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Click para ver más grande Estás leyendo parte de la revista de Mayo de 1968
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Construya su Propio Horno
DE TRATAMIENTO TERMICO
Instalando este horno eléctrico de tratamiento térmico en su taller podrá usted tratar sin problemas aceros de alta velocidad o cocer en él objetos de cerámica a temperaturas de casi 1260° C
Por Parry C. Yob
Dibujos Técnicos de Graphic Presentation Services
Construya su Propio HornoAL EMPLEARSE con un horno eléctrico casero de tipo común y corriente, el horno que se muestra aquí se convierte en un sistema de tratamiento térmico para su taller. Puede usted usarlo para proporcionarle al acero la temperatura necesaria para su endurecimiento antes de enfriarlo con agua. Luego, puede usted templarlo colocando el metal en un horno precalentado a la temperatura requerida.
Para destemplar acero u hornear artículos de cerámica, de nuevo se calienta el trabajo a la temperatura correcta dentro del horno, el cual se apaga después y se deja tapado mientras el trabajo se enfría a la temperatura ambiente. Si tiene usted que destemplar varias piezas, simplemente puede quitarlas del horno mientras todavía se encuentran calientes y dejarlas caer dentro de una caja llena de polvo de cal, el cual constituye un buen aislador de calor. De esta manera, quedará el horno libre para otros trabajos.
Como puede verse en el dibujo de la página 79, el horno básicamente consiste en dos bidones, dando cabida el más pequeño a la bobina calentadora. Para formar esta pieza correctamente, lea primero las siguientes instrucciones y luego sígalas al pie de la letra.
Comience envolviendo un cordón alrededor de un tubo de cartón grueso de 2 pies (60,96 cm) de largo. Este tubo, usado frecuentemente para envolver alfombras, debe tener un diámetro de 6 1/2" (16,51 cm). Introduzca ocho clavos 8d por un extremo del tubo, a aproximadamente 1/2" (1,27 cm) del fondo, y cierre el extremo con dos capas de lámina de polietileno fijadas mediante trozos de cinta adhesiva. Coloque el extremo cubierto sobre una superficie lisa y llene el tubo con 2" (5,08 cm) de yeso de vaciar.
Una vez que se haya endurecido el yeso, clave el extremo de un cordón de algodón trenzado de 1/4" (0,63 cm) de diámetro y 200 pies (60,96 m) de largo al extremo tapado del tubo. Luego envuelva el cordón alrededor del tubo por una distancia de por lo menos 16 1/2" (41,91 cm) .Clave la última vuelta al tubo y extienda el resto del cordón hacia arriba, a lo largo del tubo.
Utilice una palanca casera para aplicar una capa lisa y uniforme de parafina al cordón. El truco consiste en calentar la plancha sólo lo suficiente para derretir la cera cuando se le aplica presión. Si la plancha se halla demasiado caliente, las ranuras no se llenarán bien.
El elemento calentador se hace envolviendo 77 pies (23,47 m) de alambre de aleación Hoskins No.875 de calibre 14 alrededor de una varilla de metal de 3/8" (0,95 cm). Se debe usar este alambre de aleación en particular, debido a que tiene un punto de fusión de más de 1240° C. El alambre común de nicromo se derrite a una temperatura menor y no cuenta con la resistencia adecuada.
Deje 1 pie (30,48 cm) de alambre en cada extremo de la bobina. Tuerza un trozo de alambre de elemento de 1 pie (30,48 cm) de largo también alrededor de cada uno de estos extremos para formar los alambres de entrada. Tenga cuidado de no mellar ni dañar el alambre en los tramos en que éste no se halla trenzado.
Expanda la bobina a un largo de 10 pies (3,04 m) y ajústela alrededor del núcleo. Siga estirando la bobina hasta formar seis vueltas completas a una distancia entre sí de 2" ( 5,08 cm). Asegúrese de estirar el elemento de manera uniforme y luego fije los extremos de cuatro tiras de tabla de 1 x 24" (2,54 x 60,96 cm) a la porción sin envolver del tubo. Ate el extremo del elemento en su lugar, a 1" (2,54 cm) por encima de la parte inferior del núcleo, y envuélvalo de manera uniforme alrededor de las tiras. Ate el extremo superior del elemento al núcleo, luego compruebe el espaciamiento de 2" (5,08 cm) y fije el elemento a las tiras con cinta de encubrir.

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Para evitar que el elemento se queme, es necesario vaciar el material refractario alrededor de la bobina en lugar de incrustarlo. Se hace esto deslizando trozos cortos de cinta de encubrir de 2" (5,08 cm) de ancho entre el elemento y el núcleo encerado (el lado adhesivo de la cinta debe colocarse contra el elemento). Luego coloque una capa de plástico pegajoso (como el que se usa para envolver emparedados) sobre el elemento calentador y meta el plástico alrededor de la bobina. Aplique una segunda cubierta de plástico sobre la primera y asegure las dos con cinta de encubrir envuelta alrededor del núcleo de cartón. De esta manera, cuando se tira del cordón al terminarse el vaciado de la pieza, una vista seccional de la bobina mostrará tres cuartas partes de su circunferencia rodeada por el material refractario, mientras que la cuarta parte restante quedará expuesta al aire para fines de ventilación.
El material refractario se vacía en un bidón común de extremo abierto y de 14 1/2" (36,83 cm) de diámetro. También puede usted usar un envase para grasa de 14 1/2 " (36,83 cm) , fácil de obtener en cualquier estación de servicio de automóviles. Simplemente Corte el envase a la altura correcta, queme toda la grasa y la pintura y quite el residuo que queda con un cepillo de cerdas de alambre. Luego empérnele al bidón tres ganchos de alzamiento espaciados a una distancia igual entre sí, cerca de la parte superior.
Se introducen clavos en el extremo de un tubo de cartón grueso y se tapa el extremo con una capa de yeso de 2" (5,08 cm) de espesor Se envuelve cordón alrededor del tubo. Cuando se extrae luego, el cordón deja un espacio suficiente para quitar el núcleo del cartón
Se introducen clavos en el extremo de un tubo de cartón grueso y se tapa el extremo con una capa de yeso de 2" (5,08 cm) de espesor Se envuelve cordón alrededor del tubo. Cuando se extrae luego, el cordón deja un espacio suficiente para quitar el núcleo del cartón
Se aplica parafina caliente entre las vueltas del cordón. Esto proporcionará una superficie lisa y pareja dentro de la cubierta refractaria La bobina calentadora se forma envolviendo alambre de aleación No. 875 alrededor de una varilla de 3/8". Utilice una guía de madera
Se aplica parafina caliente entre las vueltas del cordón. Esto proporcionará una superficie lisa y pareja dentro de la cubierta refractaria La bobina calentadora se forma envolviendo alambre de aleación No. 875 alrededor de una varilla de 3/8". Utilice una guía de madera

Nivele el recipiente, utilizando un nivel de carpintero colocado a través de la parte superior del tambor y vierta en su interior una capa de Firecrete Standard Johns-Manville de 4" (10,16 cm) de espesor. Mezcle éste con sólo un 15 por ciento de agua y golpee el exterior del recipiente para asentar el cemento. No toque éste durante seis o siete horas y luego alise bien su superficie con una llana y permita que fragüe hasta el día siguiente.
Coloque el núcleo de cartón y el elemento en el recipiente y perfore dos agujeros de 5/8" (1,58 cm) a través del lado del bidón, a alturas correspondientes a los alambres de entrada en la bobina calentadora. Perfore un tercer agujero de 5/8" (1,58 cm) exactamente a 90° de los dos primeros agujeros, de manera que quede entre la tercera y la cuarta vuelta del elemento. Inserte tubos de porcelana de 5/8" (1,58 cm) de diámetro por estos agujeros, introduzca los alambres de entrada por ellos y tape la abertura interior de los tubos con papel de asbesto húmedo. Fije los tubos al exterior del bidón con cinta para mantenerlos en su lugar.
Antes de vaciar el resto del material refractario, llene el interior del tubo de núcleo con piezas sobrantes de hierro o rocas a fin de impedir que flote. Luego aplique una serie de capas de Firecrete de 3" (7,62 cm), apisonando bien cada capa antes de vaciar la otra. Alise la superficie superior de la capa final con una llana después de dejar que fragüe durante siete horas y permita que el material se seque durante 24 horas más.
Afloje el núcleo tirando del cordón , y desenvolviéndolo del espacio entre el material refractario y el núcleo. Cuidadosamente quite el núcleo, utilizando una navajita de afeitar para cortar toda la cinta adhesiva y el plástico, excepto detrás de la bobina. Use una aspiradora para eliminar todas las partículas sueltas de cera y temporariamente conecte los alambres de entrada a una línea de 115 v.c.a.
Después de 15 minutos, desconecte la fuerza eléctrica y quite la cinta ablandada detrás de la bobina. Luego vuelva a conectar la electricidad y permita que el elemento seque el cemento durante varios días. La alta resistencia de la bobina impedirá que los circuitos se sobrecarguen o aumenten excesivamente los gastos de electricidad.
Durante este período de tiempo, obtenga una cuba Lilly No. 10 de una tienda de pintura. Se usará para vaciar una tapa para el material refractario. Después de enfriarse el material refractario, deje caer el fondo de la cuba dentro de la cavidad del horno y marque la cuba en el punto en que hace contacto con el material refractario. Recorte el fondo de la cuba exactamente a 3/8" (0,95 cm) debajo de esta línea y luego mida la profundidad exacta de la sección inferior de la cuba. Corte un trozo de espiga de 1" (2,54 cm) al mismo largo y envuélvalo con un trozo de cordón de entizar previamente encerado.
La bobina se fija al núcleo (izquierda) usando trozos de cinta de encubrir de color negro; luego se envuelve (vea derecha), con plástico y cinta a fin de poderse vaciar
La bobina se fija al núcleo (izquierda) usando trozos de cinta de encubrir de color negro; luego se envuelve (vea derecha), con plástico y cinta a fin de poderse vaciar
El núcleo se colocará dentro de un bidón en cuyo fondo hay 4" de Firecrete, antes del vaciado
Tire del cordón y permita que éste se desenrolle del tubo. A continuación retire el núcleo y limpie adecuadamente la cera y los demás derperdicios El núcleo se colocará dentro de un bidón en cuyo fondo hay 4" de Firecrete, antes del vaciado
Un corte seccional de pieza vaciada que muestra las tres cuartas partes de la bobina incrustada y el resto expuesto al aire
Un corte seccional de pieza vaciada que muestra las tres cuartas partes de la bobina incrustada y el resto expuesto al aire
Se envuelve una espiga con un cordón de entizar y se asegura a una tira a fin de formar un núcleo al tapón de la tapa
Tire del cordón y permita que éste se desenrolle del tubo. A continuación retire el núcleo y limpie adecuadamente la cera y los demás derperdicios Se envuelve una espiga con un cordón de entizar y se asegura a una tira a fin de formar un núcleo al tapón de la tapa
La cuba Lilly, usada como molde para el tapón, se instalará en la abertura de la cubierta refractaria, se marca y después se corta a 3/8" por debajo El tapón de la tapa será vaciado primero en la cuba. Se permite que fragüe allí antes de tirar del crdón y quitar la tira
La cuba Lilly, usada como molde para el tapón, se instalará en la abertura de la cubierta refractaria, se marca y después se corta a 3/8" por debajo El tapón de la tapa será vaciado primero en la cuba. Se permite que fragüe allí antes de tirar del crdón y quitar la tira

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Vista inferior del tapón que muestra la sección vaciada en la cuba colocada al centro. La placa superior está hecha de Transite de 1/4" Vista superior del tapón la que muestra como se usan los pernos de la estufa para segurar un trozo de cadena gruesa a la tapa
Vista inferior del tapón que muestra la sección vaciada en la cuba colocada al centro. La placa superior está hecha de Transite de 1/4" Vista superior del tapón la que muestra como se usan los pernos de la estufa para segurar un trozo de cadena gruesa a la tapa
En una tira de madera terciada de 1/4" (0,63 cm) , perfore dos agujeros de 1/2" (1,27 cm) , a una distancia entre centros de 4", (10,16 cm) y fije la espiga en un punto medio entre ellos. Se extrae el extremo libre del cordón de entizar por un agujero de 1/8" (0,31 cm) y se fijan dos pernos de estufa de l/4-20 tal como se muestra en la foto de la página 80. Asegúrese de dejar por lo menos l/4" (0,63 cm) del cordón proyectándose de la parte superior de las tuercas.
Centre el núcleo sobre el fondo de la cuba Lilly y vierta Firecrete, utilizando sólo el agua suficiente para una mezcla adecuada. Alise la superficie con una llana, tal como se hizo antes, y luego rodee todo el conjunto con trapos húmedos o aserrín durante 48 horas, por lo menos.
Después de haber fraguado el tapón de la tapa, quite el núcleo y también la guía de madera terciada. Utilice una sierra de sable y una cuchilla cortadora de metal para cortar un disco de 12" (30,48 cm) de una lámina de Transite de l/4" (0,63 cm). Perfore el agujero central de 1" (2,54 cm) en el disco, así como los dos agujeros para los pernos, y luego emperne el disco al tapón dé la tapa. Utilice un par adicional de tuercas para fijar un trozo de cadena a la parte superior de la cubierta terminada.
El horno se halla listo ahora para su "acondicionamiento". Para ello hay que hacer que alcance una temperatura de aproximadamente 425° C, conectando temporariamente los cables a un sumimstro de 230 v.c.a. protegido por ruptores de circuito o fusibles de 15 amperios. Deje abierta la parte superior del horno durante las dos primeras horas y luego cúbralas con dos capas de papel de asbesto; permita que siga funcionando durante tres horas más. (Durante este tiempo escapara una gran cantidad de calor.)
Después de enfriarse el bidón, marque la posición de los agujeros de 5/8" (1,58 cm) para los tubos de porcelana y perfore a través del bidón de 55 galones (208,171) de capacidad. Añada aproximadamente 6" ( 15,24 cm) de aislamiento suelto de vermiculita (como Zonolite) y coloque la cubierta refractaria en su lugar. El grado de compresión variará algo, y será necesario ajustar el espesor del aislamiento inferior para alinear los agujeros con los alambres de entrada. Deslice los tubos exteriores para disponerlos en su lugar y envuelva el exterior del tubo de termocople con papel de asbesto para conservar una alineación correcta e impedir la entrada de la vermiculita.
Coloque los espaciadores de acero con forma de U entre los bidones y fíjelos al bidón exterior con tornillos para lamina metálica. Luego llene el resto del bidón con vermiculita.
Doble los alambres de entrada el uno hacia el otro y fíjeles trozos adecuados de alambre N° 14 con aislamiento de asbesto. No tuerza el alambre del elemento, sino que trence los alambres de entrada con alambre de cobre pelado No. 16. No suelde esta conexión.
Fije terminales a los extremos libres de los alambres trenzados y conecte éstos a los terminales inferiores de un control infinito Chromalox UCWX de 15 amperios y 240 voltios. Esta unidad se vende coma interruptor de calor infinito para estufas eléctricas.
Fije el soporte del regulador al bidón, monte el regulador con el lado marcado "top" ("arriba") dispuesto en el extremo superior, y conecte la unidad tal como se muestra en la página 81. Con la perilla colocada, conecte la corriente eléctrica y disponga et regulador en la posición alta. La unidad no debe funcionar en ciclos de conexión y desconexión en esta posición (si se dispone en cualquier otra posición, sí deberá funcionar en ciclos.) El ajuste de este funcionamiento en ciclos se controla mediante un pequeño tornillo que puede verse a través de una abertura en el lado inferior de la unidad. Asegúrese de desconectar la fuerza eléctrica antes de efectuar cualquier ajuste.
Conecte un alambre común de tierra entre los dos bidones y una tierra. Luego fije un trozo de cordón trenzado para lámparas de 10 pies (3,04 m) de largo y provisto de unas pinzas grandes de acumulador, a la sierra común. Como medida de precaución, conecte las pinzas al mango de las trenzas al quitar un objeto del horno.
La base del pirómetro es un microamperímetro de 0 a 50-c.c. que mide 3 1/2" (8,89 cm) por lado y que se conecta aun trozo de alambre de termocople de 10 pies (3,04 m) de largo. para las temperaturas menores se debe usar Hierro-Constantino, pero para temperaturas de más de 980° C hay que emplear Cromel-Alumel. Compruebe la polaridad de los alambres conectando un trozo corto del alambre al amperímetro y luego aplicando la llama de un fósforo bajo los extremos torcidos del alambre, Si el amperímetro no reacciona, invierta los alambres. Luego inserte el termocople por el tubo de porcelana, dejado que aproximadamente 1/2" (1,27 cm) de él se proyecte dentro de la cavidad de la cubierta refractaria;
El primer uso del horno a una alta temperatura puede realizarse de la siguiente manera:
De un taller de cerámica obtenga conos pirométricos Nos, 022, 013, 07 y 03. Estos corresponden a temperaturas de 1121°, 1580°, 1814° y 2039° F (605°, 860°, 990° y 1115° C) , Sostenga los conos con alambre de aleación Hoskins o de nicromo en una posición horizontal debajo del pequeño agujero de observación en la tapa del horno. Anote la lectura del amperímetro cuando cada cono se ablande y prepare un gráfico similar al que se muestra en la página 79, Es importante recordar que necesitará un gráfico separado para diferentes materiales o tamaños de termocoples.
Para alcanzar temperaturas superiores a la del cono 03 (2039° F-1115° C), será necesario cubrir la vermiculita y el bidón interior con dos capas de papel de asbesto, seguidas de una capa de aislamiento dé lana de vidrio o lana de roca (fácil de obtener en madererías) , Para temperaturas menores, simplemente cubra el agujero de observación con dos piezas cuadradas y pequeñas de asbesto.

Fuente: Revista Mecánica Popular - Volumen 42 - Mayo 1968 - Número 5



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Idea original de Mi Mecánica Popular por: Ricardo Cabrera Oettinghaus