Un horno metalúrgico , a menudo denominado simplemente horno cuando se conoce el contexto, es un horno industrial utilizado 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 ; El procesamiento de metales con calor es incluso una especialidad propia de la ingeniería 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 de hornos diferentes. [1]
Muchos diseños de hornos de fundición combinan mineral, combustible y otros reactivos como fundente en una sola cámara. Mecanismos, como fuelles o ventiladores motorizados, impulsan ráfagas de aire presurizado hacia la cámara. Estas explosiones hacen que el combustible se caliente más y provocan reacciones químicas.
Los hornos de este tipo incluyen:
Incluso los bombachos preindustriales más pequeños poseen una masa térmica significativa . Para elevar un horno frío a la temperatura necesaria para fundir hierro se 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 funcionando continuamente, y cerrar un horno se considera un acontecimiento desafortunado.
Por el contrario, poner en marcha un horno nuevo o uno que se ha cerrado temporalmente suele ser una ocasión especial. En los floreros tradicionales, sería necesario quemar varias rondas de combustible antes de que el horno estuviera listo para aceptar una carga de mineral. En inglés, este proceso se conoció como "soplar" el horno, mientras que un horno que tenía que apagarse y se enfriaba había sido "explotado", términos que todavía se aplican a los altos hornos contemporáneos. [2]
Un horno de reverbero todavía expone la cámara de reacción, donde el metal o el mineral se combina con los reactivos, a una corriente de gases de escape. Sin embargo, no se añade 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, particularmente el hierro para convertirlo en acero, también suelen denominarse convertidores :
Así como otras industrias han tendido hacia la electrificación , los hornos eléctricos se han vuelto prevalentes en la metalurgia. Sin embargo, si bien en teoría cualquier horno puede utilizar un elemento calefactor eléctrico , las características específicas del proceso limitan principalmente este enfoque a hornos con menores demandas de energía.
En cambio, los hornos metalúrgicos eléctricos suelen aplicar una corriente eléctrica directamente a lotes de metal. Esto es particularmente útil para reciclar chatarra (aún relativamente pura) o refundir lingotes para fundirlos en fundiciones . La ausencia de combustible o gases de escape también hace que estos diseños sean versátiles para calentar todo tipo de metales. [a] Dichos diseños incluyen:
Otros hornos metalúrgicos tienen características de diseño o usos especiales. Una función es calentar el material antes de derretirse, para realizar un tratamiento térmico o trabajo en caliente . Los hornos básicos utilizados de esta manera incluyen:
Otra clase de hornos aísla el material de la atmósfera circundante y de los contaminantes, lo que permite tratamientos térmicos avanzados y otras técnicas: