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Para otros usos, consulte Kiln (desambiguación) .
Hornos de carbón , California
Horno de ladrillos indio
Horno de lúpulo
Farnham Pottery , Wrecclesham , Surrey con el horno de botellas conservado a la derecha de la foto
Horno de arco de catenaria en construcción
Un horno intermitente vacío. Este ejemplo específico es un "horno de automóviles"; la base tiene ruedas y se ha sacado del horno, lo que facilita la carga y descarga del horno.

Un horno es una cámara aislada térmicamente, un tipo de horno , que produce temperaturas suficientes para completar algún proceso, como el endurecimiento, el secado o los cambios químicos. Los hornos se han utilizado durante milenios para convertir objetos hechos de arcilla en cerámica , tejas y ladrillos . Varias industrias utilizan hornos rotatorios para el piroprocesamiento, para calcinar minerales, calcinar piedra caliza en cal para cemento y transformar muchos otros materiales.

Pronunciación y etimología [ editar ]

La palabra "horno" se pronunciaba originalmente "kil" con la "n" silenciosa, como se menciona en el diccionario Webster de 1828. [1] Fonéticamente, la "ln" en "horno" se clasifica como un dígrafo: una combinación de dos letras que hacen un solo sonido, como el "mn" en "himno". De las palabras en inglés habladas y escritas para los grados superiores por James A. Bowen 1900: “El dígrafo ln, n silencioso, ocurre en horno. Una caída en el horno puede matarte ". [2] Bowen estaba señalando el hecho humorístico de que "matar" y "horno" son homófonos. [3] A pesar de sus orígenes, la pronunciación moderna de esta palabra, donde se pronuncia la "n", se ha vuelto ampliamente utilizada. Esto se debe a un fenómeno conocido como pronunciación ortográfica., donde la pronunciación asumida de una palabra se deduce de su ortografía y difiere de su pronunciación real. Esto es común en palabras con letras mudas.

Kiln desciende del inglés antiguo cylene ( / ˈkylene / ), que se tomó prestado del antiguo galés 'Cylyn' [4] [5], que a su vez fue tomado del latín culīna , cocina, estufa, lugar de combustión.

Usos de los hornos [ editar ]

La cerámica cocida al fuego se produjo durante miles de años antes del primer horno conocido, que data de alrededor del 6000 a. C., y se encontró en el sitio de Yarim Tepe en el Irak moderno. [6] Los hornos neolíticos pudieron producir temperaturas superiores a 900 ° C (1652 ° F). [7] Los usos incluyen:

  • Recocido , fusión y deformación del vidrio o fusión de pinturas de óxido metálico en la superficie del vidrio.
  • Tratamiento térmico de piezas metálicas
  • Cerámica
  • Fábrica de ladrillos
  • Fundición de metal para fundición
  • Calcinación de mineral en un horno rotatorio antes de la fundición.
  • Pirólisis de materiales químicos
  • Calentamiento de piedra caliza con arcilla en la fabricación de cemento Portland , el horno de cemento
  • Calentamiento de piedra caliza para hacer cal viva u óxido de calcio , el horno de cal
  • Yeso de calentamiento para hacer yeso de París
  • Para cremación (a alta temperatura)
  • Secado de hojas de tabaco
  • Secado de cebada malteada para elaboración de cerveza y otras fermentaciones.
  • Secado de lúpulos para la elaboración de cerveza (conocido como horno de lúpulo o casa oast house )
  • Secado de maíz (grano) antes de molerlo o almacenarlo, a veces llamado horno de maíz, horno de secado de maíz [8]
  • Secar la madera verde para que pueda usarse inmediatamente
  • Secar madera para usar como leña
  • Calentar leña hasta el punto de pirólisis para producir carbón vegetal

Hornos de cerámica [ editar ]

Los hornos son una parte esencial de la fabricación de todas las cerámicas. Las cerámicas requieren altas temperaturas, por lo que se producirán reacciones químicas y físicas que alterarán permanentemente el cuerpo sin cocer. En el caso de la alfarería, los materiales arcillosos se moldean, se secan y luego se cuecen en un horno. Las características finales están determinadas por la composición y preparación del cuerpo de arcilla y la temperatura a la que se cuece. Después de una primera cocción, se pueden utilizar esmaltes y la vajilla se cuece por segunda vez para fusionar el esmalte en el cuerpo. Es posible que se requiera una tercera cocción a una temperatura más baja para arreglar la decoración sobre vidriado. Los hornos modernos suelen tener sofisticados sistemas de control electrónico, aunque a menudo también se utilizan dispositivos pirométricos .

La arcilla consiste en partículas de grano fino que son relativamente débiles y porosas. La arcilla se combina con otros minerales para crear un cuerpo de arcilla viable. El proceso de cocción incluye la sinterización . Esto calienta la arcilla hasta que las partículas se derriten parcialmente y fluyen juntas, creando una masa única y fuerte, compuesta de una fase vítrea intercalada con poros y material cristalino. Mediante la cocción, los poros se reducen de tamaño, lo que hace que el material se contraiga ligeramente. Este material cristalino se compone principalmente de óxidos de aluminio y silicio .

En términos más amplios, existen dos tipos de hornos: intermitentes y continuos, siendo ambos una caja aislada con temperatura y atmósfera interior controladas.

Un horno continuo , a veces llamado horno túnel , es largo y solo la parte central se calienta directamente. Desde la entrada fría, la vajilla se mueve lentamente a través del horno y su temperatura aumenta de manera constante a medida que se acerca a la parte central y más caliente del horno. A medida que pasa por el horno, la temperatura se reduce hasta que la vajilla sale del horno casi a temperatura ambiente. Un horno continuo es energéticamente eficiente, porque el calor que se desprende durante el enfriamiento se recicla para precalentar el material entrante. En algunos diseños, la vajilla se deja en un lugar, mientras que la zona de calentamiento se mueve a través de ella. Los hornos de este tipo incluyen:

  • Horno Hoffmann
  • Horno Bull's Trench
  • Horno Habla (Zig-Zag)
  • Horno de rodillos: Un tipo especial de horno, común en la fabricación de vajillas y tejas, es el horno de solera de rodillos , en el que las mercancías colocadas sobre palos se llevan a través del horno sobre rodillos.

En el horno intermitente , la vajilla se coloca dentro del horno, el horno se cierra y la temperatura interna se aumenta según un programa. Una vez finalizada la cocción, se enfrían tanto el horno como la vajilla. Se retira la vajilla, se limpia el horno y comienza el siguiente ciclo. Los hornos de este tipo incluyen: [9]

  • Horno de pinza
  • Horno Skove
  • Horno escocés
  • Horno de tiro descendente
  • Hornos lanzadera: se trata de un horno de fondo de cabina con puerta en uno o ambos extremos. Los quemadores se colocan en la parte superior e inferior a cada lado, creando un flujo de aire circular turbulento. Este tipo de horno es generalmente un diseño de varios coches y se utiliza para procesar electrodomésticos, cerámicas técnicas y refractarios en lotes. Dependiendo del tamaño de la vajilla, los hornos lanzadera pueden estar equipados con dispositivos de movimiento de carros para transferir la vajilla cocida y sin cocer dentro y fuera del horno. Los hornos lanzadera pueden ser de corriente ascendente o descendente. Un horno lanzadera deriva su nombre del hecho de que los carros del horno pueden entrar en un horno lanzadera desde cualquier extremo del horno, mientras que un horno túnel tiene flujo en una sola dirección.

La tecnología de los hornos es muy antigua. Los hornos se desarrollaron desde una simple zanja de tierra llena de ollas y hoyo de combustible , hasta métodos modernos. Una mejora fue la construcción de una cámara de cocción alrededor de ollas con deflectores y un orificio de alimentación. Este calor conservado. Una chimenea mejoró el flujo de aire o el tiro del horno, quemando así el combustible más completamente.

La tecnología de los hornos chinos siempre ha sido un factor clave en el desarrollo de la cerámica china , y hasta hace siglos era la más avanzada del mundo. Los chinos desarrollaron hornos capaces de disparar a unos 1.000 ° C antes del 2000 a. C. Estos eran hornos de corriente ascendente, a menudo construidos bajo tierra. Aproximadamente en el año 200 d.C. se desarrollaron dos tipos principales de hornos y se siguieron utilizando hasta los tiempos modernos. Estos son el horno de dragones de las colinas del sur de China, generalmente alimentado por madera, largo y delgado y corriendo cuesta arriba, y el horno mantou en forma de herradura de las llanuras del norte de China, más pequeño y compacto. Ambos podrían producir de manera confiable las temperaturas de hasta 1300 ° C o más necesarias para la porcelana . A finales del Ming, el horno en forma de huevoo zhenyao se desarrolló en Jingdezhen y se utilizó principalmente allí. Esto fue una especie de compromiso entre los otros tipos y ofreció ubicaciones en la cámara de tiro con una variedad de condiciones de disparo. [10]

Tanto la cerámica romana antigua como la cerámica china medieval se podían cocer en cantidades industriales, con decenas de miles de piezas en una sola cocción. [11] Los primeros ejemplos de hornos más sencillos encontrados en Gran Bretaña incluyen los que fabricaban tejas durante la ocupación romana . Estos hornos se construyeron en la ladera de una pendiente, de modo que se pudiera encender un fuego en la parte inferior y el calor subiría al horno.

Los hornos tradicionales incluyen:

  • Horno de dragones del sur de China: delgado y largo, trepando por una ladera. Este tipo se extendió al resto de Asia oriental dando lugar al horno anagama japonés, llegando a través de Corea en el siglo V. Este horno generalmente consta de una cámara de cocción larga, perforada con orificios de apilamiento de vajilla más pequeños en un lado, con una cámara de combustión en un extremo y un conducto de humos en el otro. El tiempo de cocción puede variar de un día a varias semanas. Los hornos anagama tradicionales también se construyen en pendiente para permitir un mejor tiro. El horno japonés de noborigama es una evolución del diseño de anagama como un horno de cámaras múltiples donde la madera se apila desde la cámara de combustión frontal al principio, luego solo a través de los orificios laterales con la ventaja de tener aire calentado hasta 600 ° C (1112 ° F) desde el cámara de combustión frontal, lo que permite disparos más eficientes.
Durante la reconstitución de un horno tradicional camboyano en el Centro de Bellas Artes y Cerámica Khmer en Siem Reap , Camboya
  • Khmer Kiln : bastante similar al horno anagama ; sin embargo, los hornos jemer tradicionales tenían un techo plano. Los hornos chinos, coreanos o japoneses tienen un techo abovedado. Estos tipos de hornos varían en tamaño y pueden medir decenas de metros. El tiempo de cocción también varía y puede durar varios días.
  • Horno de botella : tipo de horno intermitente, generalmente de carbón, utilizado anteriormente en la cocción de cerámica; dicho horno estaba rodeado por una choza o cono de ladrillo alto, con la forma típica de una botella. La vajilla estaba encerrada en saggars de arcilla refractaria sellados; a medida que el calor y el humo de los fuegos pasaran a través del horno, se dispararía a temperaturas de hasta 1.400 ° C (2.552 ° F).
  • Horno de galletas : La primera cocción se realizaría en el horno de galletas.
  • Horno Glost : La galleta se glaseó y se le dio una segunda cocción glost en los hornos glost más grandes.
  • Horno Mantou del norte de China, más pequeño y compacto que el horno dragón
  • Horno de mufla : se utilizó para cocer la decoración sobre vidriado, a una temperatura inferior a 800 ° C (1,472 ° F). En estos hornos fríos, el humo de los fuegos pasaba a través de conductos fuera del horno.
  • Horno de arco de catenaria : normalmente utilizado para la cocción de cerámica con sal , estos por su forma (un arco de catenaria ) tienden a conservar su forma en ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento, mientras que otros tipos requieren extensos soportes de metal.
  • Horno Sèvres : inventado en Sèvres, Francia, generaba de manera eficiente altas temperaturas de 1.240 ° C (2.264 ° F) para producir cuerpos cerámicos impermeables y esmaltes fáciles de obtener. Cuenta con un diseño de tiro descendente que produce altas temperaturas en menos tiempo, incluso con leña.
  • Horno de caja Bourry , similar al anterior

Hornos modernos [ editar ]

Con la era industrial , los hornos se diseñaron para utilizar electricidad y combustibles más refinados, incluidos gas natural y propano . Muchos hornos industriales grandes de alfarería utilizan gas natural, ya que generalmente es limpio, eficiente y fácil de controlar. Los hornos modernos pueden equiparse con controles computarizados que permiten ajustes finos durante la cocción. Un usuario puede optar por controlar la tasa de aumento o rampa de temperatura , mantener o remojar la temperatura en cualquier punto dado, o controlar la tasa de enfriamiento. Tanto los hornos eléctricos como los de gas son comunes para la producción a menor escala en la industria y la artesanía, el trabajo artesanal y escultórico.

La temperatura de algunos hornos se controla mediante conos pirométricos , dispositivos que comienzan a derretirse a temperaturas específicas.

Los hornos modernos incluyen:

  • Horno de retorta : un tipo de horno que puede alcanzar temperaturas de alrededor de 1.500 ° C (2.732 ° F) durante períodos de tiempo prolongados. Por lo general, estos hornos se utilizan con fines industriales y cuentan con carros de carga móviles que forman la parte inferior y la puerta del horno.
  • Hornos eléctricos : los hornos que funcionan con electricidad se desarrollaron en el siglo XX, principalmente para un uso a menor escala, como en escuelas, universidades y centros de pasatiempos. La atmósfera en la mayoría de los diseños de hornos eléctricos es rica en oxígeno , ya que no hay llama abierta para consumir moléculas de oxígeno. Sin embargo, se pueden crear condiciones reductoras con la entrada de gas adecuada o utilizando saggars de una manera particular.
  • Horno Feller : trajo el diseño contemporáneo a la leña al reutilizar el gas no quemado de la chimenea para calentar el aire de entrada antes de que ingrese a la cámara de combustión. Esto conduce a un ciclo de cocción aún más corto y a un menor consumo de madera. Este diseño requiere ventilación externa para evitar que el radiador de la chimenea se derrita, siendo típicamente de metal. El resultado es un horno de leña muy eficiente que quema un metro cúbico de cerámica con un metro cúbico de madera. [ cita requerida ]
  • Cocción asistida por microondas : esta técnica combina la energía de microondas con fuentes de energía más convencionales, como gas radiante o calefacción eléctrica, para procesar materiales cerámicos a las altas temperaturas requeridas. La cocción asistida por microondas ofrece importantes beneficios económicos.
  • Horno de sombrero de copa : horno intermitente de un tipo que a veces se utiliza para cocer cerámica. La loza se coloca sobre un hogar refractario, o zócalo, sobre el que se baja una tapa en forma de caja.

Horno de secado de madera [ editar ]

Artículo principal: Secado de madera § Secado en horno

La madera verde que proviene directamente del árbol talado tiene un contenido de humedad demasiado alto para ser comercialmente útil y se pudrirá, deformará y partirá. Tanto las maderas duras como las blandas deben dejarse secar hasta que el contenido de humedad esté entre el 18% y el 8%. Este puede ser un proceso largo o se acelera mediante el uso de un horno. Hoy en día existe una variedad de tecnologías de hornos: convencional, deshumidificación, solar, vacío y radiofrecuencia.

Los hornos de secado de madera convencionales [12] son de tipo bulto (cargador lateral) o de tipo vía (tranvía). La mayoría de los hornos de madera dura son hornos de carga lateral en los que se utilizan carretillas elevadoras para cargar paquetes de madera en el horno. La mayoría de los hornos de madera blanda son tipos de rieles en los que la madera (EE.UU.: "madera") se carga en hornos / carros de rieles para cargar el horno. Los hornos convencionales modernos de alta temperatura y alta velocidad del aire generalmente pueden secar madera verde de 1 pulgada de espesor (25 mm) en 10 horas hasta un contenido de humedad del 18%. Sin embargo, el roble rojo verde de 1 pulgada de espesor requiere aproximadamente 28 días para secarse hasta un contenido de humedad del 8%.
El calor se introduce típicamente a través de vapor que corre a través de intercambiadores de calor de aletas / tubos controlados por válvulas neumáticas de encendido / apagado. La humedad se elimina mediante un sistema de ventilaciones, cuyo diseño específico suele ser particular de un fabricante determinado. En general, se introduce aire seco frío en un extremo del horno y se expulsa aire húmedo caliente en el otro. Los hornos convencionales de madera dura también requieren la introducción de humedad a través de sistemas de rociado de vapor o agua fría para evitar que la humedad relativa dentro del horno baje demasiado durante el ciclo de secado. Las direcciones del ventilador generalmente se invierten periódicamente para asegurar un secado uniforme de las cargas del horno más grandes.
La mayoría de los hornos de madera blanda funcionan por debajo de los 115 ° C (239 ° F) de temperatura. Los programas de secado del horno de madera dura normalmente mantienen la temperatura de bulbo seco por debajo de 80 ° C (176 ° F). Las especies difíciles de secar no deben exceder los 60 ° C (140 ° F).
Los hornos de deshumidificación son similares a otros hornos en su construcción básica y los tiempos de secado suelen ser comparables. El calor proviene principalmente de una unidad de deshumidificación integral que también elimina la humedad. El calor auxiliar a menudo se proporciona al principio del programa para complementar el deshumidificador.
Los hornos solares son hornos convencionales, generalmente construidos por aficionados para mantener bajos los costos de inversión inicial. El calor se proporciona a través de la radiación solar, mientras que la circulación interna del aire suele ser pasiva.
Hornos de vacío y radiofrecuenciareduzca la presión del aire para intentar acelerar el proceso de secado. Existe una variedad de estas tecnologías de vacío, que varían principalmente en el método de introducción de calor en la carga de madera. Los hornos de vacío con plato de agua caliente utilizan placas de calentamiento de aluminio con el agua circulando dentro como fuente de calor, y normalmente funcionan a una presión absoluta significativamente reducida. Discontinuo y SSV (vapor sobrecalentado) utilizan la presión atmosférica para introducir calor en la carga del horno. La carga completa del horno alcanza la presión atmosférica completa, el aire en la cámara se calienta y finalmente se hace un vacío a medida que la carga se enfría. Los SSV funcionan a atmósferas parciales, típicamente alrededor de 1/3 de la presión atmosférica total,en un híbrido de tecnología de horno de vacío y convencional (los hornos SSV son significativamente más populares en Europa, donde la madera recolectada localmente es más fácil de secar que las maderas de América del Norte). Los hornos de RF / V (radiofrecuencia + vacío) utilizan radiación de microondas para calentar el carga del horno y, por lo general, tienen el costo operativo más alto debido a que el calor de vaporización lo proporciona la electricidad en lugar de las fuentes locales de combustibles fósiles o madera residual.

La economía de las diferentes tecnologías de secado de madera se basa en los costos totales de energía, capital, seguro / riesgo, impactos ambientales, mano de obra, mantenimiento y degradación del producto. Estos costos, que pueden ser una parte importante de los costos de la planta, involucran el impacto diferencial de la presencia de equipos de secado en una planta específica. Cada equipo, desde la desbrozadora verde hasta el sistema de alimentación en el molino cepillador, es parte del "sistema de secado". Los verdaderos costos del sistema de secado solo se pueden determinar al comparar los costos y riesgos totales de la planta con y sin secado.

La leña secada en horno fue pionera durante la década de 1980 y luego se adoptó ampliamente en Europa debido a los beneficios económicos y prácticos de vender madera con un contenido de humedad más bajo. [13] [14] [15]

Las emisiones atmosféricas totales (nocivas) producidas por los hornos de leña, incluida su fuente de calor, pueden ser significativas. Normalmente, cuanto mayor es la temperatura a la que funciona el horno, mayor es la cantidad de emisiones que se producen (por libra de agua extraída). Esto es especialmente cierto en el secado de chapas finas y el secado a alta temperatura de maderas blandas.

Galería [ editar ]

  • Hornos de fabricación de ladrillos, Delta del Mekong . El barco de carga en primer plano transporta la paja de arroz que se utiliza como combustible para el fuego.

  • Un horno de cerámica de leña en Hội An , Vietnam.

  • Un horno de arco de catenaria utilizado para la cocción de cerámica de óxido de aluminio de grado de tubo de electrones de alta temperatura

  • Un horno de porcelana de dos pisos con hornos á alandier en Sèvres , Francia, circa 1880

  • Representación CAD de un horno de colmena

  • Representación CAD de un horno túnel

  • Un patio de hornos con varios hornos

Ver también [ editar ]

  • Forja  : talleres de un herrero, que es un herrero que convierte el hierro en herramientas u otros objetos.
  • Horno  : dispositivo utilizado para calentar edificios
  • Lista de hornos  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Gasificador de corriente ascendente con iluminación superior

Notas [ editar ]

  1. ^ http://webstersdictionary1828.com/Dictionary/Kiln
  2. ^ Bowen, James A. (1915). "Palabras en inglés como se hablan y se escriben, para grados superiores: diseñado para enseñar el poder de las letras y la construcción y uso de sílabas" .
  3. ^ http://www.homophone.com/h/kill-kiln
  4. ^ geiriadur.ac.uk
  5. ^ archive.org
  6. ^ Piotr Bienkowski; Alan Millard (15 de abril de 2010). Diccionario del Antiguo Cercano Oriente . Prensa de la Universidad de Pennsylvania. pag. 233. ISBN 978-0-8122-2115-2.
  7. ^ James E. McClellan III; Harold Dorn. Ciencia y tecnología en la historia mundial: una introducción . Prensa JHU; 14 de abril de 2006. ISBN 978-0-8018-8360-6 . pag. 21. 
  8. ^ Conran, Sheelagh; et al. (2011). Tiempos pasados, fortunas cambiantes. Actas de un seminario público sobre descubrimientos arqueológicos en proyectos de carreteras nacionales. ARQUEOLOGÍA Y AUTORIDAD NACIONAL DE CARRETERAS, Serie Monográfica No 8 . Dublín: Infraestructura de transporte Irlanda. págs. 73–84. ISBN 9780956418050.
  9. ^ "Fabricación de ladrillos a pequeña escala" .
  10. ↑ Rawson, 364, 369-370; Vainker, 222-223; Artículo de JP Hayes del Grove Dictionary of Art
  11. ^ Vainker, 222-223; Artículo de JP Hayes del Grove Dictionary of Art
  12. ^ Rasmussen 1988 .
  13. ^ Maviglio, S. 1986. De tocón a estufa en tres días. Yanqui. 50 (12): 95-96 (diciembre).
  14. ^ http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplrn/fplrn254.pdf
  15. ^ "Información importante y hechos sobre nuestra leña" . www.certainlywood.co.uk . Consultado el 27 de octubre de 2016 .

Referencias [ editar ]

  • Hamer, Frank y Janet. Diccionario de materiales y técnicas de Potter. A & C Black Publishers, Limited, Londres, Inglaterra, tercera edición de 1991. ISBN 0-8122-3112-0 . 
  • Smith, Ed. Manual de diseño de hornos secos. JE Smith Ingeniería y consultoría, Blooming Grove, Texas. Disponible para su compra del autor JE Smith
  • M. Kornmann y CTTB, "Ladrillos y tejas de arcilla, fabricación y propiedades", Soc. industrie minérale, París, (2007) ISBN 2-9517765-6-X 
  • Rasmussen, EF (1988). Laboratorio de Productos Forestales, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. (ed.). Manual del operador del horno seco . Consejo de Investigación de Madera Dura.

Enlaces externos [ editar ]

  • Entrada de Hornos y Estructuras de Cocción en la Enciclopedia de Egiptología de UCLA
  • Información sobre la historia de los hornos de botella (hornos) del Museo de Cerámica Gladstone en Stoke-on-Trent, Reino Unido.
  • Cómo funciona el horno de botellas (de thepotteries.org)