Un forno di processo è generalmente definito come un forno industriale che utilizza il calore per produrre cambiamenti chimici e di stato nei materiali. Il meccanismo di riscaldamento può essere a fuoco diretto dove il materiale è a contatto o in prossimità di combustibile combustibile, o a fuoco indiretto dove il calore viene trasportato da uno scambiatore al materiale da riscaldare. I progetti di forni di processo utilizzano spesso carbone, petrolio o una miscela di gas combustibili come fonte di combustibile. Sono costruiti per una varietà di applicazioni tra cui ricottura, brasatura e cementazione di materiali.
La brasatura è un metodo per unire due tipi di materiali che hanno un alto punto di fusione mescolandoli con un metallo d’apporto fuso di un punto di fusione più basso in un forno di processo. I due principali tipi di progettazione del forno di processo utilizzati per la brasatura sono i forni a storta e a camera sottovuoto. I forni a storta incorporano gas idrogeno per pulire i componenti brasati. La brasatura a camera sotto vuoto viene utilizzata dove si desidera un materiale altamente purificato e le temperature del forno possono raggiungere i 3,002° Fahrenheit (1,650° Celsius). Le leghe metalliche ad alta resistenza e resistenti alla corrosione per i componenti dei motori aerospaziali e l’elettronica sono prodotte mediante brasatura e i metalli d’apporto utilizzati includono argento e rame, o più spesso nichel e oro.
Il forno del processo di cementazione viene utilizzato per trattare le leghe di acciaio introducendo più carbonio al suo interno, che ne aumenta la durezza superficiale e la durata. Funziona infondendo nell’atmosfera della camera del forno composti di carbonio che si diffondono negli strati superficiali dell’acciaio a una temperatura compresa tra 1,508-1,724° Fahrenheit (820-940° Celsius). Il ciclo di cementazione richiede in genere diverse ore per lotto di materiale.
Un forno di processo di ricottura tratta termicamente i materiali per rimuovere le sollecitazioni meccaniche e l’ossidazione. In genere operano in intervalli di temperatura da 932° Fahrenheit (500° Celsius) per rimuovere la deformazione del metallo, a 1,220° Fahrenheit (660° Celsius) per rimuovere gli ossidi. L’intervallo di temperatura di un forno di ricottura è completamente programmabile per lavori e materiali unici, entro un livello di precisione di più o meno 4.1° Fahrenheit (0.5° Celsius). Il loro range operativo completo va da 572 a 2,012° Fahrenheit (300-1,100° Celsius).
Esistono diversi altri tipi di progetti di forni di processo, tra cui il forno ad arco elettrico, l’altoforno e il forno a induzione. Il forno di processo ad arco elettrico viene spesso utilizzato per produrre ghisa e raffinare l’acciaio. Gli altiforni vengono utilizzati per fondere e purificare un’ampia varietà di metalli, dal ferro al rame e all’oro. I forni a induzione utilizzano il principio dell’induzione elettrica prodotta dai cambiamenti dalla corrente ad alta tensione a quella a bassa tensione come fonte di calore. Sono ampiamente utilizzati per fondere e legare una gamma di ferro e acciaio ferrosi e metalli non ferrosi.