Una descripción técnica de los principios, el diseño y las aplicaciones industriales

Hornos de cinturón de malla: una descripción técnica de los principios, el diseño y las aplicaciones industriales **

El horno de la correa de malla es un horno industrial de tipo continuo caracterizado por el uso de una cinta de malla de metal tejida para transmitir piezas de trabajo a través de diversas zonas de proceso. Reconocido por su confiabilidad, uniformidad y eficiencia, estos hornos son una piedra angular del procesamiento térmico moderno en numerosas industrias. Este artículo proporciona un examen técnico de su diseño, principios operativos, componentes clave y aplicaciones primarias.

1. Introducción **
En el procesamiento térmico industrial, la consistencia y el rendimiento son primordiales. Los hornos de lotes, aunque versátiles, a menudo crean cuellos de botella para la producción de alto volumen. El horno de la correa de malla aborda esta necesidad al proporcionar un flujo continuo de componentes a través de zonas de temperatura controladas con precisión. Esto permite un tratamiento térmico automatizado, de alto volumen, soldadura, sinterización y otros procesos con uniformidad de temperatura excepcional y repetibilidad.

2. Diseño fundamental y principio operativo **
El principio central de un horno de correa de malla es sencillo: una correa transportadora impulsada por el motor transporta piezas a través de una serie de cámaras con calefacción dentro de un horno sellado.

El proceso se puede dividir en tres etapas principales:
1. ** Carga: ** Las piezas se alimentan de forma automática o manual en el cinturón de malla en la entrada del horno ".
2. ** Procesamiento térmico: ** La correa lleva la carga de trabajo secuencialmente a través de las zonas de precalentamiento, calor alto y enfriamiento. Cada zona mantiene una temperatura y atmósfera específicas.
3. ** Descarga: ** Las piezas procesadas salen del horno al extremo de descarga y se recolectan para un mayor manejo.

Esta operación continua permite una productividad incomparable y resultados consistentes las 24 horas, los 7 días de la semana.

3. Componentes del sistema clave **
Un horno de correa de malla es un sistema complejo que integra varios componentes críticos:

*** Cinturón de malla: ** El corazón del sistema. Los cinturones se tejen típicamente a partir de aleaciones de alta temperatura, como acero inoxidable 314, 330 acero inoxidable o Inconel 601. La elección de la aleación depende de la temperatura máxima de funcionamiento y la atmósfera de proceso. El diseño de la correa (tamaño de malla, diámetro del cable) es crucial para soportar la carga de pieza específica y permitir un flujo de gas óptimo y transferencia de calor.

*** Estructura del horno: **
*** Cámara de calefacción: ** forrada con fibra de cerámica o aislamiento de ladrillo para la eficiencia térmica. Los elementos de calentamiento (a menudo se colocan carburo de silicio, disilicidio de molibdeno o tubos radiantes de aleación) sobre el cinturón.
* ** Cámara de enfriamiento: ** Ubicada después de la zona caliente. El enfriamiento se puede lograr a través de la convección del aire forzada, las cámaras de chaquetas de agua, o en algunos casos, el enfriamiento de gas de atmósfera controlada.

*** Sistema de atmósfera: ** Muchos procesos requieren un entorno controlado para prevenir la oxidación o facilitar las reacciones químicas. El horno está equipado con entradas de gas y sistemas de escape para mantener y regular atmósferas como:
*** Gas ​​endotérmico (gas endo) **
*** Gas ​​exotérmico (gas exo) **
*** Atmósferas basadas en nitrógeno **
*** Hidrógeno y amoníaco disociado **
La carcasa del horno se purga y se mantiene bajo una presión positiva para excluir el aire.

*** Sistema de accionamiento: ** Una unidad mecánica robusta, típicamente que consiste en un motor de velocidad variable, una caja de cambios de reducción y una rueda dentada de accionamiento, impulsa la correa. El control de velocidad preciso es esencial para determinar el tiempo de residencia de las piezas "en cada zona, un parámetro de proceso crítico.

*** Sistema de control: ** Un sistema de control moderno basado en PLC o PC administra y monitorea todos los parámetros, incluidos:
* Temperaturas de la zona (a través de bucles de control PID y termopares)
* Velocidad del cinturón
* Atmósfera de flujo de gas
* Presión del sistema y enclavamientos de seguridad

4. Consideraciones técnicas críticas **

*** Uniformidad de temperatura: ** Una métrica de rendimiento clave. Los hornos están diseñados para cumplir con los estándares de uniformidad específicos (por ejemplo, ± 5 ° C o ± 10 ° C) en todo el ancho del cinturón y dentro de la carga de trabajo. Esto se logra a través de una cuidadosa colocación de elementos, gestión del flujo de aire y aislamiento.
*** Vida y seguimiento del cinturón: ** La longevidad del cinturón es un factor operativo significativo. La falla típicamente es causada por la fluencia (flacidez), la oxidación o la carburación a altas temperaturas. Los sistemas de tensión y seguimiento automáticos adecuados son esenciales para evitar la deriva de la correa y el daño a la estructura del horno.
*** Integridad de la atmósfera: ** Prevención de la entrada de aire es crítica para los procesos dependientes de la atmósfera. El sellado efectivo en los extremos de entrada y descarga, a menudo utilizando vestíbulos con cortinas de llama o sellos mecánicos, es obligatorio.

5. Aplicaciones industriales primarias **
Los hornos de la correa de malla son excepcionalmente versátiles y se emplean en:

*** Metal en polvo (PM) Sinterización: ** La aplicación más grande. Hornos sinter componentes de polvo de metal compactado (por ejemplo, engranajes, rodamientos) a temperaturas de hasta 1150 ° C, unir partículas para lograr la resistencia y las propiedades finales.
*** Biblioteca: ** Se usa ampliamente para unir componentes de cobre, acero y acero inoxidable (por ejemplo, en industrias automotrices, HVAC y aeroespaciales) utilizando una atmósfera controlada y un ciclo térmico preciso.
*** Tratamiento térmico: ** Para procesos como recocido, templado y endurecimiento de piezas pequeñas a medianas como sujetadores, resortes y herramientas de corte.
*** Desmontaje y sinterización de piezas de inyección de metal moldeadas (MIM): ** Un proceso de dos etapas donde el aglutinante de polímero se elimina por primera vez (desanimado) y la parte metálica se sinteriza posteriormente a plena densidad.
*** Acción electrónica y de cerámica: ** Utilizado en la atmósfera de aire para procesos como disparos de condensadores de cerámica y sustratos de película gruesa.

6. Ventajas y limitaciones **

** Ventajas: **
*** Operación continua: ** Alto rendimiento y idoneidad para la producción en masa.
*** Excelente uniformidad: ** Zonas térmicas estables aseguran una calidad constante del producto.
*** Automatización: ** Fácilmente integrado en líneas de producción automatizadas.
*** Flexibilidad: ** se puede configurar para una amplia gama de procesos y atmósferas.

** Limitaciones: **
*** Alta inversión de capital: ** Costo inicial significativo en comparación con los sistemas por lotes.
*** Limitaciones de la correa: ** La temperatura máxima de funcionamiento está limitada por las capacidades del material de la correa "(típicamente máximo ~ 1150 ° C para aleaciones estándar).
*** Restricciones de tamaño/peso: ** No es adecuado para componentes individuales muy grandes o pesados ​​que podrían dañar el cinturón de malla.

7. Conclusión **
El horno de la correa de malla sigue siendo un equipo indispensable en el procesamiento térmico industrial. Su diseño equilibra elegantemente las demandas de la producción de alto volumen con la precisión requerida para procesos metalúrgicos avanzados como la sinterización y la soldadura. Los avances continuos en los sistemas de control, los materiales de la correa y el diseño del horno continúan expandiendo sus capacidades, asegurando su papel fundamental en la fabricación en los años venideros.

---