¿Cómo funciona un horno de arco eléctrico?

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Los hornos de arco eléctrico (u hornos de arco) son hornos de alta temperatura que utilizan corrientes eléctricas de alto voltaje como elemento calefactor primario. Inventado en Francia en 1907, estos hornos son una parte crucial de las operaciones de reciclaje de hierro y acero. Se presentan en "mini-molinos" que reciclan chatarra de hierro para su reutilización. Los hornos de arco también se utilizan en la producción de acero. El diseño de estos hornos los hace lo suficientemente simples como para ser construidos en casa también por aficionados.

Crédito: SARINYAPINNGAM / iStock / GettyImages ¿Cómo funciona un horno de arco eléctrico?

Cuatro tipos de hornos

Hay cuatro tipos principales de hornos utilizados en las fundiciones de hoy: hornos de cúpula, hornos de inducción, hornos de crisol y hornos de arco. Cada uno de estos utiliza diferentes métodos para completar la misma tarea general: fundir metal o chatarra con cantidades increíbles de calor para que pueda moldearse y usarse para todo, desde la construcción hasta la electrónica y los artículos domésticos comunes. Los usos específicos de cada tipo de horno dependen de la forma en que funciona y de cuál es su fuente de calor principal. Los hornos de cúpula, por ejemplo, se calientan a través de la combustión de coque, carbón y piedra caliza, lo que lo hace principalmente adecuado para el procesamiento de mineral de hierro, mientras que los hornos de inducción y crisol, calentados con bobinas de cobre cargadas eléctricamente y placas calientes respectivamente, entregan un sistema eficiente y controlado calor que los hace perfectos para trabajar con metales como latón, aluminio, cobre y oro. Los hornos de arco eléctrico actúan como una especie de término medio. Mediante el uso de electricidad y, opcionalmente, combustible sólido como fuentes de calor, pueden procesar chatarra y mineral de hierro para fabricar acero.

Componentes de arco

Un horno de arco eléctrico es esencialmente una caldera gigante resistente al calor alimentada por tres picos de grafito. El horno tiene una tapa extraíble enfriada por agua que sostiene las puntas de grafito y está conectado a grandes líneas eléctricas que actúan como electrodos. Cuando se levanta la tapa, el horno se puede cargar con cualquier combinación de chatarra de hierro, mineral de hierro, fundente y combustible sólido, y cuando se cierra y asegura firmemente, los electrodos se pueden bajar a la chatarra para comenzar el proceso de fusión.

Hacer metal

Los hornos de arco derriten chatarra y mineral mediante el uso de sus electrodos de grafito. Cuando se alimenta energía al horno, la electricidad salta entre los dos electrodos energizados y al electrodo neutro conectado a tierra. Los arcos eléctricos de alto voltaje creados por estos picos de grafito emiten grandes cantidades de calor directo y radiante que funde el contenido del horno. Si también se han colocado combustibles sólidos en el horno, el calor de los electrodos se transfiere al combustible y lo enciende, aumentando el calor general. Cuando el metal fundido está listo para usar, se puede drenar a través de un puerto especial en el horno para fundición y forjado. Todo el proceso puede tomar tan poco como una hora.

Inconvenientes del horno de arco

Aunque los hornos de arco son útiles y pueden procesar grandes cantidades de chatarra en un tiempo relativamente corto, sus características les dan algunas desventajas que deben considerarse antes de usarlos. Más que cualquier otra cosa, los hornos de arco usan una cantidad increíblemente grande de electricidad, hasta el punto de que se sabe que el uso de hornos de arco industrial hace que la energía parpadee en el área y los tiempos de uso generalmente están relacionados con períodos en los que la electricidad no se usa ampliamente. También, como otros tipos de hornos, son ruidosos y requieren una fábrica de acero cercana u otra planta de procesamiento de metales para utilizar de manera efectiva los productos producidos dentro.

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