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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 |
 AL
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. |
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| 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 |
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| 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 |
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El núcleo se colocará dentro de un bidón
en cuyo fondo hay 4" de Firecrete, antes del vaciado |
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| Un corte seccional de pieza vaciada que muestra las tres
cuartas partes de la bobina incrustada y el resto expuesto al aire |
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| 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 |
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| 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 |
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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