Persaud: Momento III primer trabajo EE Ingenieria Mecanica Tema Hornos de Fusion

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Persaud: Momento III primer trabajo EE Ingenieria Mecanica Tema Hornos de Fusion

Mensaje por Admin el Jue Jul 21, 2016 8:15 am

Momento III primer trabajo EE Ingenieria Mecanica Tema Hornos de Fusion

Nuevo mensaje por Jose R Persaud G el Mar 19 Jul 2016, 11:41 pm
Tema desarrollado: Hornos de fusion, tomando como base material el horno No 6 de la Aceria de Planchones de la siderurgica Alfredo Maneiro.
Por Jose Persaud.

Hornos de fusión:
De acuerdo a las investigaciones realzadas, se observa que los hornos de fusión, son unos equipos que realizan procesos basados en los principios de la termodinámica ya que aprovecha el calor como energía para lograr objetivos específicos en los procesos de fusión, a continuación una breve introducción a la termodinámica, antes de entrar en el tema de los hornos.

Termodinámica:
Termo (calor) Dinamis (fuerza), disciplina de la física que estudia la acción mecánica del calor y las restantes formas de energía, analiza los efectos que producen los cambios de magnitudes tales como: La temperatura, la densidad, la presión, la masa, el volumen y los sistemas y a un nivel macroscópico. La base sobre la que se ciernen todos los estudios de la termodinámica es la circulación de la energía y como esta es capaz de infundir movimiento,
Fusión: En términos metalúrgicos, consiste en hacer pasar los metales y sus aleaciones del estado sólido al estado líquido, generando determinada cantidad de calor, bien definida y característica para cada metal y aleación, Después que se ha alcanzado la temperatura o punto de fusión es necesario mantenerse generando calor para poder transformar el metal o la aleación de solido a líquido.

Que es un horno:
Es un equipo que calienta a una temperatura muy superior a la del ambiente, materiales o piezas situadas en un espacio cerrado, con el calentamiento se pueden fusionar metales. Se usan para fundir metales y sus aleaciones, varían mucho de acuerdo a su capacidad y diseño, desde los pequeños hornos de crisol que contienen una pocos kilogramos de metal, hasta hornos de varios centenares de toneladas.

Hornos más utilizados en los procesos de fundición:

Horno de Crisol: Estos horno utilizan un recipiente o crisol, hecho de material refractario (arcilla y graflito), o de acero aleado a alta temperatura para contener la carga a fundir, la fuente de energía es una llama, generalmente producida por la combustión de un aceite, gas o carbón pulverizado, se utilizan en la fundición de aleaciones no ferrosas, tales como latón, bronce, aleaciones de zinc, aluminio entre otros.

Horno Eléctrico: Estos hornos tienen tapas removibles para cargarlos por arriba y el sangrado se realiza inclinando el horno, normalmente disponen de e electrodos de grafito, su altura en el horno se ajusta de acuerdo a la cantidad de metal presente y desgaste de los mismos,

Horno de inducción: Usa corriente alterna atraves de una bobina que genera un campo magnético en el metal, la corriente inducida causa un rápido calentamiento y fusión del metal, El campo de fuerza electromagnética provoca una acción de mezclado en el metal líquido, a su vez el metal no está en contacto con ningún elemento de calefacción, se puede controlar cuidadosamente el ambiente donde tiene lugar la fusión, el resultado es un fusión de alta calidad y pureza, estos hornos se usan para todo tipo de fusión cuyas requerimientos de calidad sean importantes.

Horno de cubilote: Es un horno de fusión secundaria cilíndrico vertical de acero recubierto con refractarios, es el más usado en la fundición de hierro colado, la carga que utiliza está constituida por hierro, coque, fundente y otros elementos de aleación, que se cargan atraves de una puerta ubicada en la parte superior, el coque constituye el combustible para calentar el horno atraves de la abertura cerca del fondo de la carcasa, se introduce aire forzado para la combustión del coque. En el funde se encuentra una tapa articulada para la descarga de sobrantes de carbón, metal y escoria cuando se desea terminar con el ciclo de fundición.

¿Cómo funciona el horno de fusión? Se basan en la transformación de energía eléctrica en calor aplicando a la carga, la energía procede de una red de corriente alterna de alta tensión y llega al horno atraves de un circuito, utiliza tres electrodos encima de la carga que esta puesta a tierra y el arco salta de los electrodos a la carga, inducido atraves de la mordaza, el tubo de corriente estructura de los brazos y cables de corriente, todos estos elementos son refrigerados por agua y aislados convenientemente. Los electrodos penetran al horno y forman un charco líquido procediéndose a alimentar HRD, cal en piedra y en polvo fomentando la formación de compuestos de fósforo y azufre en la escoria, además de carbón para provocar la desoxidación. Luego se introduce oxígeno para eliminar la cantidad de carbón en exceso según el tipo de acero a producir. Seguidamente se procede al sangrado (vaciado del acero líquido 1600-1640 ºC en la cuchara), el cual es llevado al horno de afino para realizar la metalurgia secundaria, agregando aluminio y ferroaleaciones buscando que el acero cumpla las especificaciones necesarias, luego es trasladado a la máquina de colada continua para la elaboración de planchones
En el horno se introduce la chatarra con una cesta, y los ingredientes aleantes se introducen por el canal de ferroaleaciones, atraves de los cojets (metano, coque y oxigeno), y por el tubo giratorio (hrd) y caliza “fundente”, los principales componentes que permiten el funcionamiento del horno son los siguientes:

• Sistema de elevación y regulación de electrodos
• Sistema de apertura y cierre de bóveda
• Sistema de basculación del horno

Estos sistemas funcionan con una central hidráulica, a excepción del sistema de elevación que lo acciona con un motor reductor, el sistema hidráulico esta compuesto por dos bombas y motores de alta presión, un sistema auxiliar compuesto por una bomba y un motor, un tanque de aceite y un bloque de válvulas, todos los elementos dl horno son controlados por un PLC (Controlador Lógico Programable).
ELEMENTOS QUE COMPONEN EL HORNO DE FUSION:

Superestructura
Estructura del horno, rodillos de mástiles, rueda de giro, riel de giro, brazos porta tapa,
Sistema de elevación de electrodos
Motor, reductor, enrollador de guayas, mástiles, brazos porta electrodos.
Sistema hidráulico.
Motor eléctrico, bombas hidráulicas, cuadro de válvulas, tanque principal.
Cuba y bóveda
Paneles refrigerados, termocuplas, válvulas, mangueras.
Sistema de refrigeración
Sala de bombas halberg, sala de bombas ksb.
Sistema de extracción de humos.
Motores, ventiladores, sistema de transporte, ductos, mangas filtrantes, válvulas de lavado, compartimientos, silo de polvo.
Sistema de ferroaleaciones
Motor, reductor, tambor motriz, tambor de cola, banda, rodillos de carga, rodillos de retorno, bandeja, vibrador.
Carro de acero
Motor, reductor, enrollador de cable viajero, ruedas motrices, ruedas conducidas, estructura del carro de acero.


Durante la observación del objeto de estudio el EE selecciono como componente de estudio el brazo porta electrodos del horno de fusión, considerando como primer aspecto de interés el sistema de refrigeración, relacionado en la termodinámica al proceso de intercambiadores de calor.
Transferencia de calor (energía): Se transfiere o se transmite la región más calientes a la de menor temperatura, de acuerdo a los principios termodinámicos la energía que se transfiere como resultado de una diferencia de temperatura es el calor, los elementos que están más calientes se enfrían y los que están mas fríos se calientan. Tienden a igualar una temperatura común.
Este tema será desarrollado en el próximo trabajo.


Jose R Persaud G

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