos con los derechos. Hay dos modos de construirla: la mampostera con trabazn y la anular, como se indica en las figura 10.6.6.a y b, respectivamente. La ventaja del primer mtodo est en la mayor densidad de la obra; en cambio, se dificulta la expansin de ladrillos, porque se encuentran firmemente ligados entre s. Por eso en la bveda de este tipo las grietas y los desplazamientos pueden extenderse mucho. El sistema anular proporciona una bveda de menor densidad. Entre los anillos se forman grietas, a travs de las cuales los gases se abren el camino con relativa facilidad. En cambio, se facilita la reparacin, porque, generalmente, suelen caer ladrillos enteros y los huecos formados tienen la forma rectangular. Las bvedas de este tipo son ms frecuentes.

    Figura 10.6.6.- Mampostera de la bveda. (a) con trabazn (b) anular. En la figura 10.6.7 puede verse la tapa de un horno elctrico.

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    Figura 10.6.7.- Ladrillos de slice montados en la tapa de un horno elctrico. Bvedas suspendidas (Figura 10.6.8). Estas bvedas se construyen con ladrillos perfilados que se fijan en las estructuras metlicas suspendidas en estribos especiales. El uso de las bvedas suspendidas permite disminuir el consumo de calor para calentar la mampostera, porque, primero el volumen de la misma es menor y, segundo, es posible el empleo de materiales refractarios ms livianos. Las bvedas de este tipo resultan ser fciles para refecciones. Sus inconvenientes estriban en la construccin ms complicada que la de otras bvedas.

    Figura 10.6.8.- Bvedas suspendidas. CANALES. Los canales sirven para conducir los gases hasta la chimenea y suelen ser de seccin rectangular y de techo plano o abovedado. El rea de la seccin se calcula a partir de la velocidad media admisible del movimiento de gases que ingresan en el canal que se toma 1-2 m/s y de la cantidad de gases que entran por segundo.

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    JUNTAS TRMICAS. Las juntas trmicas deben compensar la dilatacin volumtrica de la mampostera por el calor. Asegurando la integridad de la mampostera, las juntas a la vez no deben rebajar la solidez de la misma y ser causa de escapes de gases, de metales o escorias. El ancho y la disposicin de las juntas se determinan en concordancia con el calentamiento de una parte dada del horno y de los coeficientes de dilatacin de los materiales por el calor. ESQUELETO METLICO. Se llama esqueleto la estructura metlica que sujeta todas las partes del horno y absorbe los esfuerzos que se originan en la mampostera tanto durante su ejercicio, como posteriormente en los procesos de su trabajo. El esqueleto transmite estos esfuerzos a los cimientos. Las partes del esqueleto se aprovechan tambin para montar sobre ellas los accesorios del horno, como: marcos, tapas, puertas, ventanas, mecheros, toberas, etc. La figura 10.6.9 representa un esqueleto armado de vigas: 2, longitudinales; 5, de imposta, los parantes 1 unidos entre s por los tensores 3 y 4 por encima de la bveda y por debajo de la solera, respectivamente. Cuando se calienta el horno, los tensores deben aflojarse, para que el calor no haga que la bveda se hinche hacia arriba por dilatacin. Para ello se aflojan las tuercas de los tensores en un mismo grado en cada parante. Una vez llegado a la temperatura mxima, los tensores quedan invariables por apretarse las contratuercas.

    Figura 10.6.9.- Esqueleto mvil. VENTANAS DE TRABAJO. Para cargar y descargar los materiales y objetos, para vigilar el proceso a que se someten y para reglarlo, en las paredes del horno se practican diversas aberturas, llamadas ventanas de trabajo. Una ventana tiene la bveda en su techo, que soporta el peso de la parte de la pared que se encuentra encima y es revestida de los costados por los marcos de fundicin o con placas metlicas. En los hornos de altas temperaturas tambin suelen tener la refrigeracin por agua. Las aberturas se cierran por sus correspondientes puertas, a bisagras o a guillotina. PUERTAS.