Quemadores y combustibles

Quemadores de gas: Son de dos tipos. El más simple es el atmosférico, que expulsa el gas por la tobera del horno. El sistema se muestra en la ilustración 7. El gas penetra en el venturi, mecanismo en el cual una corriente de gas arrastra a otro gas (en este caso, el segundo gas es aire), a través de un surtidor cuyo tamaño varía según el tipo de gas utilizado, es decir, gas ciudad (gas dé carbón), natural o propano. El gas arrastra aire en su paso hacia el quemador y se inflama al penetrar en el horno. La llama resultante se produce a unos 10 o 12 cm del extremo del quemador, que se mantiene relativamente frío. El aire suplementa­rio entra en el sistema a través de una tobera especialmente diseñada y proporcio­na el exceso de oxígeno necesario a la atmósfera del horno para que todo él combustible se queme completamente. En este sistema son la presión del gas y su velocidad de salida del surtidor los que determinan la cantidad de aire arrastrado.
El segundo tipo es el quemador de aire comprimido y en él el aire es introducido por un ventilador, siendo el gas arrastrado por el mismo. El aire y el gas son conducidos hasta la zona donde se mezclan, a unos 45 cm del quemador, y el abastecimiento de gas tiene lugar a través de un sistema hermético.
Los hornos de aire comprimido requieren una salida para los gases calientes, pero el tiro se establece por la presión del ventilador y en muchos sistemas la altura de la chimenea no es un factor crítico para la eficacia del horno.
Las mezclas de aire y gas son explosivas y deben manejarse con precaución. En cuanto a potencia calorífica, la del propano es la más elevada, seguido por el gas natural y, en último lugar, por el gas ciudad. La cantidad de gas necesaria para calentar un horno de un determinado volumen a una temperatura dada varía en proporción inversa a la potencia calorífica del gas utilizado.
Los quemadores atmosféricos se regulan únicamente controlando el flujo de gas, siempre que el venturi no esté bloqueado al paso del aire y se mantenga abierta la tobera de aire suplementario. Los quemadores de aire comprimido se regulan controlando tanto el flujo de aire como el de gas, pero también es preciso mantener abierta la tobera de aire suplementario.
Los quemadores de petróleo son del tipo de aire comprimido. El aire pulveriza el petróleo líquido y la mezcla se inflama al salir del quemador. Al penetrar en el horno, el combustible puede arrastrar más aire, pero para que la combustión sea eficiente es preciso disponer de un abastecimiento de aire suplementario.
Los quemadores de petróleo condensado constituyen un sistema alternativo de utilización del mismo combustible, en el que el petróleo se "craquea" mezclándo­lo con agua. El flujo del combustible se regula de modo que éste caiga gota a gota sobre una plancha caliente situada dentro del horno. El agua se regula de modo similar, mezclándose con el petróleo al penetrar en el horno. Este se descompo­ne ante la presencia del vapor de agua dando lugar a hidrocarburos más ligeros. El petróleo y el vapor de agua requieren un abastecimiento de aire principal y otro secundario. Este tipo de quemadores deben precalentarse con un soplete si es necesario a fin de que la plancha alcance la temperatura necesaria para inflamar el petróleo.
Los combustibles sólidos como la madera y el carbón se queman en dos fases netamente diferenciadas; en primer lugar, se produce una calcinación preliminar durante la cual liberan cierta energía, pero después la mayor parte de la energía del combustible sólo se libera a temperaturas mucho más altas durante períodos más prolongados.
Los combustibles sólidos tienen que quemarse en un hogar. Este debe ser reconstruido cada cierto tiempo a causa de la gran cantidad de calor que se genera en la zona y para ello deben emplearse los materiales refractarios más duros. Los barrotes utilizados para sostener el carbón tienen que reemplazarse todavía con más frecuencia.
Los combustibles tales como el petróleo, la madera, el carbón o el gas en bombonas deben almacenarse lejos del calor producido por el horno. Nunca se debe dejar sin atención un horno de petróleo. En el caso de producirse un escape, el petróleo podría inundar la zona circundante e inflamarse al entrar los gases en contacto con un quemador, envolviendo el horno en llamas.
Es preferible construir los hornos de combustibles sólidos fuera del taller, dotándolos de una cubierta para protegerlos de las inclemencias y poder efectuar las cochuras con más comodidad. Los hornos de gran tamaño llegan a necesitar más de treinta horas para completar una cochura, requiriendo cargas, ajustes y regulaciones constantes.

Hornos

Hornos de tiro inferior: Es el tipo más eficaz del horno de llama al descubierto y, por tanto, el que alcanza temperaturas más altas con el menor costo. El conducto que extrae los gases del horno está situado en el suelo, de modo que la tendencia natural de los gases calientes a ascender hacia la parte superior del horno se ve contrarrestada por la necesidad de buscar un camino entre las piezas para salir por la chimenea. El aire frío más pesado desciende hacia la parte inferior del horno, pasando al conducto de salida, y la temperatura en el interior es más uniforme que en los otros tipos de horno de llama al descubierto.
Los hornos eléctricos suelen tener una temperatura operativa máxima de 1.300°. Por encima de esta temperatura, el material aislante del horno no es tan eficaz y puede llegar incluso a quebrarse. Además, los elementos interiores pueden fundirse si la temperatura asciende muy por encima de este máximo recomendado. El uso, cada vez más frecuente, de fibra cerámica como material aislante ha dotado de mayor eficacia a los hornos eléctricos. Los ladrillos aislantes absorben mucho menos calor que los refractarios duros, pero mucho 22 más que la fibra cerámica. Por tanto, los hornos con aislamiento de fibra cerámica pueden tener menos elementos por metro cúbico y aun así alcanzar temperaturas suficientes para cochuras de gres. Cuando la electricidad resulta cara, el precio ligeramente superior de los hornos con aislamiento de fibra cerámica en relación con los de ladrillo puede ser compensatorio. Dado que los hornos eléctricos carecen de ventilación natural, deben ventilarse adecuadamen­te durante la cochura inicial a fin de que el vapor de agua y los gases residuales se evaporen sin dificultad, en vez de verse obligados a salir a través de los resquicios de la puerta. El vapor de agua es ácido y puede producir corrosión en el revestimiento metálico del horno.
Hornos de cámaras múltiples: En este tipo de hornos los gases residuales calientes se hacen-pasar de una cámara a otra. La eficacia del sistema aumenta proporcionalmente al número de cámaras del horno.