Horno de arco eléctrico


Los hornos de arco industriales varían en tamaño desde unidades pequeñas de aproximadamente una tonelada de capacidad (utilizadas en fundiciones para producir productos de hierro fundido ) hasta unidades de aproximadamente 400 toneladas utilizadas para la fabricación secundaria de acero . Los hornos de arco utilizados en laboratorios de investigación y por dentistas pueden tener una capacidad de solo unas pocas docenas de gramos. Las temperaturas de los hornos de arco eléctrico industriales pueden alcanzar los 1800 °C (3300 °F), mientras que las unidades de laboratorio pueden superar los 3000 °C (5400 °F).

En los hornos de arco eléctrico, el material cargado (el material que ingresa al horno para calentarse, que no debe confundirse con la carga eléctrica ) se expone directamente a un arco eléctrico y la corriente de los terminales del horno pasa a través del material cargado. Los hornos de arco se diferencian de los hornos de inducción , en los que la carga se calienta por corrientes de Foucault .

En el siglo XIX, varias personas habían empleado un arco eléctrico para fundir hierro . Sir Humphry Davy realizó una demostración experimental en 1810; la soldadura fue investigada por Pepys en 1815; Pinchon intentó crear un horno electrotérmico en 1853; y, en 1878-1879, Sir William Siemens obtuvo patentes para hornos eléctricos del tipo de arco.

El primer horno exitoso y operativo fue inventado por James Burgess Readman en Edimburgo , Escocia en 1888 y patentado en 1889. Esto fue específicamente para la creación de fósforo . [1] [2]

Paul Héroult , de Francia , desarrolló otros hornos de arco eléctrico con una planta comercial establecida en los Estados Unidos en 1907. Los hermanos Sanderson formaron The Sanderson Brothers Steel Co. en Syracuse, Nueva York, e instalaron el primer horno de arco eléctrico en los EE. UU. Este horno está ahora en exhibición en Station Square, Pittsburgh, Pensilvania. [3]

Inicialmente, el "acero eléctrico" era un producto especial para usos tales como máquinas herramienta y acero para muelles . Los hornos de arco también se utilizaron para preparar carburo de calcio para su uso en lámparas de carburo . El horno eléctrico Stassano es un horno de arco que normalmente gira para mezclar el baño. El horno Girod es similar al horno Héroult .


Un horno de arco eléctrico (el cilindro grande) siendo perforado
Revoque de exterior e interior de un horno de arco eléctrico.
Una sección transversal esquemática a través de un horno de arco de Heroult. E es un electrodo (solo se muestra uno), levantado y bajado por la transmisión de piñón y cremallera R y S. El interior está revestido con ladrillo refractario H, y K denota el revestimiento inferior. Una puerta en A permite el acceso al interior. La carcasa del horno descansa sobre balancines para permitir que se incline para roscar.
Una sección transversal esquemática a través de un horno eléctrico de arco. Tres electrodos (amarillo), baño fundido (dorado), pico de extracción a la izquierda, techo móvil de ladrillo refractario, cubierta de ladrillo y hogar en forma de cuenco revestido de refractario.
El techo de un horno de arco retirado, mostrando los tres electrodos.
La escoria espumosa sale por la puerta de escoria de un horno eléctrico de arco, mientras un trabajador verifica la temperatura con una sonda larga. alrededor de 1976
Un horno de arco que vierte acero en un carro pequeño. La bóveda del transformador se puede ver en el lado derecho de la imagen. Para la escala, observe al operador parado en la plataforma en la parte superior izquierda. Esta es una fotografía de la era de 1941 y, por lo tanto, no tiene el extenso sistema de recolección de polvo que tendría una instalación moderna, ni el operador usa un casco o una máscara contra el polvo.
Un horno de arco de CC durante el encendido (observe el único electrodo grande)
Transformador de alimentación y barras colectoras de cobre para un horno de arco
Representación de un horno de cuchara, una variación del horno de arco eléctrico utilizado para mantener caliente el acero fundido
Sistema de refrigeración no presurizado