Horno de agitación atmosférico tipo foso de 800 °C

Descripción

El horno de agitación atmosférico tipo foso de 800 °C combina el calentamiento en atmósfera controlada con una agitación uniforme, lo que lo hace ideal para el procesamiento térmico, la síntesis de materiales, la preparación de aleaciones y aplicaciones de investigación en laboratorio.

Características del producto

Sistema de control de temperatura

El horno está equipado con un avanzado sistema de control inteligente que cuenta con una pantalla táctil industrial de 10 pulgadas para el funcionamiento centralizado y la supervisión del proceso en tiempo real. El controlador de temperatura de alta precisión admite una calibración de temperatura de hasta 50 puntos, lo que garantiza una precisión de control excepcional a lo largo de todo el proceso térmico. Los operadores pueden almacenar y gestionar hasta 15 programas de sinterización directamente a través de la interfaz de la pantalla táctil, lo que mejora la eficiencia de la producción y la repetibilidad del proceso. Una plataforma de control PLC de Siemens, combinada con un módulo de potencia IGBT de alto rendimiento, permite múltiples modos de funcionamiento, entre los que se incluyen el control de corriente constante, tensión constante y potencia constante, al tiempo que proporciona una supervisión en tiempo real de los parámetros de tensión, corriente y potencia.
Para garantizar un funcionamiento seguro y fiable, el sistema adopta una arquitectura de control y protección de doble bucle. Las funciones de protección integrales incluyen prevención de sobreimpulsos, protección contra sobreajustes, detección de fallos en termopares, protección contra pérdida de fase, protección contra sobretensión, protección contra sobrecorriente, protección contra sobretemperatura, supervisión de la retroalimentación de corriente y control de arranque suave. Una función integrada de retención de memoria conserva todos los parámetros de funcionamiento durante cortes de corriente inesperados, lo que evita la pérdida de datos y reduce el tiempo de inactividad. Además, los registros operativos y de alarmas pueden exportarse para el análisis de procesos y la trazabilidad de la calidad, conservándose los datos históricos durante un máximo de tres meses sin sobrescritura automática.
Para facilitar el transporte y la instalación, el equipo está equipado con cuatro ruedas giratorias Fuma de alta resistencia que permiten un desplazamiento y un posicionamiento fluidos. También se han integrado cuatro orejetas de elevación específicas en la estructura del horno, lo que permite una elevación y manipulación seguras durante los procedimientos de instalación, reubicación o mantenimiento. Este diseño mejora la movilidad al tiempo que mantiene la estabilidad estructural para aplicaciones industriales.

Stimmung

El horno está diseñado para funcionar con una variedad de gases protectores e inertes, incluidos el nitrógeno (N₂), el argón (Ar) y otros gases de proceso no reactivos. Esta capacidad de control flexible de la atmósfera permite a los usuarios crear entornos de procesamiento altamente estables, adaptados a los requisitos específicos de los materiales y del tratamiento térmico.
Al introducir gases inertes en la cámara del horno, se pueden minimizar eficazmente la oxidación, la descarburación y las reacciones químicas no deseadas durante el procesamiento a alta temperatura. Esto resulta especialmente importante para materiales sensibles, como cerámicas avanzadas, componentes de metalurgia de polvos, materiales para baterías, materiales semiconductores, compuestos de tierras raras y aleaciones especiales, en los que la calidad del producto y la pureza del material son fundamentales.
El sistema de control de la atmósfera permite una introducción precisa de gas y un mantenimiento continuo de la atmósfera a lo largo de todo el ciclo de calentamiento. Este entorno protector y estable contribuye a mejorar la uniformidad del producto, potenciar la calidad de la superficie, reducir la pérdida de material y optimizar los resultados de la sinterización o del tratamiento térmico. Se pueden seleccionar diferentes combinaciones de gases según los requisitos del proceso, lo que proporciona una mayor flexibilidad para la investigación, el desarrollo y la producción industrial.
Además, la estructura sellada del horno funciona conjuntamente con el sistema de control de gases para mantener la estabilidad de la atmósfera y reducir al mismo tiempo el consumo de gas. Este diseño mejora la eficiencia operativa y garantiza un rendimiento fiable durante los procesos térmicos de larga duración. La posibilidad de utilizar nitrógeno, argón y diversos gases inertes convierte al horno en una solución ideal para laboratorios, institutos de investigación, universidades y fabricantes industriales que requieren un procesamiento a alta temperatura en atmósfera controlada.

Velocidad de calentamiento y enfriamiento

El horno cuenta con un sistema de control de temperatura altamente flexible con velocidades de calentamiento libremente ajustables para adaptarse a una amplia gama de requisitos de procesamiento térmico. Los usuarios pueden configurar con precisión las rampas de calentamiento, desde tan solo 1 °C por hora para materiales sensibles que requieren cambios graduales de temperatura, hasta una velocidad máxima de calentamiento de 20 °C por minuto para aplicaciones de procesamiento rápido. Este amplio rango de ajuste permite que el horno sea compatible con diversos procesos de sinterización, tratamiento térmico, calcinación e investigación de materiales, al tiempo que mantiene una excelente estabilidad de temperatura y consistencia del proceso.
El proceso de enfriamiento también se controla cuidadosamente para garantizar la calidad del producto y la fiabilidad del equipo. Por encima de los 500 °C, el sistema admite una velocidad de enfriamiento controlada de aproximadamente 10 °C por minuto, lo que ayuda a reducir la tensión térmica y a mejorar la repetibilidad del proceso. Por debajo de los 500 °C, el horno pasa a un enfriamiento natural, lo que proporciona un método de enfriamiento seguro y energéticamente eficiente. Además, se dispone de funciones de enfriamiento programables, lo que permite a los usuarios crear perfiles de enfriamiento personalizados para materiales que requieren una gestión térmica precisa.
Para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente, las especificaciones detalladas del rango de temperatura y los ajustes recomendados para la velocidad máxima de calentamiento están claramente documentados en el manual del equipo. Estas indicaciones ayudan a los operadores a seleccionar los parámetros de proceso adecuados en función de las características del material y los requisitos de la aplicación, lo que reduce el riesgo de choque térmico y mejora la calidad del producto. La combinación de velocidades de calentamiento ajustables, capacidades de enfriamiento programables y una guía operativa exhaustiva hace que el horno sea adecuado para la investigación avanzada en laboratorio, la producción industrial y aplicaciones de procesamiento térmico de alta precisión.

Mecanismo de agitación

El sistema está equipado con un avanzado mecanismo de agitación de tipo bastidor que cuenta con una estructura de impulsor de tres capas diseñada para una mezcla de alta eficiencia y una dispersión uniforme del material en entornos reactivos y de alta temperatura. La capa inferior del impulsor se sitúa a 10 ± 1 mm por encima del fondo del recipiente del reactor, mientras que la capa superior se sitúa al 60 % de la altura del recipiente. El espacio lateral entre el bastidor del impulsor y la pared interior del reactor se controla con precisión a 10 ± 1 mm, lo que garantiza un funcionamiento estable y minimiza las zonas muertas. El conjunto de agitación está montado en el centro del recipiente y se puede ajustar verticalmente, lo que permite un posicionamiento flexible para adaptarse a los diferentes requisitos del proceso.
Los impulsores están fabricados con níquel N6 de alto rendimiento, lo que proporciona una excelente resistencia a las altas temperaturas, a la corrosión y una gran resistencia mecánica. El diseño de las palas se ha concebido con un espesor suficiente, de acuerdo con los planos estructurales, para evitar deformaciones o roturas durante el funcionamiento a largo plazo. Los planos de fabricación definitivos se confirman con el cliente para garantizar una personalización precisa y la fiabilidad.
El sellado se consigue mediante una combinación de fuelles soldados entre el eje de agitación y la tapa del reactor, junto con una estructura de brida de cierre rápido. Las juntas tóricas de caucho fluorado resistentes a altas temperaturas garantizan un sellado estable, mientras que en la zona de sellado se integra una capa específica de agua de refrigeración para evitar el envejecimiento térmico durante el funcionamiento continuo, lo que prolonga significativamente la vida útil y garantiza un funcionamiento seguro en condiciones exigentes.
El sistema de agitación está accionado por un acoplamiento magnético de fluidos, lo que proporciona una transmisión de potencia sin contacto para mejorar la integridad del sellado y reducir el desgaste. La tapa del reactor y el conjunto de agitación cuentan con un mecanismo integrado de elevación y rotación, lo que permite la apertura automatizada, el ajuste vertical del agitador y el movimiento lateral para las operaciones de mantenimiento y carga.
La flexibilidad operativa se ve aún más reforzada gracias al control programable de la velocidad de agitación, la dirección y la rotación bidireccional (hacia delante y hacia atrás). Estos parámetros pueden sincronizarse con cada segmento de la curva de sinterización, lo que permite un control coordinado de la temperatura, la velocidad de agitación y la dirección de rotación a lo largo de todo el proceso. El sistema permite un ajuste continuo de la velocidad dentro de un rango de 5 a 100 rpm, lo que garantiza un control preciso del proceso y una excelente uniformidad de mezcla para la síntesis avanzada de materiales, reacciones químicas y aplicaciones de procesamiento a alta temperatura.

Resistencia a la compresión

La cámara del horno está construida con chapas de acero de alta resistencia con un espesor que oscila entre 6 y 20 mm, lo que garantiza una excelente integridad estructural y una durabilidad a largo plazo en condiciones de funcionamiento exigentes. Todas las chapas de acero están soldadas por ambos lados para mejorar la resistencia mecánica y el rendimiento de estanqueidad. La cámara está diseñada para soportar una sobrepresión de hasta 20 kPa, lo que proporciona un margen de seguridad fiable para procesos a alta temperatura y en atmósfera controlada.
El sistema admite un rango de presión interna controlado con precisión de entre 50 Pa y 250 Pa, que puede ajustarse libremente según los requisitos del proceso. Una vez ajustada, la presión puede mantenerse de forma continua durante un máximo de 24 horas, lo que garantiza unas condiciones de reacción estables y una calidad constante del proceso. Este control estable de la presión es esencial para aplicaciones que requieren una regulación precisa de la atmósfera, como la síntesis de materiales, el tratamiento térmico y los procesos de reacción química.
Para lograr una regulación de la presión de alta precisión, el sistema está equipado con un transmisor de presión de alta sensibilidad con un rango de medición de -1000 Pa a 1000 Pa. El transmisor supervisa continuamente los cambios de presión en tiempo real en el interior de la cámara del horno y envía los datos al sistema de control.
Un sistema de automatización inteligente basado en un PLC coordina el funcionamiento de múltiples componentes clave, entre los que se incluyen válvulas de entrada y de escape, controladores de caudal másico de nitrógeno y válvulas de descarga de gases de escape. Mediante un control de retroalimentación en tiempo real, el sistema ajusta automáticamente el caudal de gas y la ventilación para mantener unas condiciones de presión estables, lo que garantiza un rendimiento del proceso seguro, fiable y altamente repetible.
Además, el equipo se ha diseñado teniendo en cuenta aspectos ergonómicos, con una altura estándar de la interfaz de funcionamiento de aproximadamente 1,35 metros. Este diseño centrado en el ser humano mejora la accesibilidad para el operador, potencia la facilidad de uso y reduce la fatiga durante el funcionamiento prolongado. En general, la combinación de un diseño estructural robusto, un control preciso de la presión y una automatización inteligente garantiza un alto rendimiento y estabilidad en aplicaciones industriales y de laboratorio avanzadas.

Medición del contenido de oxígeno

El sistema está equipado con un módulo de análisis de oxígeno y control de la atmósfera de alta precisión, diseñado para garantizar unas condiciones estables y controladas con precisión del gas del horno durante el procesamiento térmico. El sensor de oxígeno cuenta con un amplio rango de medición, desde 0 ppm hasta el 10 %, lo que permite una monitorización fiable desde entornos con niveles ultrabajos de oxígeno hasta condiciones atmosféricas estándar. Cuando se conecta a la tubería de escape, se requiere una unidad de prefiltración para garantizar la precisión de la medición y proteger el sensor de la contaminación o la interferencia de partículas.
La regulación precisa del oxígeno es una función clave del sistema. Antes de que comience el proceso de calentamiento, la concentración de oxígeno en el interior de la cámara del horno se controla por debajo de 10 ppm, lo que garantiza un entorno de arranque con bajo contenido en oxígeno para los materiales sensibles. Durante el funcionamiento a alta temperatura, especialmente en torno a los 700 °C, el sistema reduce aún más los niveles de oxígeno hasta aproximadamente 5 ppm para mantener una pureza atmosférica estricta y garantizar la estanqueidad del horno. Este alto nivel de control ayuda a prevenir la oxidación, la contaminación y las reacciones químicas no deseadas durante el procesamiento. Como alternativa, la apertura del regulador de aire puede ajustarse automáticamente en función de la información de presión en tiempo real, lo que permite una regulación dinámica de la atmósfera.
Para mejorar la flexibilidad operativa, se ofrece opcionalmente un modo de control manual mediante integración con un PLC antes de la etapa del analizador de oxígeno. Esto permite a los operadores alternar entre los modos de control automático y manual en función de los requisitos del proceso, lo que permite ajustar de forma independiente las operaciones de apertura y cierre de las válvulas cuando sea necesario. Esta estrategia de control de doble modo mejora la adaptabilidad a condiciones de proceso complejas.
En general, la combinación de una medición de oxígeno de alta precisión, una regulación automática inteligente y la opción de control manual garantiza un control estable de la atmósfera, una mayor seguridad del proceso y un rendimiento fiable para el procesamiento avanzado de materiales, el tratamiento térmico y las aplicaciones de investigación que requieren entornos con un control estricto del oxígeno.

Áreas de aplicación

Se utiliza para la sinterización de cerámica, la investigación de materiales avanzados y la metalurgia de polvos que requieren un control preciso de la temperatura y la atmósfera.
Adecuado para procesos de tratamiento térmico, incluyendo recocido, calcinación y experimentos de oxidación/reducción en laboratorio e industria.
Se aplica en materiales semiconductores, desarrollo de baterías y procesamiento de tierras raras con una regulación estricta del oxígeno y la atmósfera gaseosa.

Por qué elegirnos

La tecnología avanzada de los hornos, con un control preciso de la temperatura, la presión y la atmósfera, garantiza un funcionamiento estable, fiable y de alto rendimiento.
El sistema PLC inteligente con protección multicapa mejora la seguridad, reduce el riesgo y permite un uso industrial continuo a largo plazo.
Las opciones de personalización flexibles y el soporte técnico profesional proporcionan soluciones a medida para las diversas necesidades de laboratorio y producción.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es el rango de medición de oxígeno del sistema?
R: El analizador de oxígeno mide desde 0 ppm hasta el 10 %, lo que garantiza un control preciso desde condiciones de oxígeno ultrabajo hasta altas.

P2: ¿Qué nivel de oxígeno se requiere durante el funcionamiento?
R: Antes del calentamiento, el oxígeno debe estar por debajo de 10 ppm; a 700 °C, se controla en torno a 5 ppm para garantizar un control estable de la atmósfera.

P3: ¿Admite el sistema el control automático del oxígeno?
R: Sí, el sistema ajusta automáticamente los reguladores de aire y el caudal de gas en función de la presión en tiempo real y de la información sobre el oxígeno.

P4: ¿Se dispone de control manual para condiciones especiales?
R: Sí, el modo manual basado en PLC permite el control independiente de las válvulas y el cambio entre el funcionamiento automático y el manual.

P5: ¿Por qué se necesita un prefiltro para la conexión de escape?
R: El prefiltro protege el sensor de oxígeno del polvo y las impurezas, lo que garantiza una medición precisa y una larga vida útil.