Los tratamientos térmicos se aplican en las diferentes industrias con el objetivo de cambiar o agregar propiedades a ciertas piezas. Cuando hablamos de estos tratamientos aplicados a los metales, se involucran varios procesos de calentamiento alternados con otros de enfriamiento, con lo que se puede modificar la resistencia, dureza o ductilidad, entre otras características de los metales. Es aquí donde el uso de un horno de convección u otro tipo resulta sumamente importante.
En ocasiones estos tratamientos térmicos se utilizan para aliviar los efectos del endurecimiento por deformación, los cuales ocurren durante el formado de los metales, y que se pueden destinar para una deformación posterior. Del mismo modo, se pueden aplicar estos tratamientos para brindar al metal la resistencia y la dureza necesarias para el producto.
El papel de la temperatura en el procesamiento de metales
El horno de convección industrial se utiliza para el calentamiento de piezas colocadas en su interior, muy por encima de su temperatura ambiente. Esto con el objetivo de fundir o ablandar los metales para una operación posterior, pero también para añadirle ciertas propiedades y recubrir piezas con otros elementos. Estos son procesos que requieren temperaturas elevadas que pueden alcanzar los 500 °C.
La temperatura en el tratamiento de metales desempeña un papel fundamental. Pues vuelve más blandos a los metales y les brinda las propiedades necesarias para proseguir con las operaciones de deformación por medio de los procesos de flexión, de forja, extrusión o laminación. Entre más elevadas son las temperaturas, los metales se funden con mayor facilidad y se puede eliminar su acritud al llegar por encima de un punto crítico.
Después de los tratamientos térmicos se desciende la temperatura de forma brusca, lo que le aporta al metal mayor dureza y resistencia, pero una menor ductilidad. En caso de someter este metal a un nuevo proceso de calentamiento, se puede disminuir la dureza e incrementar la ductilidad, lo que sirve para controlar mejor la estructura del acero.
Métodos de generación y transmisión de calor en hornos industriales
A través de un horno industrial se puede proporcionar el calor de diferentes formas, como el proceso de combustión por medio del uso de gases calientes, combustibles sólidos o líquidos, que producen una llama y que calientan a las piezas por contacto directo o indirecto a través de paredes o intercambiadores. También se pueden encontrar el horno eléctrico industrial que forma por un arco voltaico de corriente alterna o continua, por inducción electromagnética, por microondas o por alta frecuencia.
En estos hornos se colocan resistencias eléctricas que se calientan por efecto Joule y que ceden calor a la carga a través de las distintas formas para transmitir calor. Por su parte, los hornos que se utilizan para fundir los metales y dar origen a las diferentes aleaciones pueden ser desde pequeños hornos de crisol en los que se pueden fundir unos cuantos kilos de acero hasta hornos de gran tamaño y magnitud. Estos últimos son los que pueden fundirse hasta 200 toneladas de metal.
¿Por qué existen diversos tipos de hornos industriales?
Probablemente nuestros lectores se pregunten ¿por qué se necesitan tantos tipos de hornos para un mismo fin? Las necesidades de las industrias para fundir metales y alearlos lo más rápidamente posible, así como de obtener la mayor calidad en las piezas obtenidas, son muy elevadas. Además de esto en las industrias se requiere conservar las propiedades de los metales, pero añadirles nuevos para que se hagan más resistentes.
Aplicaciones de los hornos industriales según el sector
Los hornos de fundición cuentan con diferentes características y campos de aplicación, que pueden clasificarse con base en las labores de la industria y los usos de los productos finales. Dentro de las industrias siderúrgicas se utilizan hornos para reducir los minerales, para fusionar por inducción a la chatarra metálica, para recalentar metales para operaciones de laminación, extrusión o forja, para recalentar materiales o para la creación de aleaciones a base de fierro, por ejemplo.
Tratamiento de aluminio y metales no ferrosos
En la industria del aluminio también se utiliza un horno industrial para fundir y transformar el aluminio, recalentar placas o redondos para procesos de laminación o de extrusión. También para crear aleaciones de aluminio o de magnesio, que se conocen por ser metales más ligeros.
En el caso del cobre y sus aleaciones, que son metales no ferrosos pesados, como el bronce, latón o níquel, se utilizan hornos para: reducir los minerales, fusionar la chatarra, recalentar las piezas para laminación, forjado o estampado.
Hornos industriales en el sector mecánico y automotriz
En el mundo de la mecánica, el uso de los hornos industriales es muy frecuente, ya que son indispensables para fabricar automóviles, motocicletas, bicicletas y otros vehículos. Este es uno de los campos de aplicaciones con mayor variedad de usos, unidades y sofisticación en los hornos.
Ya que suelen requerir hornos de mayor tamaño y con características que permitan aprovechar al máximo su uso y reducir costes, así como los tiempos de producción. Por otra parte, también se utiliza el horno de pintura para el curado de las piezas automotrices luego de los procesos de recubrimiento de pintura.
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Preguntas frecuentes
¿Cuál es la función principal de un horno de tratamiento térmico industrial?
Su función principal es calentar metales a temperaturas precisas y controladas para modificar su estructura cristalina.
¿Qué diferencia un horno industrial de combustión de uno eléctrico?
El de combustión genera calor mediante quemadores de gas o combustibles líquidos por contacto directo o indirecto, mientras que el eléctrico emplea resistencias, arco voltaico o inducción electromagnética para un control térmico más limpio.
¿Cómo influye la correcta elección del horno en los costes operativos de una planta?
Elegir el horno adecuado optimiza el consumo energético, reduce los tiempos de ciclo en la línea de producción y minimiza el desperdicio de material.
¿Qué tipo de horno industrial se utiliza para procesar aluminio y metales ligeros?
Se emplean hornos de fusión y recalentamiento diseñados con un control de temperatura preciso.
¿En qué consiste el alivio de tensiones mediante tratamiento térmico?
Es un proceso de calentamiento controlado que elimina la rigidez y las tensiones acumuladas en el metal durante el formado previo.
Revisado por:
Equipo Técnico Editorial de Powdertronic
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