Un horno de fusión es un aparato capaz de calentar materiales a una temperatura tan alta que se funden, lo que desde una perspectiva química básicamente significa que alcanzan el umbral de temperatura crítico en el que se convierten de un sólido a un líquido. No todos los materiales se derriten y los que sí lo hacen suelen tener diferentes puntos de fusión. Como tal, la mayoría de los hornos están diseñados para manejar ciertos tipos de trabajos. La mayoría son ajustables, lo que permite cierta flexibilidad y control interno. Puede haber una amplia variedad en términos de tamaño y capacidades de hornos, algunos destinados a un uso más o menos personal, como en una tienda privada o garaje, mientras que otros son mucho más grandes y se utilizan industrialmente. Aún así, todos generalmente caen dentro de uno de los cuatro tipos o formatos principales: hornos de cubilote, hornos de arco eléctrico, hornos de inducción y hornos de crisol. Cada uno tiene un estilo y un perfil de uso ligeramente diferentes, pero el objetivo general suele ser el mismo sin importar los detalles.
Comprender los conceptos básicos
Los metales son, de lejos, el material más común que la gente derrite en los hornos. El metal fundido o licuado es mucho más maleable y se puede formar, moldear y reconfigurar con relativa facilidad. Esto se aplica tanto a elementos como el acero inoxidable y el aluminio como a los metales preciosos como el oro y la plata. La fusión permite dar forma y reutilizar estos elementos en bruto en algo útil, y un horno suele ser la forma más controlada y eficiente de proceder.
El horno es una herramienta que la gente ha utilizado durante mucho tiempo. Se cree que el primer horno se originó con la civilización del valle del Indo del subcontinente indio, y se ha fechado entre el 2500 y el 1800 a. C. El horno de fusión es una versión industrial de este concepto y se utiliza normalmente para la producción de materiales específicos o como fuente de calor.
Modelos de cúpula
Algunos estudiosos industriales consideran que el horno de cúpula es la forma históricamente más popular de horno de fusión para materiales ferrosos o a base de hierro. El dispositivo es en su núcleo un eje vertical que se asemeja a una chimenea. El interior suele estar revestido con ladrillos refractarios. Los modelos más primitivos son poco más que torres cerradas básicas, generalmente con un sistema de estantes y bandejas para la captura del producto. Los ejemplos más modernos tienen controles de temperatura y un sistema de fusión y captura más formalizado. Las boquillas de soplado de aire, utilizadas para aumentar el calor, también se pueden encontrar dentro del eje en muchos casos. El horno de cubilote se puede utilizar para diversas tareas, como producir mineral líquido y fundir hierro fundido o bronces.
Arcos eléctricos
Los hornos de arco eléctrico también son muy populares para volver a fundir chatarra de acero. En ocasiones, también se utilizan unidades más pequeñas para producir productos de hierro fundido. Como su nombre lo indica, este modelo utiliza un arco eléctrico para generar calor. El arco crea una ruptura eléctrica del gas que provoca lo que se conoce como «descarga de plasma», que conduce a una fusión más rápida. Dentro de la unidad del horno, el material se pone en contacto directo con el arco que, en algunas unidades, puede alcanzar temperaturas de hasta 3275 ° Fahrenheit (1800 ° Celsius). Mucho depende del tamaño del horno y de qué se está fundiendo exactamente.
Método de inducción
El horno de inducción se utiliza generalmente para fundir aleaciones ferrosas y no ferrosas. Por lo general, emplea una bobina helicoidal de cobre refrigerada por agua en la que se instala un crisol. Cuando la corriente alterna pasa a través de la bobina, el crisol se calienta. Este modelo es generalmente elogiado por su eficiencia energética y la falta de contaminación que causa. Los hornos de inducción tienden a ser mucho más contenidos y, como resultado, también tienden a ensuciar menos. La mayoría de las fundiciones de hierro utilizan ahora el horno de inducción en lugar del horno de cubilote debido a estas ventajas; también es popular en varios entornos industriales donde la eficiencia y la limpieza son preocupaciones.
Hornos de crisol
El horno de crisol se considera el tipo de horno de fusión más antiguo y también el más primitivo. Todavía se usa en muchos entornos más tradicionales y es común para varios proyectos pequeños, pero tiende a ser menos popular en la industria. Su diseño básico consiste en un crisol refractario en el que se coloca el material a calentar. A continuación, el material se calienta desde el exterior de la pared del crisol. Las versiones a gas de esto a menudo usan un quemador para generar calor, mientras que los modelos eléctricos usan elementos calefactores.