Horno, hornos para la industria cerámica para secado, descarbonización, desmoldeo y sinterización.
JTEKT Thermo Systems está representada en Europa por
Crystec Technology Trading GmbH
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Horno de Cerámica, Hornos
Para la fabricación de cerámica técnica,
generalmente se moldean cuerpos verdes a partir de materias primas
artificiales. Estos cuerpos verdes contienen, además de las mezclas de polvos cerámicos,
normalmente también humedad y aglutinantes orgánicos.
Inicialmente, se seca el cuerpo verde. Luego, todos los componentes
volátiles, que se evaporan o queman a altas temperaturas, deben eliminarse
en el proceso de desmoldeo. Por último, se lleva a cabo la quema o sinterización
de la cerámica. En esta etapa, el cuerpo cerámico adquiere su resistencia.
JTEKT Thermo Systems (anteriormente Koyo Thermo Systems) produce varios tipos
de hornos para aplicaciones en la industria cerámica, como
secado,
descarbonización,
quema continua y
sinterización.
JTEKT Thermo Systems tiene mucha experiencia en este
ámbito y es líder en descarbonización y quema continua en Japón.
Podemos proporcionarle una larga lista de clientes a pedido.
Secado
En una masa cerámica moldeada y húmeda todavía hay algo
de agua presente. Con la pérdida de agua, ocurre una disminución de volumen,
llamada contracción por secado. La contracción por secado aumenta con el
contenido de humedad y depende del tamaño de grano, la naturaleza de las materias primas
y del método de conformado. La contracción puede ser diferente en
direcciones diferentes dependiendo del tipo de cerámica. Se deben tener en cuenta tales
orientaciones o texturas, según el tamaño y la geometría de las piezas cerámicas,
con un secado cuidadoso. De lo contrario, puede haber deformación o formación de grietas.
JETKT Thermo Systems (Koyo) ofrece varios tipos de hornos para esta aplicación.
Los más comunes son los hornos de convección.
Desmoldeo, Descarbonización, Desligado
Para obtener una resistencia
mecánica suficiente de los cuerpos verdes, se agregan hasta un 50% en volumen de aditivos orgánicos a los
materiales cerámicos. Estos deben eliminarse posteriormente. Este
proceso se llama desmoldeo, descarbonización o desligado.
La desmoldeo, descarbonización o desligado de la cerámica y la eliminación de los aglutinantes
orgánicos y agentes de refuerzo se llevan a cabo en hornos de desmoldeo, descarbonización o desligado.
Este es un proceso muy crítico y requiere un control cuidadoso de la temperatura.
Esto es especialmente importante cuanto más grandes sean los cuerpos verdes.
El perfil de temperatura, la presión, la atmósfera de gas y el tiempo deben ser equilibrados
para permitir una expulsión sin daños y reproducible de los aditivos del cuerpo con
porosidad fina. Especialmente en la fase inicial del proceso, se debe calentar muy lentamente
para evitar daños por la evaporación repentina de componentes orgánicos.
El proceso de desmoldeo, descarbonización o desligado comienza a temperatura ambiente
y a menudo se completa a temperaturas alrededor de 600°C. El oxígeno puede acelerar la descomposición
de los materiales orgánicos y acortar el tiempo de desmoldeo, descarbonización o desligado.
Una variante del desmoldeo es el llamado coquizado. En este proceso,
se convierten los componentes plásticos en carbono, que permanece en la estructura
y, en la siguiente quema reactiva con los reactivos suministrados, se convierte
en una matriz cerámica. Esto requiere temperaturas de hasta 1000°C.
Este método se utiliza en la producción de carburo de silicio.
Para la descarbonización de cerámica,
a menudo se utilizan hornos de convección que hacen circular el gas en la cámara,
junto con un postquemador. El modelo de horno
INH está equipado para el desmoldeo, descarbonización,
desligado de cuerpos verdes con varias entradas de gas. Hay
varios tamaños disponibles.
El tipo de horno
INH se puede operar a temperaturas de hasta 600°C.
El contenido de oxígeno se puede reducir a menos de 20 ppm.
Es posible la introducción de oxígeno dirigida, así como la humidificación
del gas en el horno. El contenido de oxígeno se puede determinar
con un sensor de ZrO2.
El horno es controlado por un controlador programable
que puede almacenar 7 recetas con 140 pasos de programa.
Los pasos ingresados se muestran en una pantalla. Opcionalmente,
este horno se puede obtener con un
control de barra.
Para eliminar los productos de descomposición orgánicos
del gas de escape, a menudo se utiliza un postquemador (foto a la derecha).
En la instalación de varios hornos,
cada horno puede ser operado con un postquemador con dos hornos simétricamente
construidos.
El uso de hornos de paso continuo para el proceso
de desmoldeo también es posible.
Quema Continua
Después del secado y desmoldeo o coquizado,
la estructura del cuerpo verde está unida solo por fuerzas de adhesión
y requiere un manejo especialmente cuidadoso durante los siguientes pasos del proceso.
Los hornos de paso continuo
se utilizan para procesos de quema continua.
Los hornos de paso continuo utilizados en la industria cerámica
generalmente usan elementos calefactores de
Moldatherm®.
La carga y descarga del horno puede realizarse de forma automática.
JTEKT Thermo Systems puede proporcionar diferentes sistemas de carga y descarga.
Normalmente se utiliza una atmósfera de nitrógeno.
El contenido de oxígeno se puede determinar mediante un medidor de oxígeno
ZrO2. Otros gases de proceso
como gases inertes, gas de formación o hidrógeno también se pueden utilizar.
El perfil de temperatura y el flujo de gas de este horno determinan
el resultado del proceso de forma decisiva.
El tipo de horno MT que se muestra aquí está equipado con un controlador de temperatura de alta precisión y un muffle diseñado para alta
estabilidad y reproducibilidad del gas.
- Opcionalmente, este horno se puede obtener con un
control de barra.
- La estabilidad de la atmósfera en la cámara del horno se logra mediante cámaras de lavado de gas en la entrada y salida del horno.
- Una extracción forzada con una boquilla de soplado se encuentra exactamente en la posición correcta.
- Para la quema bilateral de muestras, éstas se pueden fijar en soportes especiales en la rejilla metálica.
- Se pueden alcanzar temperaturas de hasta 1400°C.
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Quemado, Sinterización, Sinterización
El objetivo de la tecnología cerámica es producir un cuerpo mecánicamente resistente. La unión cerámica y, por lo tanto, la alta resistencia se logra mediante la quema a altas temperaturas en un horno de sinterización, un horno de elevación, un horno de campana, o un horno vertical. La quema permite la sinterización y, por lo tanto, permite la formación del material cerámico real. Durante los procesos de quema, los productos experimentan una consolidación y compactación que se manifiestan en una disminución de la porosidad y una contracción del cuerpo. El tiempo de quema y la atmósfera afectan estas propiedades de la cerámica técnica. La forma de las piezas también influye en la receta a ajustar: las piezas más delgadas y densamente formadas se pueden quemar más rápido que las grandes o con paredes gruesas.
Para la sinterización, JTEKT Thermo Systems puede ofrecer tres tipos diferentes de hornos verticales, hornos de elevación, y hornos de campana, cada uno de los cuales se carga desde abajo a través de un ascensor. La base puede extenderse hacia adelante para facilitar la carga. La receta deseada se ejecuta automáticamente. La atmósfera de la cámara puede ser seleccionada. A menudo se utilizan nitrógeno o gas formador. Para garantizar un intercambio de gases rápido, el horno puede ser evacuado. El contenido de oxígeno se puede determinar mediante un medidor de oxígeno de ZrO2.
| Propiedades del Horno |
Tipo de Horno |
Temp. Máx. |
Dimensiones |
Carga |
Potencia |
MU |
1000°C |
64 - 200 l |
100 - 150 kg |
17 - 60 kW |
SU |
1500°C |
27 - 125 l |
30 - 200 kg |
17 - 27 kW |
KU |
1700°C |
15 - 216 l |
30 - 300 kg |
9 - 51 kW |
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Para la producción con altos volúmenes de trabajo, se encuentran disponibles versiones grandes del horno vertical (imagen izquierda). Existen tipos especiales para la sinterización al vacío (imagen derecha).
También es posible el uso de hornos de paso especializados para esta aplicación.
Koyo Thermo Systems y Crystec esperan con interés construir para usted una instalación rentable que cumpla con sus
requisitos más exigentes.
