Un horno metalúrgico , al que a menudo se hace referencia simplemente como horno cuando se conoce el contexto, es un horno industrial que se utiliza para calentar , fundir o procesar metales de otro modo . Los hornos han sido un equipo central a lo largo de la historia de la metalurgia ; procesar metales con calor es incluso una especialidad de ingeniería propia conocida como pirometalurgia .
Una aplicación importante de los hornos, especialmente en la producción de hierro y acero , es la fundición , donde los minerales metálicos se reducen a altas temperaturas para separar el contenido metálico de la ganga mineral . La energía térmica para alimentar un horno puede suministrarse directamente mediante la combustión de combustible o mediante electricidad . Los diferentes procesos y las propiedades únicas de metales y minerales específicos han dado lugar a muchos tipos diferentes de hornos. [1]
Muchos diseños de hornos para fundición combinan mineral, combustible y otros reactivos como fundente en una sola cámara. Luego, mecanismos como fuelles o ventiladores motorizados impulsan ráfagas de aire presurizado hacia la cámara. Estas ráfagas hacen que el combustible se queme a mayor temperatura y provocan reacciones químicas.
Los hornos de este tipo incluyen:
Incluso los altos hornos preindustriales, más pequeños, poseen una masa térmica significativa . Elevar un horno frío a la temperatura necesaria para fundir el hierro requiere una cantidad significativa de energía, independientemente de la tecnología moderna. Por esta razón, los metalúrgicos harán todo lo posible para mantener los altos hornos en funcionamiento de forma continua, y apagar un horno se considera un evento desafortunado.
Por el contrario, poner en marcha un horno nuevo o uno que había estado apagado temporalmente suele ser una ocasión especial. En los altos hornos tradicionales, era necesario quemar varias rondas de combustible antes de que el horno estuviera listo para aceptar una carga de mineral. En inglés, este proceso se conocía como "soplar" el horno, mientras que un horno que tenía que apagarse y se enfriaba se conocía como "soplar", términos que todavía se aplican a los altos hornos contemporáneos. [2]
Un horno de reverbero también expone la cámara de reacción, donde el metal o el mineral se combinan con reactivos, a una corriente de gases de escape. Sin embargo, no se agrega combustible directamente a la cámara y la combustión se produce en una cámara separada. Los hornos de este tipo incluyen:
En metalurgia, los hornos utilizados para refinar aún más los metales, en particular el hierro para convertirlo en acero, también se denominan a menudo convertidores :
Al igual que otras industrias han tendido a la electrificación , los hornos eléctricos se han vuelto comunes en la metalurgia. Sin embargo, si bien en teoría cualquier horno puede utilizar un elemento calefactor eléctrico , las particularidades del proceso limitan este enfoque principalmente a hornos con demandas de energía más bajas.
En cambio, los hornos metalúrgicos eléctricos suelen aplicar una corriente eléctrica directamente a los lotes de metal. Esto resulta especialmente útil para reciclar chatarra (aún relativamente pura) o para volver a fundir lingotes para su colada en fundiciones . La ausencia de combustibles o gases de escape también hace que estos diseños sean versátiles para calentar todo tipo de metales. [a] Entre estos diseños se incluyen:
Otros hornos metalúrgicos tienen características de diseño o usos especiales. Una de sus funciones es calentar material antes de fundirlo para realizar un tratamiento térmico o trabajo en caliente . Los hornos básicos que se utilizan de esta manera incluyen:
Otra clase de hornos aíslan el material de la atmósfera circundante y de los contaminantes, lo que permite tratamientos térmicos avanzados y otras técnicas: