Che cos'è una fornace a riverbero?

Una fornace a riverbero è un tipo di fornace di fusione o raffinazione del metallo che è stata utilizzata dalla metà del 17 ^° secolo ed è più comunemente conosciuta come fornace a focolare aperto. Fonde il minerale contenente metallo generando gas caldi vicino al tetto della fornace senza che il metallo entri mai in contatto diretto con la fonte di combustibile utilizzata per riscaldarlo. Poiché un forno a riverbero ha un design secolare e ha un intervallo di temperatura limitato, viene solitamente utilizzato per fondere metalli non ferrosi e più morbidi rispetto al ferro, come rame, alluminio e stagno. Il design della fornace è stato anche utilizzato per fondere il nichel e metalli più a rischio per l'ambiente come il piombo, che gli hanno dato una reputazione negativa per la quantità di inquinamento atmosferico che può generare.

I forni industriali possono avere progetti complessi o semplici basati sulla quantità precisa di controllo della temperatura che devono avere e sui tipi di minerale che elaborano. La fornace a riverbero è un modello piuttosto semplice che ha una camera chiusa di solito rettangolare con una depressione nella parte inferiore centrale nota come focolare. Fiamme riscaldate o gas caldi sono diretti attraverso il focolare dall'alto e i gas di scarico vengono quindi convogliati fuori dal forno attraverso una o più canne fumarie lungo il lato opposto. Mentre i gas caldi e le fiamme vengono convogliati nella camera del forno, la parete opposta funge da deflettore di cui rimbalzano per continuare a circolare nella camera. Uno dei principali requisiti di progettazione di una fornace a riverbero è che il percorso del combustibile che brucia sia il più lungo e il più possibile privo di ostruzioni, in quanto ciò consente un riscaldamento più intenso degli interni e una rapida fusione del minerale.

Mentre una fornace metallurgica può fare affidamento su uno dei tre tipi di trasferimento di calore al minerale fuso, dalla conduzione alla convezione e alla radiazione, di solito la conduzione o il trasferimento di calore da una superficie solida all'altra sono i più efficienti. Al contrario, la fornace a riverbero si basa quasi interamente su convezione e radiazione in cui il calore viene trasferito al minerale attraverso l'aria circostante. Ciò significa che una fornace a riverbero richiede molto più combustibile per riscaldare e fondere il minerale rispetto a una refrattaria che si basa sul calore ambientale trattenuto nei mattoni refrattari per fondere il metallo. I metalli più morbidi come il bronzo o i composti come il vetro vengono generalmente lavorati in una fornace a riverbero in quanto hanno punti di fusione più bassi, sebbene alcuni progetti a riverbero siano stati utilizzati anche per la lavorazione dell'acciaio in casi speciali.

Sebbene i miglioramenti al forno a riverbero, come la realizzazione della struttura del tetto in mattoni refrattari per aumentare il livello di calore, li abbiano resi una classe più versatile di forno di processo, hanno conservato gran parte del loro design secolare. Il nome stesso del riverbero deriva dalla forma arcuata al centro del tetto che consente ai gas caldi di fluire verso l'alto e poi rimbalzare verso il basso nel centro della fornace. La posizione della canna fumaria o dei fumi per i gas di scarico si trova generalmente nel punto più basso del tetto e il punto più alto dell'arco del tetto si trova immediatamente sopra il punto in cui vengono incendiati il ​​fuoco e i gas caldi. Questi cambiamenti hanno aumentato l'intervallo di temperatura del riverbero fornace, che può conferire alla struttura esterna del tetto una sorta di oblunga, a forma di balena.

La fornace a riverbero è una forma generale della fornace di pudding, che utilizza lo stesso principio del riscaldamento da parte dei gas caldi per fondere il minerale di ferro. Un uso primario per forni a riverbero a partire dal 2011, tuttavia, è quello di fondere il metallo morbido del piombo in piombo puro. Questi forni presentano diversi potenziali punti deboli in cui l'ambiente circostante può essere contaminato dal piombo. Questi includono la fornace che funziona a pressione positiva, le emissioni causate da perdite di polvere e fumi poiché la fornace non è una camera completamente sigillata e rilasciano piombo nell'ambiente quando il minerale viene incanalato nella fornace e vengono rimosse scorie o metallo puro.