¿Qué es un horno de cúpula?
Un horno de cúpula es un dispositivo cilíndrico que se utiliza para calentar y fundir metales como el hierro y el bronce. Estos altos hornos suelen tener entre 1,5 y 13 pies (aproximadamente de 0,5 a cuatro metros) de diámetro y tienen el aspecto exterior de una chimenea. Para operar un horno de cúpula, el cilindro generalmente se llena con capas alternas de metal y coque, y también se pueden agregar materiales fundentes, como aditivos de cal o carbono. Cuando el metal se derrite, fluye hacia abajo y puede liberarse de un grifo en la parte delantera del horno. Una vez completada la ejecución, estos hornos se pueden vaciar y preparar para su uso futuro abriendo una compuerta de descarga en la parte inferior para eliminar el coque restante y otros materiales.
La evidencia arqueológica sugiere que los diseños de cúpulas pueden haber sido utilizados en China durante el siglo III a. C. Los primeros ejemplos de hornos de cúpula se utilizaron en China durante el período Chunqiu para fundir bronce. Los hornos de cúpula también se utilizaron para el hierro fundido en Europa a partir del siglo XVII. Hasta mediados del siglo XX, el horno de cúpula siguió siendo el método principal de fundición de hierro. La mayoría de las fundiciones eventualmente cambiaron a hornos de inducción, aunque todavía se usan cúpulas en algunos casos.
Cuando se utiliza un horno de cúpula, generalmente se lo denomina campaña. Al comienzo de una campaña, se coloca coque en el horno y luego se enciende. Los puertos llamados toberas se utilizan para introducir aire al coque en llamas, lo que crea un tipo de alto horno. La introducción de aire en el coque hace que se caliente mucho, momento en el cual se puede colocar metal en el horno. Se agregan capas adicionales de coque para que el proceso de calentamiento continúe, y se puede agregar cal u otros agentes fundentes para reducir la oxidación.
El calor de las capas inferiores de coque ardiente generalmente sube a través del cilindro, calentando las capas superiores de metal y derritiéndolas. El carbono del coque puede unirse con el metal líquido a medida que atraviesa las capas inferiores y se acumula en el fondo. En algunos casos, se pueden agregar complementos como el carburo de silicio para aumentar el contenido de carbono. Después de que se haya acumulado suficiente metal fundido en la parte inferior de un horno de cúpula, el operador puede abrir una espita para drenarla en un recipiente de recolección. Normalmente hay otra espita en un punto más alto en la parte posterior del dispositivo que puede drenar los materiales de escoria.