Horno, hornos para la industria cerámica para secado, descarbonización, desmoldeo y sinterización.

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Crystec Technology Trading GmbH

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

Horno INHPara 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.

Postquemador GMEl 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.
Horno de paso continuo

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


hornos de carga inferior

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).

hornos de carga inferior   horno de sinterización, hornos

También es posible el uso de hornos de paso especializados para esta aplicación.

horno de sinterización de cinta transportadora     horno de sinterización continuo

Koyo Thermo Systems y Crystec esperan con interés construir para usted una instalación rentable que cumpla con sus requisitos más exigentes.