fundicion en el horno basculante

INTEGRANTES

PROYECTO: HORNO BASCULANTE
CURSO: INVESTIGACIÓN CIENTIFICA

INTEGRANTES:

1. URURI GRANILLA RODNEY
2. QUIROZ ZAVALETA HELEN
3. VIA GUTIERREZ JOVANA
4. SOLIS NEYRA JONNY
5. VILCA LOPEZ HEINSTEN
6. ROJAS PUSCAN PERCY.

AÑO: 20007

DEDICATORIA

•Este trabajo se lo dedicamos al mejor profesor del instituto JOSE PARDO, el Ing. LUIS ANTONIO LAPEYRE VALDES que descanse en paz.

PRÒLOGO

•La presente obra se escribió para servir primordialmente como texto universitario en un curso general sobre el horno basculante en la educación profesional. Para hacerlo completo, empero,se presenta en la misma una cantidad considerable de material que normalmente se estudia en cursos profesionales más avanzados. Por lo anterior se incluyen numerosas referencias que permiten ampliar fácilmente el contenido ,razón por la cual esta obra debe ser también de gran utilidad a ingenieros en ejercicio de su profesión que deseen adquirir conocimientos actualizados sobre la materia .
•A diferencia de la mayoría de los escasos textos publicados acerca del horno basculante se da poca atención al manejo de este equipo.Los lectores que deseen obtener información acerca de la forma en que funciona el horno debe consultar manuales y libros de textos publicados con anterioridad .Las descripciones mismas del equipo se presentan en forma relativamente breve ; se ha optado por apoyar este aspecto en una selección de ilustraciones auto explicativas de los tipos básicos de equipo .

MUESTRA O UNIVERSO

HORNO BASCULANTE: Existen todavía algunos ejemplos de hornos basculante de tipo Rousseau,Morgan o similares ,en las fundiciones de las pequeñas fabricas de transformación. Estos hornos están equipados generalmente de un crisol de carborundo o de arrabio , con una capacidad que va desde los 50 a los 250kg.

OBJETIVOS

• GENERAL

1. Diseñar y construir una tapa del horno de crisol basculante.

• ESPECIFICO

1. Implementar el sistema de control térmico en el horno.
2. Elaborar un manual de mantenimiento, uso, y seguridad industrial para realizar la fundición.

DELIMITACION DEL PROBLEMA

Falta la tapa del horno y reparación del ventilador que produce ruidos cuando esta en funcionamiento.

DESCRIPCION DEL PROBLEMA

• Este proyecto se basa en diseñar un sistema térmico adecuado para el horno basculante, que esta in-operativo por causa del mal funcionamiento de este.

• El tipo de proyecto que ejecutamos es una investigación aplicada, sin financiamiento ya que los materiales obtenidos se nos otorgaron en el departamento de metalurgia.

RESULTADOS ESPERADOS

Los resultados obtenidos fueron muy satisfactorios, dado que se entregó un horno con características apropiadas para la fundición de Aluminio, brindándole a los estudiantes de la Especialidad una nueva herramienta para complementar sus conocimientos e investigar en el área de materiales. Así mismo se genera la posibilidad de brindar servicios de formación de personal externo dedicado a esta actividad.

ANTECEDNTES DEL HORNO

El horno basculante de crisol presenta modificaciones que reflejan fallas anteriores que ya han sido corregidas, sin embargo estas se involucran en la realización del nuevo proyecto “Mantenimiento y construcción de tapa para el horno Basculante” ya que si una de estas fallas volvería a poner en riesgo el funcionamiento del horno esta seria corregida inmediatamente, a continuación se menciona las fallas que presento y la soluciones que se plantearon y realizaron.

PROBLEMA · Ubicación del quemador incorrecta; no es tangencial e incide a la base del crisol.

SOLUCION · Se corrió la entrada del quemador (Fig. 1) de tal manera que esta sea tangencial a la cámara de combustión y poder tener mayor eficiencia térmica.


PROBLEMA · Crisol elevado respecto a la llama; se pierde eficiencia térmica, se genera contracorriente de la llama.
SOLUCION · Se tuvo que gastar el apoyo del crisol “Queso” lugar donde descansa el crisol de tal manera que los ¾ de la llama del quemador incidan en el crisol mejorando de esta manera la eficiencia térmica.
PROBLEMA · Exceso de luz entre el crisol y el refractario.
SOLUCION · Se refiere al espesor de la cámara de combustión el cual se redujo cambiando los refractarios por unos de mayor longitud, de esta manera la luz entre el crisol y la pared refractaria se hiciera mas corta permitiendo un mayor contacto del crisol con la llama.

BASES TEORICAS:

Horno de Crisol Basculante.- El horno de crisol es un equipo utilizado principalmente para la fusión de metales no ferrosos. En este equipo el metal a ser fundido se encuentra en el interior de un crisol fabricado de grafito o carburo de silicio. El calentamiento se efectúa con gas o con petróleo y la llama del mechero ataca tangencialmente a la base del crisol, a fin de que los gases de la combustión giren alrededor de el, según un movimiento ascensional helicoidal, esta disposición favorece intercambios térmicos. El crisol se posiciona en el interior de la cámara de combustión cilíndrica, que a su vez está formada internamente por un revestimiento refractario y externamente por una carcasa de chapa de acero, como lo esquematiza la figura 2. El revestimiento refractario normalmente se confecciona a partir de ladrillos especiales y posee la finalidad de resistir el elevado calor existente en el interior de la cámara de combustión, mientras que la carcasa tiene la finalidad de sustentar todo el conjunto. El interior de la cámara de combustión debe ser perfectamente cilíndrico para permitir la distribución uniforme del calor.



El crisol se posiciona en el centro de la cámara de combustión y se apoya sobre un pedestal, también confeccionado a partir de material refractario. Sobre el horno existe una tapa para evitar las pérdidas de calor e impedir la salida libre de la llama. Otra característica importante es que el metal prácticamente no entra en contacto con la fuente de calentamiento (hecho por vía indirecta), y por esto, está sujeto a poca contaminación. El sistema de báscula consta de una volante acoplada a un sistema de volteo mecánico conformada por dos ejes helicoidales y un engranaje sujeto a un extremo del eje central del horno este eje es apoyado en unos soportes tipo cojinetes y el otro extremo del eje es fijado en la carcasa del horno.

Formas de calentamiento en los hornos de crisol

En relación a la forma de energía utilizada, los hornos de crisol pueden ser operados básicamente a través de energía eléctrica o de combustibles. En relación a la energía eléctrica, los hornos más comunes son de resistencia y de inducción. En cuanto a los combustibles, se puede utilizar una serie de formas diferentes (ver tabla 1). Cada forma de energía, sea eléctrica o en forma de combustible, posee sus ventajas y desventajas que deben ser aprovechadas o evitadas de acuerdo con las condiciones de producción exigidas, o en función de la política de abastecimiento adoptada por la empresa.

Principales tipos de combustible que pueden ser usados la operación de los hornos de crisol .








En la práctica, los combustibles más utilizados son petróleo y gas. El petróleo no combustiona en su estado líquido original; la manera de alcanzar una gasificación rápida consiste en proyectarlo finamente subdividido hacia el interior de la cámara de combustión. El elemento mecánico que realiza tal operación es el quemador. Los quemadores de petróleo deben cumplir los siguientes objetivos: - Pulverizar el petróleo en gotitas cuyos diámetros varían desde unos 30 a 150 micrones (1 micrón = 0,001 mm).
-Mezclar el petróleo, ya en estado nebuloso o de vapor, con el aire.
-Mantener la proporción entre el aire y el petróleo. La figura 8.25 esquematiza un quemador para petróleo. Por su parte, la figura 8.26 muestra un quemador para gas. El gas combustible propicia las mejores condiciones de servicio, después de la energía eléctrica, en lo que toca a la limpieza de las instalaciones; entretanto, tiene como desventaja el peligro de explosión y el costo relativamente alto.

DEFINICIONES OPERACIONALES

DEFINICIONES OPERACIONALES

El funcionamiento del horno es sumamente sencillo y este se realiza siguiendo una serie de pasos los cuales realizados satisfactoriamente conducen a un buen performance del horno.

• Calentamiento del Horno.- Se realiza con la finalidad de calentar la cámara de combustión y eliminar la humedad hidroscópica que se encuentra en el crisol; el calentamiento se realiza colocando trozos de guaipe encendidos dentro de la cámara de combustión situados en cardinalmente.
• Encendido del horno.- Luego de haber calentado el horno se procede al encendido; se abre la válvula del combustible y se prende el ventilador, se regula la proporción de aire y combustible de acuerdo a la atmósfera que se desee generar. Luego se procede a sellar con tierra refractaria el escoriadero y el pico de colada.
• Carga del crisol.- El material a fundir es precalentado en la tapa del horno con la finalidad de eliminar la humedad hidroscópica que puede generar porosidad en la pieza por absorción de hidrogeno.
• Consideraciones: -La carga debe de ser acondicionada mecánicamente lo que significa que debe de ser introducida en tamaños considerables al horno y evitar que esta se trabe en el crisol ya que puede fisurarlo en el momento en que el material dilate generando presión en la pared del crisol.
• Colada.- Una vez fundido todo el material dentro del crisol, se procede a la colada para esto se retira la cubierta de tierra refractaria del pico de colada y se cuela ala cuchara y finalmente al molde.
• Consideraciones: -Calentar todas las herramientas y la cuchara para así evitar absorción de gases y choque térmico que puede traer como consecuencia una pieza defectuosa o algún accidente.

DESCRIPCION DE LOS MATERIALES

• LOS MORTEROS REFRACTARIOS sirven fundamentalmente para asentar los ladrillos, fijar su posición en frío y mantenerlos "ligados" convenientemente durante la operación, haciendo posible que con micro-elementos (ladrillo), consistentemente unidos por el mortero, se puedan construir microestructuras (hornos). En cierta manera la hermeticidad, la estabilidad y la fortaleza del enladrillado dependen del mortero.

• LADRILLOS DE ARCILLA REFRACTARIA Mediante una rigurosa selección de sus arcillas (AL2 O3.2SIO2) y con la aplicación de diferentes procesos de manufactura, técnicamente diseñados, se obtienen las mejores propiedades fisicoquímicas de los ladrillos, que los hacen aptos para usarse en las más exigentes condiciones termomecánicas de operación. Entre estas propiedades figuran: refractariedad normalizada, una excelente fortaleza, buena estabilidad volumétrica en altas temperaturas, baja porosidad pero alta temperatura de vitrificación, cualidades que hacen a este tipo de ladrillos notablemente resistentes a las influencias que causan la desintegración térmica, mecánica o estructura

• SILICATO DE SODIO El silicato de Sodio tiene muchas propiedades útiles que no pueden ser obtenidas con ninguna otra sal alcalina. El silicato de sodio es ampliamente usado en industrias como: Detergentes y jabones, papel y cartón, ingeniería civil, tratamiento de agua, cementos, defloculantes, adhesivos, aislamiento de tuberías, excavación de suelos de pozos petroleros, fundición, limpieza de metales, aglomeración y pastillaje, flotación de minerales entre otros.

Tabla de especificaciones Tècnicas

Cronograma de Actividades

ANÀLISIS FINANCIERO

CONCLUSIONES

• Se encontró que la temperatura óptima en el hogar que posibilita la fundición del Aluminio en el crisol es de aproximadamente 720° C, según pruebas realizadas al equipo durante la puesta en marcha.
• Se comprobó que el sistema de control ON/OFF, el cual permite un control de encendido o apagado del quemador, es el más adecuado para controlar procesos de temperatura por ser éstos de respuesta lenta, ya que el calentamiento de un hogar se logra gradualmente en un lapso de tiempo considerable. Además de ser un control sencillo y práctico, es económico, permitiendo reducir el costo del horno .
• Se elaboraron la guía para la práctica de fundición y el manual de operación y mantenimiento del horno, esto con el fin de darle al equipo mayor vida útil y que al mismo tiempo exista un procedimiento estándar para la utilización correcta por parte de todos los usuarios.