forn

horno (es), oven (en)
m
Tecnologia

forn elèctric

Lloc clos dins el qual qualsevol tipus d’energia, generalment química o elèctrica, es converteix en energia calorífica per tal de transformar, físicament o químicament, la matèria que hom hi introdueix.

A causa de la diversitat dels materials i de les transformacions a què hom els sotmet, hi ha nombroses varietats de forns, puix que hom n'adapta el disseny a les necessitats de cada cas. Hom empra diversos sistemes de transformació de l’energia inicial en energia calorífica. En el forn de combustió , és un fogar o un cremador on crema el combustible emprat; en el forn elèctric , hom aprofita l’efecte Joule, bé per mitjà de resistències elèctriques ( forn de resistència indirecta ), bé amb la mateixa càrrega del forn actuant de resistència ( forn de resistència directa ), mitjançant la producció de corrents induïts en la càrrega ( forn d’inducció ) o per mitjà d’un arc elèctric entre dos o més elèctrodes o entre aquests elèctrodes i la càrrega del forn ( forn d’arc ). Finalment, hi ha uns tipus especials de forns que empren la calor dissipada pels raigs catòdics ( forn de bombardeig amb electrons ), l’escalfor d’un gas fortament ionitzat ( forn de plasma ) o l’energia solar concentrada mitjançant captadors parabòlics i cilindroparabòlics ( forn solar ).

Forn de calç (massís del Montgrí)

© JoMV

Segons el camp d’aplicació, hom pot dividir els forns en quatre grans grups: metal·lúrgics, de procés, de cocció i de petroli. Els forns metal·lúrgics se subdivideixen en cinc tipus: el forn de gresol , emprat per a fondre petites quantitats de metall i constituït per un recipient refractari, sovint de grafit, escalfat per combustió o per inducció; el forn de solera , on la càrrega, col·locada sobre la solera del forn, és escalfada per convecció o radiació, i que pot ésser d’arc, de resistència o de combustió; el forn de cup , emprat per a fosa, extracció, calcinació i torrefacció, i que és format per torres cilíndriques o prismàtiques, sovint eixamplades pel mig, a través de les quals es mou la càrrega per gravetat cap a les zones inferiors; normalment el combustible es barreja amb la càrrega; el forn  d’atmosfera controlada , generalment elèctric, que consisteix en una carcassa metàl·lica, revestida de material refractari i aïllada de l’exterior, a l’entrada i a la sortida, per una cortina de flames; a l’interior hom manté una atmosfera artificial (gas de procedència exotèrmica, endotèrmica, amoníac dissociat o bé el buit); i, finalment, els convertidors , emprats en la fabricació d’acer i d’aram, en la massa fosa dels quals hom introdueix un corrent d’aire (o d’oxigen), l’oxigen del qual reacciona amb el silici, el carboni i el magnesi presents i produeix la calor necessària per a mentenir la massa metàl·lica en esat de fusió.

El segon grup és constituït pels forns de procés , destinats a l’obtenció d’algun producte (ciment, calç, ferro, etc). Els més primitius d’aquests forns eren el de calç i el de guix (constituïts per una gran cavitat, alguns pams per sota terra, limitada lateralment per parets de pedra i amb una obertura inferior per alimentar-los), i també el forn baix , per a l’obtenció del ferro. Actualment han estat substituïts pels forns rotatius (formats per un gran recipient cilíndric, inclinat i giratori, que és alimentat per l’extrem més alt i del qual hom extreu el producte per l’extrem inferior), emprats en l’obtenció de ciment, calç, dolomita i magnèsia i per a la deshidratació, calcinació o torrefacció de bauxita, alúmina, minerals de ferro, etc. Hom empra també el forn de reverber , en el qual la càrrega és escalfada per reverberació del sostre del forn i que pot ésser de combustió o de resistència. El forn baix per a l’extracció del ferro ha estat desplaçat per l' alt forn . Alguns forns de procés, com els emprats en la síntesi de l’àcid clorhídric, consisteixen solament en una cambra de combustió proveïda d’un cremador, on reaccionen l’hidrogen i el clor.

Els forns de cocció , que constitueixen el tercer grup, són emprats en la fabricació de ceràmica, vidre i en la indústria alimentària. Normalment consisteixen en una cambra o un túnel on hom introdueix la càrrega, la qual és escalfada per combustió o bé per resistències. Els primers forns de cocció foren els forns de pa i els d’obra. El forn de pa era escalfat antigament per la combustió de llenya i actualment amb gas o bé per resistències elèctriques (l’ús de combustibles líquids és prohibit pels riscs de contaminació que comporten). El cremador és col·locat en una obertura, lateral o per sota de la solera, anomenada escopeta . El forn va proveït d’un sistema, dit vaporitzador , que serveix per a mantenir la concentració de vapor d’aigua a l’interior del forn necessària per a donar el color torrat al pa. El vapor d’aigua surt per l' espirall . El forn d’obra o de terrissaire és constituït per una cavitat quasi cilíndrica dividida en tres parts: el forn de baix o fogar, el forn del mig (separat del forn de baix per un sostre foradat anomenat garbell ), on hom col·loca les peces per a ésser cuites, i el forn de dalt , per a la segona cuita de les peces envernissades. Un tipus especial de forn de cocció és el forn de mufla , en el qual la càrrega és totalment aïllada de l’atmosfera exterior i el qual és escalfat per combustió o elèctricament.

Finalment, els forns per al tractament del petroli (cambres d’ebullició i de destil·lació, forns de craqueig o de piròlisi, etc) són recipients, generalment cilíndrics o prismàtics, escalfats per combustió, bé directament, bé a través d’un fluid que fa de vehicle de la calor (vapor d’aigua, olis minerals, etc).