Atmósferas de proceso para hornos de gas: Alivio de tensiones, normalización, recocido y endurecimiento brillante.
Los hornos de gas se utilizan en la mayoría de los procesos de tratamiento térmico a gran escala en la industria metalúrgica. El alivio de tensiones en estructuras soldadas, la normalización de forjas, el recocido de piezas fundidas y el endurecimiento brillante de piezas pequeñas son aplicaciones comunes, y el diseño del horno y el control de la atmósfera varían para cada una. A continuación, se describen las principales aplicaciones, el diseño típico del horno y los requisitos de la atmósfera.
Alivia el estrés
El alivio de tensiones es la aplicación más común en los hornos de gas. El proceso consiste en calentar un componente soldado o mecanizado a una temperatura de entre 550 y 700 grados Celsius (según el tipo de acero), mantenerla durante un tiempo proporcional al espesor de la sección y enfriarla lentamente. El objetivo es aliviar las tensiones residuales de la soldadura, el mecanizado o el trabajo en frío, sin alterar significativamente la microestructura.
El horno estándar es de solera móvil o de tipo sombrero, con tubos radiantes de gas o quemadores de combustión directa. La atmósfera suele ser aire (para acero al carbono) o una atmósfera ligeramente oxidante. El tiempo de ciclo es de 12 a 24 horas por carga, dependiendo del tamaño de la pieza y el espesor de la sección.
Se requiere una uniformidad de temperatura de más o menos 10 grados Celsius en toda la carga de trabajo, con un sistema de control de 3 a 5 zonas. La velocidad de calentamiento se controla entre 100 y 150 grados Celsius por hora para evitar el agrietamiento por tensión térmica en secciones gruesas.
MONTE INTELLIGENCE suministra hornos de solera móvil y de tipo sombrero para aplicaciones de alivio de tensiones en las industrias de recipientes a presión, torres eólicas, construcción naval y maquinaria pesada. La instalación de mayor tamaño soporta cargas de 200 toneladas en una cámara de 6 m de ancho x 8 m de alto x 30 m de largo.
Normalización
El proceso de normalización consiste en calentar un componente forjado o laminado a una temperatura de entre 850 y 950 grados Celsius, mantenerla durante un tiempo proporcional al espesor de la sección y enfriarla al aire libre. El objetivo es refinar la estructura granular, mejorar la homogeneidad y obtener propiedades mecánicas uniformes.
El horno estándar es un horno de solera móvil, con quemadores de gas y recuperación de calor. La atmósfera suele ser aire o una atmósfera ligeramente oxidante. El tiempo de ciclo es de 18 a 36 horas por carga, dependiendo del tamaño de la pieza y el espesor de la sección.
La velocidad de enfriamiento es fundamental. Las piezas se enfrían normalmente al aire libre sobre el carro después del período de remojo, y el carro se retira del horno y se traslada a una zona de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento oscila entre 50 y 100 grados Celsius por hora, dependiendo del espesor de la sección.
MONTE INTELLIGENCE suministra hornos de solera móvil para aplicaciones de normalización en las industrias de forja y fundición. Los hornos están diseñados para cargas de 10 a 200 toneladas, con control de 3 a 5 zonas y una uniformidad de temperatura de más o menos 5 a 10 grados Celsius.
Recocido
El recocido es un tratamiento térmico suave que consiste en calentar un componente a una temperatura de entre 700 y 900 grados Celsius, mantenerla durante un tiempo prolongado y enfriarlo lentamente en el horno. Su objetivo es ablandar el material, mejorar su ductilidad y aliviar las tensiones internas. El recocido es común en piezas fundidas, acero laminado en frío y aleaciones de cobre.
El horno estándar es de solera móvil, de tipo sombrero superior o de fondo móvil, con quemadores de gas. La atmósfera suele ser aire para el acero al carbono y una atmósfera protectora (nitrógeno o argón) para el acero inoxidable y el acero para herramientas. El tiempo de ciclo es de 24 a 48 horas por carga, dependiendo del tamaño de la pieza y la velocidad de enfriamiento.
Endurecimiento brillante
El endurecimiento brillante es un proceso que produce una superficie limpia y libre de óxido. El proceso consiste en calentar un componente de acero a la temperatura de austenización (entre 840 y 880 grados Celsius, según el grado), mantenerla durante un tiempo proporcional a la sección transversal y enfriarla rápidamente en aceite o polímero. La atmósfera es fundamental: debe ser una atmósfera protectora controlada que impida la oxidación y la descarburación.
El horno estándar es un horno de cinta transportadora de malla continua o un horno de solera vibratoria, con tubos radiantes alimentados con gas. La atmósfera suele ser de gas endotérmico con un potencial de carbono controlado, o una atmósfera de nitrógeno-metanol para producciones de menor volumen. El consumo de atmósfera oscila entre 5 y 15 metros cúbicos por hora en un horno de cinta transportadora de malla típico.
El sistema de enfriamiento está integrado al horno. Las piezas salen de la cámara de calentamiento y entran en la cámara de enfriamiento en cuestión de segundos. El enfriamiento se realiza con aceite para aceros de alta templabilidad y con polímero para aceros de baja templabilidad. La temperatura y la agitación del enfriamiento se controlan para lograr la dureza requerida sin agrietamiento.
MONTE INTELLIGENCE suministra hornos de cinta de malla para el endurecimiento brillante de sujetadores, engranajes pequeños y resortes. Los hornos utilizan calentamiento por tubo radiante con atmósfera de gas endotérmico e integran el temple y el lavado en una sola línea continua.
Soldadura
La soldadura fuerte une dos piezas metálicas mediante un metal de aporte que se funde a más de 450 grados Celsius, pero por debajo del punto de fusión de los metales base. Los hornos de gas se utilizan habitualmente para la soldadura fuerte de conjuntos de cobre, latón y acero.
El horno estándar puede ser de cinta de malla, de foso o de campana, según la geometría de la pieza. La atmósfera suele ser de nitrógeno-hidrógeno para la soldadura fuerte de cobre, nitrógeno con adición de flúor para la soldadura fuerte de aluminio y aire para la soldadura fuerte de plata (con recubrimiento de fundente). El tiempo de ciclo es de 30 a 90 minutos por carga, dependiendo del tamaño de la pieza y la aleación de soldadura.
MONTE INTELLIGENCE suministra hornos de soldadura fuerte para intercambiadores de calor de automóviles, componentes de climatización y uniones de herramientas. Los hornos utilizan un control preciso de la atmósfera y una temperatura uniforme para garantizar una calidad de soldadura constante.
Templado y envejecimiento
El revenido y el envejecimiento son procesos a baja temperatura, entre 150 y 650 grados Celsius, según el tipo de acero y la dureza deseada. El proceso se suele realizar en un horno discontinuo de gas (de caja o de solera móvil) o en un horno de cinta transportadora de malla continua.
La atmósfera suele ser aire para el acero al carbono y una atmósfera protectora (nitrógeno) para el acero aleado y el acero inoxidable. El tiempo de ciclo es de 4 a 12 horas por carga para los hornos discontinuos y de 30 a 60 minutos para los hornos continuos.
Selección del tipo de horno y atmósfera
Para los compradores que especifican un horno de gas, la elección depende de la geometría de la pieza, la receta del proceso, el objetivo de producción y el requisito de acabado superficial. El tipo de horno (de solera móvil, de cinta transportadora, de foso, de campana, de viga móvil, etc.) y el sistema de atmósfera (aire, endotérmico, nitrógeno, argón) se adaptan a la aplicación.
El departamento de ingeniería de MONTE INTELLIGENCE puede analizar los requisitos de la aplicación y recomendar una configuración de horno con el tipo, la capacidad, el diseño del quemador y el sistema de atmósfera adecuados. El resultado es una especificación del horno con garantías de rendimiento.
Hable con MONTE INTELLIGENCE sobre las aplicaciones de hornos de gas.
Para los compradores que estén considerando un horno de gas para un proceso específico, el departamento de ingeniería de MONTE INTELLIGENCE puede recomendar una configuración que se ajuste al proceso, al rendimiento y a los requisitos de acabado superficial. Visitewww.cnlymonte.com/products-gas-furnace.html Para obtener las especificaciones del producto, o para hablar sobre su proyecto, envíe un correo electrónico a helenxu@cnlymonte.com con el asunto "Aplicación para horno de gas" e incluya detalles sobre su proceso, la geometría de la pieza y el rendimiento previsto.
