Atmósferas en Tratamiento Térmico Parte 2: Generación de Atmósferas Endotérmicas

Generador fabricado porAtmosphere Engineering Co.

En nuestra entrada anterior explicábamos como se miden comúnmente las atmósferas en operaciones de carburizado. Una pregunta más profunda sería entonces, ¿Cómo se genera una atmósfera carburizante? ¿Cuál es la composición de dicha atmósfera? y mas importante ¿Qué controles se pueden integrar para obtener resultados metalúrgicos consistentes? En esta entrada vamos a explicar el funcionamiento de uno de los equipos mas populares para generación de atmósferas carburizantes: el Generador de Gas Endotérmico (Endo).

Empecemos por la descripción del equipo empleado para la producción Endo. El generador es esencialmente un horno de retorta en donde se realiza el cracking de un hidrocarburo para producir una mezcla de gases rica en Monóxido de Carbono (CO). 

En primer lugar, como se puede observar en la figura 1 el sistema es alimentado por un dispositivo que introduce aire y metano (o propano) a la retorta. El dispositivo de mezcla puede ser un equipo comercial de fuel injection que suministra los componentes en proporciones definidas (fig 1 bullet D). El más usado en el mercado se conoce como... 

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Medición del potencial de carbono

Es tal vez el tema que mas causa dudas en la operación. Y es que cuando literalmente cientos de reacciones se llevan acabo dentro del horno en un proceso de carburizado, no queda mas que llorar.

Sensores empleados en medición de atmósfera

Empecemos por el elemento básico para medir una atmósfera: el sensor. El método más utilizado para medir el potencial de carbono en atmósferas carburizantes es  la probeta de oxígeno. Este sensor consiste esencialmente de dos electrodos metálicos y un electrolito de zirconia que interactúan con el gas presente en el horno (ver fig 1). ¿Y cómo funciona? Pues para no entrar en tecnicismos, podemos resumir este dispositivo como una circuito capaz de medir la relación de oxígeno existente entre la atmósfera del horno y el exterior. Le llaman de hecho “probeta de oxígeno” por que precisamente mide oxígeno y no carbono. El contenido de carbono correspondiente lo determina el instrumento de control (controlador) en función de las siguientes variables obtenidas por el sensor:

1. El milivoltaje (mV) asociado a la relación de oxígeno, 
2. la Temperatura del horno y 
3. el contenido teórico CO, que generalmente el esperado es de 20%.

Fig. 1 Esquema de una probeta de Oxígeno

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