Comprar material Refractario 1800ºC

[Tragaperras]

Hola buenas,

Estoy planteandome fabricar un horno electrico de alta temperatura (hasta 1800º) con resistencias de wolframio.

Las dimensiones exteriores del horno serían de 50x50x50 cm (aprox)

Para poder llegar a esa temperatura es necesario que el horno este dentro de una atmosfera de vacio o de un gas que no contenga oxigeno para que las resistencias puedan aguantar esas temperaturas.

He pensado hacer una especie de "caja fuerte" de hierro que recubra exteriormente el horno y que sea estanca completamente.

Posteriormente soldar 2 tomas al exterior de la "caja", una de vacio y otra de entrada de gases (por si fuese necesario tener una atmosfera de argon, hidrogeno, nitrogeno, etc... en vez de vacio)

La preguntas son las siguientes:

1) Que material refractario me recomendais que tenga las tres B? (Bueno, Bonito, Barato)

2) En que tiendas fisicas o online puedo comprarlo? Yo vivo en el Pais Vasco y viajo a Cantabria y Madrid frecuentemente por temas de trabajo.

Un saludo

[Amalitus I]

Hola,
Pues sinceramente, es un proyecto MUY grande. Ultimamente he estado trabajando con vacío y dependiendo que nivel de vacío quieras es muy dificil controlar las fugas y ya a 1500ºC ha de ser la leche, aun a vacíos moderados.
No se si el refractario convencional de alumina sería una opción, es muy poroso y tardarías una eternidad en hacer el vacío y tener una atmosfera controlada.
Siendo que va a estar a vacío, las perdidas por convección van a ser minimas (o se van a reducir drásticamente). Tendrías que aislar mas de las perdidas por radiación. Creo (que me corrijan si me equivoco) que laminas de alumina solida sería una buena opción.
De este modo, creo que la mejor forma de hacer tu horno sería una serie de cajas de laminas de alumina superpuesta y espaciadas y finalmente la caja final de hierro/acero que lo contenga todo. ¿Me explico?
Para la junta estanca de la caja... ¿junta de grafito?

Si quieres aislante de alumina, en castellon es facil encontrarlo a patadas en los desguaces debido a la industria cerámica. Sino... suministros cogullada o saint gobain (creo que tienen tienda online)

Saludos

[Luis Arturo]

Las resistencias haituales son de grafito, los refractarios tambien son de grafito, necesitaras enchaquetar la camara.

[Tragaperras]

Muchas gracias por vuestras respuestas, las tendre en cuenta

Amalitus, la presion de vacio que he pensado es de -0.5 a -0.8 bares a temperatura ambiente. Crees que a medida que caliente perdera mucha hermeticidad?Como bomba de vacio usaria un motor de nevera.

Luis Arturo, que espesor de grafito crees que debería de utilizar en los refractarios? Para realizar el enchaquetado que material usarias entre camara y camara?

[HOOKE]

Para esa brutal temperatura, yo iría a paredes refrigeradas mediante agua. La base (la parte en contacto con la caja metálica) de los ladrillos refractarios debería llevar "algo" (una pasta térmica, un cladding de cobre,...) para segurar un buen contacto térmico con la caja. Y la caja metálica debería ser de doble pared, con un fluido refrigerante circulando. De este modo puedes "mantener vivos" los ladrillos refractarios, bajando algo su temperatura.

Claro está que esto implica una mayor complejidad de diseño, calcular el radiador y la bomba, como circular el fluido entre las dos paredes de la caja para que refrigere uniformemente, resolver el contacto térmico de los ladrillos con la caja,....

[Luis Arturo]

el espesor del refrctario debera ssr de almenos 1.5", el material desconozco, pero en sistemas de vacio a esa temperatura no es frecuent el inox

[pablo2m]

Pregunta de curioso:
¿Que material nesecitas fundir?

[Tragaperras]

Nuestra intención sería fundir arena de sílice y carbono para obtener silicio de forma casera. Y si funciona bien lo siguiente sería obtener nitruro de silicio, fundiendo también arena de sílice y carbono pero con atmosfera de nitrógeno.

Estamos preguntando en almacenes de construcción a ver si encontramos cemento, mortero o ladrillo refractario con alto contenido en oxido de aluminio (mayor al 80%) se suele llamar Corindón. Según las especificaciones técnicas deberían soportar esa temperatura, pero es difícil de localizar ya que no es muy normal su uso.

Si pudiéramos encontrarlo las paredes de refractario serían de unos 10cm y de crisol utilizaríamos grafito.

[marcialre]

Así de entrada le veo un problema fundamental. La resistencia eléctrica del horno no funcionará en vacío, pues trabaja por conducción/convección y sin un elemento material (aire) que haga de vehículo no habrá transferencia de calor. Lo único que conseguirás es que se sobrecaliente y se funda.

Si dimensionas correctamente el sistema puedes llegar a mantener la resistencia funcionando evacuando toda la potencia suministrada mediante radiación (como las bombillas). El problema principal de utilizar una resistencia eléctrica de este modo es que la potencia máxima a la que podrás alimentarla será muchísimo menor que si funcionara a presión atmosférica.

Si tu intención es calentar por radiación hay métodos mucho más efectivos, que además solucionarían tus problemas. Son el calentamiento por inducción y el calentamiento por arco eléctrico.

Si tu prioridad es la alta temperatura, un horno de arco eléctrico es la respuesta. Calienta por radiación (y convección en caso de haber aire presente, pero no es necesario) y te permitirá potencias tan elevadas como desees. Un buen diseño te permitirá fundir cualquier material existente.

Si tu prioridad es el control de la atmósfera y/o la composición del elemento a calentar/fundir (aleación en caso de metales), el horno de inducción es la respuesta. El elemento calefactor es externo al horno y la energía se transmite de forma magnética, lo que te permite usar crisoles de cualquier material e incluso calentar a través de cámaras de vacío.

Si das indicaciones sobre la aplicación del horno podremos ser de mayor ayuda.

EDITO

Acabo de ver tu respuesta. Si te interesa fundir polvo de sílice y carbono, la respuesta es un horno de arco eléctrico. De hecho este es el método utilizado en la industria para este propósito.

Haces pasar la mezcla de polvos por un horno con forma de reloj de arena, en cuyo estrechamiento se encuentran varios electrodos entre los que mantienes un arco eléctrico. Con esta configuración no necesitas ni utilizar refractarios, pues la temperatura entre los electrodos será suficientemente elevada en cualquier condición. Esto te permite que el cuerpo del horno sea completamente metálico (refrigerado por agua en las partes que lo necesiten) y te facilita el control de composición de la atmósfera.

PD

Un horno de arco eléctrico es mucho más simple de lo que parece. Un soldador de los baratos (un simple transformador) y dos electrodos de carbón son un buen comienzo. Si escoges este tipo de horno podrás empezar a hacer pruebas tan pronto como consigas estos dos elementos.

[Tragaperras]

Marcialre veo que sabes de lo que hablas, voy a seguir tus consejos y utilizaré el método del arco eléctrico.

Maquina de soldar tengo, lo que me hacen falta son los electrodos de carbón, de que diámetro me aconsejáis comprarlos?

Voy a diseñar con solidworks un croquis del horno. En cuanto lo tenga lo pongo por aquí y a ver si entre todos podemos mejorar la idea y hacer que funcione bien sin gastar mucho tiempo y dinero en pruebas.

Ni que decir tiene que si es viable el proyecto, al fabricarlo sacare fotos del proceso de fabricación y las iré subiendo por si alguien esta interesado en replicarlo.