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El propósito de un horno de forja es calentar el metal a una temperatura que lo haga lo suficientemente maleable para el proceso deseado. Los diferentes tipos de hornos utilizan varias fuentes de combustible y técnicas de calentamiento.
Hornos
Los recipientes de retención gigantes conocidos como hornos son uno de los equipos de calentamiento más importantes y tradicionales para la forja de metales. Existen en formas abiertas y cerradas. Por lo general, un horno puede alcanzar temperaturas altas suficientes para forjar metales.
El horno calentará el metal por medios directos o indirectos. En el calentamiento indirecto, el metal no estará expuesto a la fuente de calor, sino que recibirá el calor a través de otro conducto o medio. Lo contrario es tradicionalmente cierto para el calentamiento directo. Los diferentes hornos brindan métodos variados para suministrar calor directa o indirectamente.
Forjas de inducción
Una forja de inducción utiliza bobinas de metal como fuente de calor que induce un campo magnético para calentar el metal. Una forja de inducción puede alcanzar rápida y consistentemente la temperatura requerida para la forja, y se puede controlar la temperatura con precisión. Un horno de forja por inducción es una opción popular debido a su velocidad y eficiencia, pero solo puede utilizar ciertos tipos de metales debido a las propiedades del campo magnético.
Túneles de calor
Los túneles de calor son lo opuesto a los túneles de enfriamiento. En lugar de pasar los productos a través de un entorno más frío para enfriarlos, los túneles de calor exponen los materiales a temperaturas más altas para prepararlos para el siguiente paso en el proceso de producción. Los túneles de calor son versátiles y pueden utilizar electricidad, gas, diésel, infrarrojos o aire caliente de un soplador como fuente de calor. Los túneles de calor suelen combinarse con cintas transportadoras para aumentar la eficiencia de producción.
El uso de túneles de calor para la forja de metales es posible, pero depende del tipo de metal y de la cantidad que se esté procesando.
Hornos de forja a llama
El uso de hornos de forja a llama implica exponer la pieza de trabajo a la llama y los gases calientes. La llama puede provenir de diversas fuentes, como gas natural, propano, butano o hidrógeno. La pieza de trabajo puede tener varias formas, como una bobina o una línea, y el horno puede tener o no un lecho móvil.
Los hornos de forja a llama pueden ser herramientas de producción eficientes, y se pueden utilizar para diferentes metales, aleaciones y tamaños. Sin embargo, la llama y los gases calientes pueden ser peligrosos, y se deben tomar todas las precauciones necesarias y asegurar que el horno cumpla con todos los estándares de seguridad.
Un horno de tratamiento térmico de forja tiene muchos escenarios de uso en la metalurgia y la fabricación industrial.
Forja de piezas metálicas
El principal uso de un horno de forja es calentar los materiales metálicos antes de darles forma mediante varios métodos. Dichos métodos pueden ser mediante la aplicación de fuerzas compresivas utilizando tenazas o martillos, mediante el uso de pasadas entre rodillos contorneados, o por cualquier otro medio que dé forma al metal sin agregar o eliminar ninguna otra sustancia a este. Calentar el metal lo hace más blando, aumentando su maleabilidad y trabajabilidad, y permitiéndole adoptar formas complejas sin romperse.
Precalentamiento
Los hornos con esta característica pueden elevar gradualmente la temperatura del metal antes de que se someta a cualquier operación que implique la aplicación de calor extremo. Esto es importante porque el precalentamiento ayuda a estabilizar la temperatura y reducir el choque térmico, lo que lo hace más seguro para los operadores y evita daños al material.
Tratamiento térmico
Un horno de forja puede realizar una variedad de operaciones de tratamiento térmico en diferentes aleaciones metálicas. Esto incluye procesos como el temple, el endurecimiento, el alivio de tensiones, la normalización y el recocido, entre otros. Tales tratamientos mejoran las propiedades mecánicas del material como la tenacidad, la dureza, la ductilidad, etc. Calentar la aleación hasta una temperatura específica y luego enfriarla de forma natural o enfriándola en agua o aceite ayuda a lograr esto. Los diferentes hornos tienen sistemas de control que monitorean y ajustan con precisión la temperatura para cumplir con las especificaciones y lograr las características deseadas.
Sumersión
Algunos hornos de forja con esta capacidad tienen tiempos de retención para el material una vez que se alcanza la temperatura deseada. La inmersión garantiza una distribución uniforme de la temperatura en toda la pieza de metal, lo que es especialmente importante para metales grandes y gruesos. Permite al operador obtener las propiedades deseadas y reduce el riesgo de agrietamiento o distorsión durante las operaciones posteriores.
Calentamiento de procesos de producción
Un horno de forja se utiliza en una variedad de industrias para calentar el metal antes de que sea procesado por corte, estampado, soldadura o cualquier otra técnica de producción. Conocer las propiedades del material antes de calentarlo ayuda a determinar qué tan efectivo y útil será el horno de forja para la aleación de metal específica en cuestión y el procedimiento a realizar posteriormente.
Al elegir un horno de forja a la venta, los compradores deben conocer varias cosas. Esto incluye el hábito de aplicación, la capacidad, la velocidad de calentamiento, el rango de temperatura, la fuente de energía, el sistema de control y las características de seguridad, entre otros.
En primer lugar, deben identificar los materiales utilizados en las forjas y su compatibilidad con las forjas. También, considere si necesitan forjas para calentar el metal antes de darle forma o para fundir o refinar el metal.
La capacidad y el tamaño del horno de forja están determinados por el tamaño de las piezas que se van a calentar. Para piezas pequeñas, un horno de forja pequeño es ideal, pero para piezas grandes como las de las industrias aeroespacial y automotriz, se necesitan forjas más grandes.
Los diferentes hornos de forja tienen diferentes velocidades de calentamiento. Generalmente, las velocidades de calentamiento más altas pueden mejorar la productividad y reducir el tiempo de procesamiento, lo cual es esencial si los clientes desean utilizar el horno para una producción mayor.
La mayoría de los hornos de forja calientan los metales a temperaturas muy altas, entre 600 y 1400 grados Celsius. Dependiendo del metal a forjar, los compradores deben elegir un horno con un rango de temperatura que satisfaga sus requisitos.
El tipo de fuente de energía que utiliza el horno de forja también puede ser motivo de preocupación. Las diferentes fuentes de energía tienen diferentes costos, disponibilidad, eficiencia e impacto ambiental.
Para alcanzar la temperatura deseada y mantenerla con el tiempo, un horno de forja debe tener un sistema de control eficiente. Este sistema permite a los operadores establecer y monitorear los niveles de temperatura, controlar las velocidades de calentamiento y realizar ajustes según sea necesario.
Dado que muchos clientes están preocupados por la seguridad, los compradores deben verificar las características de seguridad como las paradas de emergencia, la protección contra sobrecalentamiento y la ventilación adecuada. Las características de seguridad del horno deben cumplir con las normas y reglamentos relevantes.
P: ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un horno de forja?
R: Los hornos de forja calientan el metal a una temperatura adecuada para dar forma y formarlo utilizando varias técnicas. Los elementos calefactores de los hornos elevan la temperatura del metal hasta que alcanza la temperatura deseada. Una vez que el metal se calienta, se puede colocar en un dado o prensa para darle forma.
P: ¿Cuáles son las tendencias en el mercado global de la forja?
R: El mercado global de la forja está en tendencia al alza. En 2021, el tamaño del mercado fue de $64.18 mil millones y se proyecta que alcance los $102.37 mil millones para 2031, creciendo a una CAGR del 4.77% durante el período de pronóstico. La demanda de forja en las industrias automotriz, petrolera y gasística, aeroespacial y de defensa impactará en gran medida el crecimiento del mercado.
P: ¿Qué tipos de materiales se pueden calentar en un horno de forja?
R: Los hornos de forja pueden calentar varios tipos de metales como acero al carbono y aleado, acero inoxidable, aleación de aluminio, aleación de cobre, titanio y metales preciosos como el oro y la plata.
P: ¿Cuánto tiempo tarda un metal en calentarse en un horno de forja?
R: El tiempo que tarda un metal en calentarse en un horno de forja depende de varios factores como el tipo de horno de forja, el tamaño y la forma de la pieza de metal y la temperatura requerida. En general, puede tardar de unos minutos a una hora. Por ejemplo, en un horno de forja por inducción, el calentamiento tiene lugar en unos minutos, mientras que en un horno convencional o de gas puede tardar hasta una hora o más.