Los elementos calefactores son componentes esenciales en diversas aplicaciones, desde electrodomésticos hasta hornos industriales. El proceso de fabricación varía según el material y la aplicación específica. A continuación se explica en detalle cómo se fabrican los distintos tipos de resistencias calefactoras.
1. Elementos calefactores de carburo de silicio
Proceso de fabricación
Los elementos calefactores de carburo de silicio se fabrican fusionando granos de carburo de silicio de gran pureza. Esto se realiza a través de un proceso de unión por reacción o un proceso de recristalización, que implica temperaturas superiores a 2150 °C (3900 °F).
Forma y aplicación
Estos elementos son típicamente tubulares o cilíndricos y se utilizan ampliamente en la industria del tratamiento térmico, donde se requieren altas temperaturas y máxima potencia.
2. Elementos calefactores tubulares
Composición
Los elementos calefactores tubulares están formados por una fina bobina de alambre de aleación calefactora de resistencia de nicromo (NiCr) situada dentro de un tubo metálico, normalmente de cobre o aleaciones de acero inoxidable como Incoloy. El hilo está aislado con polvo de óxido de magnesio.
Pasos de fabricación
El tubo se introduce en una matriz para comprimir el polvo y mejorar la transmisión del calor. Los extremos se sellan con materiales aislantes como cerámica o caucho de silicona para evitar la entrada de humedad.
Formas y usos
Estos elementos pueden ser varillas rectas o dobladas con formas específicas, que se utilizan en aparatos como tostadoras, estufas eléctricas, hornos y cafeteras.
3. Elementos calefactores compuestos y serigrafiados
Elementos compuestos
Estos elementos consisten en pistas metalocerámicas serigrafiadas depositadas sobre placas metálicas con aislamiento cerámico, que se utilizan habitualmente en electrodomésticos como los hervidores de agua.
Ventajas
Esta tecnología se ha popularizado desde mediados de la década de 1990 debido a su eficacia y adecuación para diversas aplicaciones de calefacción en electrodomésticos.
4. Elementos calefactores para hornos de vacío
Elementos calefactores metálicos
Estos incluyen metales preciosos como molibdeno, platino, tungsteno, y metales generales como aleaciones resistentes al calor de níquel-cromo. Cada tipo se elige en función de los requisitos específicos de alta temperatura de la aplicación.
Elementos calefactores no metálicos
Incluyen grafito y diversos compuestos como carburo de silicio y siliciuro de molibdeno. El grafito es particularmente favorecido debido a su excelente maquinabilidad, resistencia a altas temperaturas y buena resistencia al choque térmico.
5. Selección de materiales y sección transversal
Resistencia y potencia calorífica
La selección de los elementos calefactores implica elegir materiales y secciones transversales que proporcionen la resistencia eléctrica adecuada para generar la potencia calorífica deseada. La resistividad del material y el área de la sección transversal son factores críticos.
Diseños específicos para cada aplicación
Por ejemplo, en los hornos de vacío, los elementos calefactores suelen ser tiras anchas o tener forma de cinta para maximizar tanto su superficie física como radiante, lo que garantiza una transferencia de calor eficaz y una larga vida útil.
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