tipos de hornos y tipos de moldeos

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

Facultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial

Ttulo: Tipos de hornos y tcnicas de moldeo Carrera: Ingeniera Industrial en Procesos de Automatizacin. rea Acadmica: Mecnica Lnea de Investigacin: Mecnica Ciclo Acadmico y Paralelo: Quinto A Alumno: Prez Tonato Kelvin Eduardo Mdulo y Docente: Taller Industrial

Ing. Vctor Espin

ABRIL SEPTIEMBRE

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL

PERODO ACADMICO: OCTUBRE/2014 MARZO/2015

I. TITULO

Tipos de Hornos y tcnicas de moldeo

II. OBEJTIVOS

OBJETIVO GENERAL

Investigar las tcnicas de moldeo y los tipos de hornos que hay para conocer de mejor manera su funcionamiento y sus usos.

OBJETIVO ESPECIFICO

Conocer el funcionamiento de los diferentes hornos que existen para el proceso de fundicin de metal.

Conocer las tcnicas de moldeo que existen al momento de moldear o dar forma cualquier metal.

III. MARCO TEORICO

TIPOS DE HORNOS

1. HORNO DE CUBILOTE

Descripcin

Los colados de hierro, se hacen volviendo a fundir chatarra junto con arrabio, en un horno llamado cubilote. La construccin de este horno es simple, de operacin econmica y funde hierro continuamente con un mnimo de mantenimiento. De vez en cuando el metal se funde con el combustible, algunos elementos se aprovechan mientras otros se pierden.

El cubilote es un horno que funciona con combustible slido y en el cual la carga metlica, el combustible y el carburante estn en ntimo contacto entre s. Esto permite un intercambio trmico directo y activo, y por lo tanto, un rendimiento elevado. Sin embargo, por causa de este mismo contacto entre el metal, las cenizas y el oxgeno, el hierro colado producido no puede ser rigurosamente controlado desde el punto de vista metalrgico.

Construccin

El cubilote consiste en un tubo de acero vertical con una altura de 10 m., aproximadamente y un dimetro que vara entre 4 y 6 m., recubierto con material refractario: Ladrillo refractario, con la disposicin necesaria para introducirle una corriente de aire cerca del fondo.

Todo el cubilote descansa sobre una placa circular que es soportada arriba del piso mediante cuatro columnas separadas convenientemente para que las puertas abisagradas puedan caer libremente. Estando en operacin, estas puertas se giran hasta una posicin horizontal y se mantienen en su lugar por medio de una estaca vertical.

La puerta de carga est localizada ms o menos a la mitad de la cubierta vertical y la parte superior del cubilote queda abierta, a excepcin de una pantalla de metal o para chispas. Las aberturas para introducir el aire a la cama de coque se conocen como toberas. La prctica comn es la de tener slo una serie de toberas en una circunferencia de la pared, aun cuando algunos cubilotes grandes tienen dos hileras. Las toberas de forma acampanada, tienen el extremo



mayor en el interior del horno para provocar que el aire se difunda uniformemente, van distribuidas a distancias muy precisas unas de otras, para obtener la distribucin del aire tan uniforme como sea posible. El nmero de toberas vara con el dimetro del cubilote, siendo desde cuatro en los cubilotes pequeos y hasta ocho o ms en los cubilotes grandes.

Alrededor del cubilote y en la zona de las toberas, se encuentra una caja, para el suministro del aire. Opuestas a cada tobera se encuentran unas pequeas ventanas cubiertas con mica de tal forma que puedan inspeccionarse las condiciones dentro del cubilote. El aire, suministrado por un ventilador centrfugo entra por un lado de la caja.

Opuesto al vertedero de colada, se encuentra otro vertedor para la escoria, en la parte de atrs del cubilote. Esta abertura est colocada debajo de las toberas para evitar un posible enfriamiento de la escoria, provocado por la corriente de aire.



Funcionamiento

La primera operacin al preparar el cubilote consiste en limpiarlo de escoria y de los desechos que quedan en el refractario en torno a las toberas, de las coladas anteriores. A continuacin se



repara cualquier zona daada con arcilla fina y arena silica refractaria para recubrimiento de hornos. Despus de limpiarlo y repararlo se giran las puertas del fondo a posicin de cerrado y se coloca la estaca debajo de ellas. En el piso de la solera se coloca una capa de arena negra de moldeo, la cual se apisona y se le da una pendiente hacia el vertedero. La altura no debe ser menor a 10 cms., en el punto ms bajo, se le deja un pequeo agujero para la sangra de aproximadamente 25 mm. de dimetro.

El encendido del cubilote se hace de 2 a 3 horas para que alcance una temperatura entre los 1200 y 1500 grados centgrados, antes de que se deba tener el primer metal fundido, deber utilizarse la suficiente cantidad de lea para quemar la primera cama de coque.

Cuando se inicia un tipo natural, se aade coque poco a poco hasta que la cama crece a una altura conveniente. La altura de la cama de coque es importante, ya que determina la altura de la zona de fundicin y afecta tanto a la temperatura como a la oxidacin del metal.

Cuando la cama del coque est encendida completamente se carga arrabio y la chatarra con una proporcin de una parte de coque por 10 de hierro, esta relacin es en masa. Adems se suministra alrededor de 34 Kg., de fundente por tonelada de hierro, por lo general es piedra caliza, cuyo objetivo es eliminar impurezas en el hierro, protegerlo de la oxidacin y hacer la escoria ms fluida para retirarla con mayor facilidad del cubilote.

Tanto los cubilotes de aire fro como los de aire caliente estn en uso. En estos ltimos, el aire de entrada se precalienta en alguna forma de recuperador, utilizando los gases calientes del cubilote. El recuperador puede ser una unidad externa o por tubos verticales construidos en el propio cubilote. El aire de entrada pasa por estos tubos, calentndose as antes de llegar a las toberas. [1]

2. HORNO ELECTRICO DE INDUCCION

Hornos de Induccin El Horno elctrico en que el en el que el calor es generado por calentamiento, por la induccin elctrica de un medio conductivo (un metal) en un crisol, alrededor del cual se encuentran enrolladas bobinas magnticas se denomina horno de induccin. Dicho principio de calentamiento por induccin de un metal fue descubierto en 1831 por Michael Faraday.

Caractersticas

Los hornos de induccin se utilizan sobre todo porque son bastante limpios, pueden derretir materiales con rapidez, y en general son asequibles para mantener y operar. Tambin permiten un control preciso de la temperatura y el calor. Debido a que ganan calor muy rpidamente no se deben dejar en marcha entre operaciones para as ahorrar en recursos energticos y ayudar a administrar los costos de operacin.

Calor de induccin

El calor por induccin es un medio de calentamiento o de fundicin de metal que utiliza corrientes elctricas para calentar el material. El calor elctrico es limpio y eficiente. Proporciona calor rpido y consistente a lo largo del horno y permite que el material se caliente uniformemente. El calor de induccin se basa en una bobina hecha con un tubo de cobre. El agua fluye a travs de las bobinas que trabajan junto a los elementos de calefaccin de cobre y ayudan a enfriar el horno segn sea necesario. El tamao y forma de la bobina puede ser determinada segn la aplicacin especfica para la que se utilice el horno.

En los hornos de induccin el rango de frecuencias de operacin va desde la frecuencia de red (50 60 Hz) hasta los 10 kHz, en funcin del metal que se quiere fundir, la capacidad del horno



y la velocidad de fundicin deseada - normalmente un horno de frecuencia elevada (ms de 3000 Hz) es ms rpido, siendo utilizados generalmente en la fundicin de aceros, dado que la elevada frecuencia disminuye la turbulencia y evita la oxidacin. Frecuencias menores generan ms turbulencias en el metal, reduciendo la potencia que puede aplicarse al metal fundido.

Tipos de Hornos de Induccin

Existen tres clases fundamentales de hornos de induccin:

Baja frecuencia: el calor se produce por el efecto Joule de la corriente inducida por corriente alterna a travs del metal que queremos fundir.

Alta frecuencia: el calor lo producen las corrientes de Foucault, ordinariamente consideradas como parsitas, inducidas en el metal, que acta como ncleo de un solenoide.

Hornos electrnicos: el calor se produce por la vibracin molecular del cuerpo que se trata de calentar cuando es sometido a un fuerte campo de radiaciones electromagnticas de muy alta frecuencia.

Funcionamiento horno de induccin Durante el funcionamiento normal de un horno de induccin se emite un zumbido, silbido o chirrido (debido a la magnetostriccin), cuya frecuencia puede ser utilizada por los operarios con experiencia para saber si el horno funciona correctamente o a qu potencia lo est haciendo.

Por medio del control de velocidad se hace funcionar el motor para proporcionarle energa mecnica al alternador de alta frecuencia.

El alternador de alta frecuencia proporciona la energa alterna utilizada por el horno de induccin, esta energa pasa a travs de un banco de capacitores automticos para poder regular el factor de potencia.

Un sensor de temperatura censa la temperatura del horno, la seal es transmitida a un indicador de temperatura y a su vez a un controlador o variador de velocidad.



El variador de velocidad regula las revoluciones por minuto, al hacer esto est variando la frecuencia del alternador.

Principales Cualidades de los Hornos de Induccin

Los hornos de induccin se utilizan sobre todo porque son bastante limpios, pueden derretir materiales con rapidez, y en general son asequibles para mantener y operar. Tambin permiten un control preciso de la temperatura y el calor. Debido a que ganan calor muy rpidamente no se deben dejar en marcha entre operaciones para as ahorrar en recursos energticos y ayudar a administrar los costos de operacin los mismos presenta:

Buen rendimiento, puesto que el calor se genera en la masa de metal fundido.

Las corrientes electromagnticas producen un movimiento beneficioso, puesto que uniformizan la masa a fundir.

El control de la transmisin de temperatura se haga ms o menos rpido es muy preciso.

Se puede fundir en vaco.

Las oxidaciones son muy pequeas.

Ventajas de los Hornos de Induccin

Dentro de las principales ventajas que trae la utilizacin de los hornos de induccin tenemos:

Es limpio, eficiente desde el punto de vista energtico

Generar una gran cantidad de calor de manera rpida.

Es un proceso de fundicin y de tratamiento de metales ms controlable que con la mayora de los dems modos de calentamiento.

Puede ser empleado en la fusin de materiales ferrosos y no ferrosos y todas sus aleaciones.

Eficiente, ecolgico y mayormente controlable en comparacin con otras tecnologas.

Maneja un rango de capacidades entre menos de 1 Kg y varias decenas de toneladas, y frecuencias desde las de red (50-60 Hz), llegando a los 400KHz.

Principales usos de los Hornos de Induccin

Las fundiciones ms modernas utilizan este tipo de horno y cada vez ms fundiciones estn sustituyendo los altos hornos por los de induccin, debido a que aquellos generaban mucho polvo entre otros contaminantes. Los hornos de induccin pueden ser utilizados para fundir, soldar, tratar o ajustar por contraccin cualquier material que sea adecuado para su uso con calor por induccin. El tratamiento puede incluir materiales de recocido, endurecimiento o templado.

La induccin de calor puede ser utilizada para soldaduras fuertes o soldadura simple de cobre, bronce, latn o acero. El ajuste por contraccin puede implicar el montaje de piezas para una fabricacin precisa. Los procesos de fundicin se pueden hacer con material de hormign que



sea compatible con calor por induccin. Estos metales incluyen el acero, bronce, cobre y latn. [2]

3. HORNOS BASCULANTES

GENERALIDADES

Los hornos EMISON, SERIE FB, a la contrastada calidad de todos nuestros productos, avalada por ms de 60 aos de servicio, unen los ltimos avances en microelectrnica y aislamiento, aplicados especficamente a hornos para fusin de metales, consiguiendo excepcionales resultados.

Son fruto de un cuidado diseo y todo el know how de un equipo de profesionales especialistas en la construccin de hornos. Como consecuencia ofrecen la ms alta rentabilidad con la mnima inversin inicial.

Nuestros hornos ofrecen mnimo mantenimiento, funcionamiento constante y sin averas, fcil manipulacin y control del trabajo y la mejor relacin de costo por unidad fabricada. El sistema de calefaccin elctrica de la mayora de nuestros modelos no necesita de trmites oficiales ni proyectos de homologacin para su instalacin. El horno est fabricado con los ms modernos materiales, de gran calidad y conceptos de alta tecnologa.

El horno se entrega listo y preparado para empezar a funcionar inmediatamente, y rentabilizar rpidamente la inversin. Nuestro sistema especial patentado de calentamiento utiliza al mximo la energa radiante de las resistencias lo que posibilita la baja potencia instalada del horno. Permiten la mxima repetitividad de los procesos de fabricacin, lo que se traduce en la mxima calidad de los procesos, que se traduce en una rentabilidad de la produccin sin fallos ni pruebas en cada hornada. El control del proceso mediante microprocesador permite una gran uniformidad en los procesos con la mxima economa. Nuestros hornos estn fabricados ntegramente en Espaa, sin la utilizacin de partes provenientes de pases en expansin, de dudosa calidad. Tampoco importamos hornos de stos pases.

Al ser fabricantes y no utilizar partes provenientes de los pases emergentes de Asia u otros de bajo precio y nula calidad podemos ofrecer la mxima garanta. Es posible que encuentren hornos con un costo de compra inferior, provenientes en todo o en parte de China y otros pases asiticos principalmente, pero no es posible comparar calidades ni duracin del horno.

Todos nuestros productos son de tecnologa propia, fruto de nuestro departamento de I + D, al que dedicamos un 3% del conjunto de nuestra facturacin. Ello nos permite ofrecer los mejores precios del mercado al no tener que pagar costosos royalties. Somos la nica Empresa que puede ofrecer 5 aos de garanta en todos nuestros hornos de serie.

Adems de la garanta de una empresa con ms de 60 aos en el mercado, siempre fiel y al servicio de sus clientes, EMISON dispone de una empresa propia servicio tcnico, SATE, que puede encargarse de formar al personal encargado del funcionamiento del horno, y realizar el mantenimiento preventivo y correctivo.

DESCRIPCIN DEL HORNO



Estos hornos se utilizan especialmente para la fusin de metales. Consulte su caso con nuestro departamento tcnico para un asesoramiento personalizado.

El funcionamiento del homo es totalmente automtico, siendo necesaria una mnima intervencin de personal.

El control de la temperatura se lleva a cabo mediante termorreguladores electrnicos de alta fiabilidad que procesan la seal recibida por los sensores trmicos.

El oportuno enclavamiento de las seales y rdenes de mando impiden la realizacin de maniobras indeseables.

El horno se presenta en un atractivo mueble de construccin metlica, basndose en chapas y perfiles de acero laminado en fro, con un tratamiento especial anticorrosivo, de gran robustez y ligereza, con avanzado diseo y pintura epoxdica de agradables tonos, lo que le confiere una larga vida y un acabado estticamente agradecido.

La cmara est construida mediante hormigones refractarios de alta resistencia mecnica para garantizar una larga vida. El aislamiento se realiza mediante fibras minerales y cermicas de baja masa trmica y gran poder calorfugo, cuidadosamente dispuestas en estratos para reducir las prdidas de calor.

El perfecto aislamiento conseguido permite un ambiente fresco de trabajo y un gran ahorro energtico con consumos muy reducidos.

El mando de accionamiento del sistema de giro del horno puede situarse, en funcin de las exigencias del usuario, bien en el armario de control general, como en el mismo bastidor cerca relativamente del punto de colada. La bancada del homo est formada por un entramado de perfiles, que permiten un adecuado reparto de la carga sobre el suelo.

En los hornos de gran capacidad de crisol, con el fin de facilitar las labores de eliminacin de escorias, afine de grano etc. sobre el metal fundido, el conjunto va equipado con una escalera y plataforma de acceso a la parte superior del horno.

La lnea del eje de giro pasa por el pico de colada. Por este motivo la operacin de vaciado o colada del crisol resulta absolutamente segura. No se necesita ningn tipo de obra civil pala la colocacin del horno

Nuestra condicin de fabricantes nos faculta para redimensionar la estructura exterior del horno para adaptarlo mejor al lugar de trabajo en aquellos casos que la disponibilidad de espacio pueda suponer un inconveniente. Todos nuestros equipos cumplen todas las normas exigibles por la CEE

Las resistencias elctricas estn colocadas alrededor del crisol e incorporadas a una masa de hormign refractario que las protege, lo que garantiza una larga vida y gran uniformidad en el calentamiento, evitando el efecto "tira" de las resistencias convencionales soportadas por tubos, que producen un gran calentamiento en la zona de la resistencia y cadas muy altas de la temperatura entre los tubos, provocando tensiones en los crisoles y disminucin de la vida de stos.

Los calentadores estn ampliamente sobredimensionados, y son de fcil sustitucin con conexionado fro en la parte posterior del horno, protegida por crter. En el caso de fusin de



una resistencia el cambio de la misma es muy sencillo, pudindose realizar en pocos minutos por personas no especializadas.

CONTROL DEL PROCESO

En estos tiempos en los que la electrnica y la informtica estn presentes en todos los mbitos de la vida cotidiana, es razonable que los hornos sigan esta misma tendencia y se adapten aprovechando todas las ventajas que estos dispositivos pueden aportar, incorporando sistemas inteligentes de medicin, registro, informacin, intervencin y gestin, actuando de forma inteligente y simplificando al usuario el manejo de los equipos, automatizndolos, evitando errores de manejo y facilitando el da a da.

De poco servirn los ms sofisticados sistemas de medicin e informacin si no van acompaados y servidos por productos de la ms alta calidad con todas las certificaciones en sus elementos internos adecuados para tener una capacidad de deteccin y almacenamiento de informacin que debidamente canalizada puede actuar modificando los parmetros segn criterios pre establecidos, y tomando, por tanto, decisiones que afectan al comportamiento del equipo.

Evidentemente, no todos los automatismos cumplen stas premisas, y muchos de los importados de pases principalmente asiticos en expansin no tienen la fiabilidad necesaria.

El control de la temperatura est asegurado por un microprocesador electrnico con visualizador digital de la temperatura instantneo de la cmara, que interpreta las seales que le enva un termopar tipo K.

Opcionalmente, todo el conjunto est mandado por un PLC con pantalla tctil que adems de los procesos indicados, es capaz de almacenar diferentes programas y realizar subidas y bajadas controladas de temperatura, y de poner en marcha o parar el horno de forma autnoma de acuerdo con los parmetros pre establecidos. Tambin puede almacenar los parmetros del proceso para descargarlos en un USB.

Permite la parada automtica del horno una vez realizada la ltima carga, sin necesidad de estar presente durante toda la operacin.

Se puede programar la puesta en marcha el da y hora que se quiera, de forma que, al llegar al obrador encontremos el horno a punto de trabajar, sin esperas.

En resumen, el microprocesador programable se encarga del seguimiento y control del horno. Slo es necesario seguir las indicaciones en pantalla para hacerlo funcionar.

El control de la fusin est asegurado por un microprocesador electrnico, con visualizador digital de temperaturas.

De fcil interpretacin al ser todas sus lecturas digitales. Tenemos en todo momento a la vista las temperaturas del metal fundido y de la cmara de resistencias y las horas de trabajo del crisol activndose una alarma al llegar a las previstas en el mantenimiento preventivo.

No necesita ningn tipo de atencin constante debido a que las alarmas instaladas reclaman la atencin en el momento oportuno, pudiendo programar:

La puesta en marcha y/o parada de la instalacin. La temperatura del metal fundido. La temperatura de mantenimiento nocturna. El horno pasa a ser regulado por este valor

automticamente en funcin de nuestra seleccin.

En cuanto a las seguridades, cabe destacar el doble termopar, rel y regulador, y mecnicamente, existen unas seguridades para apertura de la tapa y sistema de giro del horno.



Podemos fabricar hornos elctricos, a combustible lquido (gasoil), o bien gaseoso (propano, gas natural, etc.). [3]

CARACTERSTICAS

MODELO DIMENSIONES

CRISOL

CAPACIDAD

Kg/h

POTENCIA

Kcal/h

PRECIO PRECIO

CRISOL

FB - 150 60 x 53 150 90.000 24.260 810

FB - 200 63 x 62 200 120.000 30.267 1.026

FB - 300 80 x 62 300 180.000 36.018 1.323

FB - 400 90 x 62 400 240.000 41.040 1.566

FB - 500 100 x 60 500 350.000 48.060 1.863

4. HORNO DE ARCO ELECTRICO

Un horno de arco elctrico es un horno que calienta el material cargado por medio de un arco elctrico.

Los hornos de arco varan en tamao, desde pequeas unidades de aproximadamente una tonelada de capacidad de hasta aproximadamente 400 unidades por tonelada utilizados para la fabricacin de acero secundaria. Los hornos de arco se utilizan en laboratorios de investigacin y los dentistas pueden tener una capacidad de slo unas decenas de gramos. Temperaturas de hornos de arco elctricos industriales pueden ser de hasta 1800 C, mientras que las unidades de laboratorio pueden exceder 3.000 C. Los hornos de arco difieren de hornos de induccin en el que el material de carga est expuesta directamente a un arco elctrico, y la corriente en los terminales del horno pasa a travs del material cargado.



Construccin

Un horno de arco elctrico utilizado para la fabricacin de acero consiste en un recipiente cubierto de material refractario, por lo general refrigerado por agua en tamaos ms grandes, cubiertas con un techo retrctil, y por el cual uno o ms electrodos de grafito entran en el horno. El horno se divide principalmente en tres secciones:

la cscara, que consiste en las paredes laterales y el descenso de los "jugar a la pelota"; la chimenea, que consiste en el material refractario que recubre el plato inferior; el techo, que puede ser cubierto de material refractario o refrigerado por agua, y puede ser en

forma de una seccin de una esfera, o como un tronco. El techo tambin es compatible con el delta refractario en su centro, a travs del cual uno o ms electrodos de grafito entran.

El horno est construida sobre una plataforma basculante para que el acero lquido se vierte en otro recipiente para el transporte. La operacin de la inclinacin del horno para verter el acero fundido se llama "tocando". Originalmente, todos los hornos de fabricacin de acero tena un canal de colada cerrada con material refractario que se lava cuando se inclina el horno, pero a menudo los hornos modernos tienen una parte inferior excntrica agujero de colada para reducir la inclusin de nitrgeno y escoria en el acero lquido. Estos hornos tienen una piquera que pasa verticalmente a travs de la chimenea y la cubierta, y se encuentra fuera del centro en el estrecho "nariz" de la chimenea en forma de huevo. Se llena con arena refractaria, tales como olivino, cuando est cerrada. Las plantas modernas pueden tener dos cscaras con un nico conjunto de electrodos que pueden ser transferidos entre los dos; uno precalienta cscara chatarra mientras que la otra cscara se utiliza para la fusin. Otros hornos basados en DC tienen una disposicin similar, pero tienen electrodos para cada shell y un conjunto de productos electrnicos.



Operacin

La chatarra se entrega a una baha chatarra, situado junto a la acera. Scrap generalmente viene en dos grandes grupos: triturar y fundir pesada, junto con un poco de hierro de reduccin directa o arrabio para el equilibrio qumico. Algunos hornos funden casi el 100% de DRI.

La chatarra se carga en grandes cubos llamados canastas, con puertas de "concha de almeja" para una base. Se tiene cuidado de que la capa de la chatarra en la cesta para asegurar un buen funcionamiento del horno; fusin pesada se coloca en la parte superior de una capa ligera de fragmento de proteccin, en la parte superior de la cual se coloca ms pizca. Estas capas deben estar presentes en el horno despus de la carga. Despus de la carga, la cesta puede pasar a un pre-calentador de chatarra, que utiliza horno caliente los gases residuales para calentar la chatarra y recuperar energa, el aumento de eficiencia de la planta.

La cesta de la chatarra se lleva luego a la acera, el techo se abri fuera del horno y el horno se carga con chatarra de la cesta. La carga es una de las operaciones ms peligrosas para los operadores de EAF. Una gran cantidad de energa potencial se libera por mltiples toneladas de metal cayendo; cualquier metal lquido en el horno a menudo se desplaza hacia arriba y hacia el exterior por la chatarra slida, y la grasa y el polvo en la chatarra se enciende si el horno est caliente, lo que resulta en una bola de fuego en erupcin. En algunos hornos de doble concha, la chatarra se carga en la segunda cscara, mientras que el primero est siendo fundidas, y pre-calentado con gas de escape de la cscara activo. Otras operaciones son continuas carga de chatarra-pre-calentamiento en una cinta transportadora, que a continuacin, las descargas de la chatarra en el horno adecuado, o la carga de la chatarra de un eje situado por encima del horno, con los gases residuales dirigidos a travs del eje. Otros hornos se pueden cargar con el metal caliente de otras operaciones.

Despus de la carga, el techo se gire hacia el horno y la crisis comienza. Los electrodos se bajaron a la chatarra, un arco se golpea y los electrodos se establece a continuacin, para perforar en la capa de fragmento en la parte superior del horno. Voltajes ms bajos son seleccionados para esta primera parte de la operacin para proteger el techo y las paredes del calor excesivo y el dao de los arcos. Una vez que los electrodos han alcanzado la masa fundida pesada en la base del horno y los arcos estn protegidos por la chatarra, la tensin se puede aumentar y los electrodos eleva ligeramente, alargar los arcos y aumentar el poder de la masa fundida. Esto permite a un bao de fusin para formar ms rpidamente, reduciendo un conmutador a veces. El oxgeno se inyecta en la chatarra, quemar o cortar el acero, y el calor qumico adicional es proporcionada por murales quemadores de combustible y oxgeno. Ambos procesos aceleran la fusin de chatarra. Boquillas de los jets supersnicos permiten oxgeno penetren espuma de escoria y llegar al tanque de lquido.

Una parte importante de la fabricacin de acero es la formacin de escoria, que flota sobre la superficie del acero fundido. Escoria por lo general consiste en xidos metlicos, y acta como un destino para las impurezas oxidadas, como una manta trmica y ayuda a reducir la erosin del revestimiento refractario. Para un horno con los refractarios bsicos, que incluye la mayor parte de acero al carbono-produccin de hornos, los formadores de escoria habituales son el xido de calcio y xido de magnesio. Estos formadores de escoria o bien se encargan de la chatarra o soplado en el horno durante la crisis. Otro componente importante de la escoria de horno elctrico de arco es el xido de hierro de combustin de acero con el oxgeno inyectado. Ms tarde, en el calor, de carbono se inyecta en esta capa de escoria, la reaccin con el xido de hierro para formar hierro metlico y gas monxido de carbono, que a continuacin, hace que la escoria de espuma, lo que permite una mayor eficiencia trmica, y una mejor estabilidad del arco y la eficiencia elctrica. La manta escoria tambin cubre los arcos, la prevencin de daos en el techo del horno y las paredes laterales del calor radiante.



Una vez que la chatarra se haya derretido completamente y se lleg a un bao plana, otro cubo de chatarra se puede cargar en el horno y se funde, aunque el desarrollo EAF se est moviendo hacia diseos de una sola carga. Despus de la segunda carga se derrita por completo, las operaciones de refinacin se realizan para comprobar y corregir la qumica del acero y el sobrecalentamiento de la masa fundida por encima de su temperatura de congelacin en la preparacin para el roscado. Ms formadores de escoria se introducen y ms oxgeno se sopla en el bao, la quema de las impurezas tales como el silicio, azufre, fsforo, aluminio, manganeso y calcio, y la eliminacin de los xidos de la escoria. La eliminacin de carbono se lleva a cabo despus de que estos elementos han quemado primero, ya que tienen una mayor afinidad por el oxgeno. Los metales que tienen una afinidad para el oxgeno ms pobre que el hierro, tal como el nquel y el cobre, no se pueden eliminar a travs de la oxidacin y deben ser controlados a travs de la qumica de chatarra solos, tales como introducir el hierro de reduccin directa y arrabio se mencion anteriormente. Una escoria espumante se mantiene a lo largo, y con frecuencia se desborda el horno para verter fuera de la puerta de escoria en el pozo de escoria. Temperatura de muestreo y toma de muestras qumicas tienen lugar a travs de lanzas automticas. El oxgeno y el carbono se pueden medir de forma automtica a travs de sondas especiales que inmersin en el acero, sino para todos los otros elementos, un "fro" muestra-un pequeo, la muestra solidificada del acero-se analizaron en un espectrmetro de emisin de arco.

Una vez que la temperatura y la qumica son correctas, el acero se golpea ligeramente hacia fuera en una cuchara de colada precalentado a travs de la inclinacin del horno. Para los hornos de acero liso-carbono, tan pronto como escoria se detecta durante el roscado del horno se inclina rpidamente hacia atrs hacia el lado de eliminacin de escoria, reduciendo al mnimo el arrastre de escoria en la cuchara de colada. Para algunos tipos de acero especiales, incluyendo el acero inoxidable, la escoria se vierte en la cuchara, as, a ser tratado en el horno cuchara para recuperar valiosos elementos de aleacin. Durante tocando algunas adiciones de aleacin se introducen en la corriente de metal, y ms cal se aade en la parte superior de la cuchara de colada para comenzar la construccin de una nueva capa de escoria. A menudo, algunos de toneladas de acero lquido y la escoria se deja en el horno con el fin de formar un "taln caliente", lo que ayuda a precalentar el siguiente carga de la chatarra y acelerar su colapso. Durante y despus de la grabacin, el horno se "volte": la puerta de escoria se limpia de escoria solidificada, las reparaciones pueden llevarse a cabo, y los electrodos son inspeccionados por los daos o prolongado con la incorporacin de nuevos segmentos, la piquera se llena de arena en la finalizacin de tapping. Para un horno de potencia media de 90 toneladas, todo el proceso toma generalmente cerca de 60 a 70 minutos de la intervencin de un calor a la intervencin de la siguiente.

Ventajas del horno de arco elctrico para la fabricacin de acero

El uso de hornos elctricos de arco de acero permite que se hace de un material de alimentacin de 100% de chatarra de metal. Esto reduce en gran medida la energa necesaria para hacer de acero cuando se compara con la fabricacin de acero primaria a partir de minerales. Otro de los beneficios es la flexibilidad: mientras que los altos hornos no pueden variar su produccin y por tanto pueden permanecer en funcionamiento durante aos a la vez, hornos elctricos de arco pueden iniciarse rpidamente y se detuvieron, permitiendo que el molino de acero para variar la produccin de acuerdo con la demanda. Durante el pico de la crisis financiera mundial en 2009, una cantidad estimada de slo 1 milln de toneladas se producen en EE.UU. utilizando la tcnica EEP. Aunque los hornos de fabricacin de acero de arco generalmente utilizan chatarra de acero como su materia prima principal, si el metal caliente de un alto horno o de hierro de reduccin directa est disponible econmicamente, estos tambin pueden ser utilizados como alimentacin del horno.



Un tpico horno de arco siderurgia es la fuente de acero para una mini-mill, que puede hacer que las barras o productos tira. Mini-molinos puede estar situado relativamente cerca de los mercados de productos de acero, y las necesidades de transporte estn a menos de una fbrica integrada, que normalmente se localiza cerca de un puerto de acceso al envo.

Las cuestiones ambientales

Aunque el horno de arco elctrico moderno es un reciclador altamente eficiente de chatarra de acero, el funcionamiento de una tienda de horno de arco puede tener efectos ambientales adversos. La mayor parte del costo de capital de una nueva instalacin estar dedicada a los sistemas destinados a reducir estos efectos, que incluyen:

Cajas para reducir los niveles de sonido de alta Colector de polvo de horno de gas de escape Escoria de produccin La demanda de agua de refrigeracin El trfico pesado de camiones para desguace, manipulacin de materiales, y el producto Los efectos ambientales de la produccin de electricidad

Debido a la calidad muy dinmica de la carga del horno Arco, los sistemas de energa pueden requerir medidas tcnicas para mantener la calidad de la energa de otros clientes; parpadeo y la distorsin armnica son efectos secundarios frecuentes de funcionamiento del horno de arco en un sistema de energa. [4]

5. HORNO DE CRISOL

Horno de crisol fijo de coque, fuel-oil o gas. Este tipo es el ms sencillo de los hornos y todava se encuentran en algunas pequeas fundiciones que trabajan aleaciones de metales no frreos. En las fundiciones que trabajan con hierro fundido pueden tener emplea para coladas pequeas y urgentes. No se emplea para el acero, a pesar de que es un hecho cierto que los mejores aceros ingleses del siglo pasada eran obtenidas en bateras de este tipo de hornos. Estn constituidas de un crisol de grafito apoyado sobre ladrillos refractarios y rodeados por todas partes de coque partido que se enciende, alcanza la incandescencia por la inyeccin de aire. El crisol alcanza de este modo temperaturas mas elevadas y la carga metlica que contiene se funde sin entrar en contacto con los gases de combustin.

El elemento mas importante es el crisol, compuesto de grafito con la adicin eventual de un carburante, mezclado con aglutinantes adecuados, por ejemplo arcilla o alquitrn. Los crisoles se construyen con estampas de acero sobre la que es fuertemente prensado el material de aquellos. Se acaban en el torno, y despus de secados se introducen en cajones de material refractario y se someten a accin en hornos adecuados a temperaturas elevadas. [5]



TECNICAS DE MOLDEO

1. POR COQUILLA

Moldeo en coquilla, en este caso los moldes son fabricados con materiales metlicos (acero), llamados coquillas, con lo que es posible reutilizarlos un elevado nmero de veces, aunque con el uso van perdiendo los perfiles y es necesario sustituirlos, este proceso es muy barato y se consiguen altos ritmos de produccin, se emplea cuando es necesario producir grandes series de piezas sencillas, y se debe emplear con materiales que tengan una temperatura de fusin significativamente ms baja que la coquilla. [5]



2. CENTRIFUGADO

Consiste en depositar una capa de material fundido en un molde que gira a la velocidad adecuada como para que la fuerza centrfuga provoque que el material fundido se desplace hacia las paredes del molde entones solidifica el material por enfriamiento continuo del molde o coquilla. Por este mtodo se fabrican un gran nmero de piezas como tuberas, objetos de joyera.

La fundicin centrfuga utiliza la fuerza de inercia causada por la rotacin para distribuir el metal fundido en las cavidades del molde la cual puede clasificarse como:

Fundicin centrfuga verdadera: se producen piezas cilndricas de buena calidad, precisin dimensional y detalle superficial tales como bujes, camisas de cilindro de motos y anillos de cojinete. Fundicin semicentrfuga: Se utiliza para colar piezas con simetra rotacional. Centrifugados: el metal fundido se vaca sobre el eje de rotacin y es obligado a pasar por el molde debido a la fuerza centrfuga. [6]

3. MOLDE

Fundicin en molde de yeso: La fundicin en molde de yeso emplea sulfato de calcio con la adicin de talco y harina de slice para mejorar la resistencia del molde y controlar el tiempo requerido para el curado del yeso. Estos componentes se mezclan con agua y el barro resultante en vaciado sobre el modelo. Las piezas obtenidas tienen detalles finos con un buen acabado superficial, presenta una estructura de grano ms uniforme y con menos deformacin por lo que se conoce como fundicin de precisin y se utiliza nicamente para aluminio, magnesio, zinc y algunas aleaciones en base a cobre.

Fundicin en molde cermico: El proceso de fundicin en molde cermico es similar al proceso de molde de yeso, con la excepcin que utiliza materiales refractarios para el molde hacindolo adecuado para aplicaciones de altas temperaturas.



Las piezas que tpicamente se fabrican son impulsores, cortadores para operaciones de maquinado, dados para trabajo en metal y moldes para la fabricacin de componentes de plstico o de hule.

Fundicin en molde permanente: En la fundicin en molde permanente los moldes se fabrican de hierro colado, acero, bronce, grafito o aleaciones de metal refractario recubiertos por un barro refractario o grafito a fin de incrementar la vida til. Estos son calentados antes del vaciado del metal fundido para facilitar el flujo y reducir el dao por gradiente trmico. Las piezas tpicas fabricadas son pistones automotrices, cabezas de cilindro, las bielas, los discos para engranes y utensilios de cocina. [7]

Moldes temporales

Los recipientes con la forma deseada se conocen como moldes, stos se fabrican de diferentes materiales como: arena, yeso, barro, metal, etc. Los moldes pueden servir una vez o varias. En el primer caso se les conoce como moldes temporales y los que se pueden utilizan varias veces, se les conoce como moldes permanentes.

Modelos desechables y removibles

Los moldes se fabrican por medio de modelos los que pueden ser de madera, plstico, cera, yeso, arena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se destruyen al elaborar la pieza, se dice que stos son disponibles o desechables y si los modelos sirven para varias fundiciones se les llama removibles.

Fundicin en moldes de arena

Uno de los materiales ms utilizados para la fabricacin de moldes temporales es la arena slica o arena verde (por el color cuando est hmeda). El procedimiento consiste en el recubrimiento de un modelo con arena hmeda y dejar que seque hasta que adquiera dureza.

Fundicin en moldes de capa seca

Es un procedimiento muy parecido al de los moldes de arena verde, con excepcin de que alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm) se coloca arena con un compuesto que al secar hace ms dura a la arena, este compuesto puede ser almidn, linaza, agua de melaza, etc. El material que sirve para endurecer puede ser aplicado por medio de un rociador y posteriormente secado con una antorcha.

Fundicin en moldes con arena seca

Estos moldes son hechos en su totalidad con arena verde comn, pero se mezcla un aditivo como el que se utiliza en el moldeo anterior, el que endurece a la arena cuando se seca. Los moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar toda la humedad y por lo regular se utilizan cajas de fundicin, como las que se muestran ms adelante. Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y soportan bien las turbulencias del metal al colarse en el molde.

Fundicin en moldes de arcilla



Los moldes de arcilla se construyen al nivel de piso con ladrillos o con materiales cermicos, son utilizados para la fundicin de piezas grandes y algunas veces son reforzados con cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho tiempo para su fabricacin y no son muy utilizados.

Fundicin en moldes furnicos

Este proceso es bueno para la fabricacin de moldes o corazones de arena. Estn fabricados con arena seca de grano agudo mezclado con cido fosfrico, el cual acta como acelerador en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla una resina llamada furnica. Con esta mezcla de cido, arcilla y resina en dos horas el molde se endurece lo suficiente para recibir el metal fundido.

Fundicin en molde de yeso

Cuando se desea la fabricacin de varios tipos de piezas de tamao reducido y de baja calidad en su terminado superficial, se utiliza el proceso de fundicin en molde de yeso. Este consiste en la incrustacin de las piezas modelo que se desean fundir, en una caja llena con pasta de yeso, cuando se ha endurecido el yeso, se extraen las piezas que sirvieron de modelo y por gravedad se llenan las cavidades con metal fundido. El sistema anterior puede producir grandes cantidades de piezas fundidas con las formas deseadas. [8]

4. POR CAJAS

Constan de marcos de madera, aluminio, fundicin o acero de forma y dimensiones muy variadas, destinadas a contener la arena del molde. Constante una parte superior y de otra inferior o de fondo, provistas de espigas o clavijas y de orejas, en correspondencia, para fijar su posicin durante el moldeo. Si hay ms de dos, a las otras se les llama intermedias o aros.

Las paredes de las cajas grandes llevan una serie de agujeros o ranuras dispuestos a tresbolillo, que facilitan la salida de los gases del molde y las aligeran de peso

Conformacin por Moldeo

Cajas de moldear.

El proceso del moldeo

Primer caso, moldeo de una pieza simple en molde abierto

A) Sobre una tabla

Tabla de moldeo; se coloca el modelo, por la mayor de sus caras.

B) Se coloca sobre la tabla, alrededor del modelo una caja de moldeo de tamaa adecuado.

C) Se espolvorea el modelo con talco u otra sustancia en polvo que facilite su extraccin posterior.

D) Se rellena con arena y a continuacin se apisona fuertemente, para evitar que se desmorone en el momento de la extraccin del modelo



.

E) Se le da la vuelta la caja, se retira la tabla de moldear y a continuacin se extrae el modelo.

F) Se retoca el molde de los posibles desperfectos y se espolvorea con negro de humo.

G) se cuela el metal lquido.

H) Una vez el metal fro, se rompe el molde y se extrae la pieza. Se trata de un proceso econmico, ya que la arena puede ser reutilizada, y apropiado para todo tipo de metales, sea cual sea su temperatura de fusin. Sin embargo,

5. OTROS

Proceso de moldeo a la cera perdida

Es un proceso muy antiguo para la fabricacin de piezas artsticas. Consiste en la creacin de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener exactamente las caractersticas deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera es cubierto con yeso o un material cermico que soporte el metal fundido. Para que seque ese material cermico se introduce a un horno, con ello el material cermico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vaca el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la fabricacin de piezas ornamentales nicas o con muy pocas copias.

Proceso de moldeo de cscara cermica

Es un proceso parecido al de la cera perdida, slo que en este proceso el modelo de cera o un material de bajo punto de fusin se introduce varias veces en una lechada refractaria (yeso con polvo de marmol) la que cada vez que el modelo se introduce este se recubre de una capa de la mezcla, generando una cubierta en el modelo. Posteriormente el modelo y su cscara se meten en un horno con lo que el material refractario se endurecer y el modelo se derrite. As se tiene un molde listo para ser llenado con un metal y producir una fundicin slida o hueca. [9]

IV. CONCLUSIONES Los tipos de moldeo nos sirven para poder deformar a cualquier metal al momento de

que este en su forma lquida, debido a que solo en ese estado los metales son moldeables y pueden adquirir la forma del recipiente que los contiene.

El cubilote es un horno que funciona con combustible slido y en el cual la carga metlica, el combustible y el carburante estn en ntimo contacto entre s. Esto permite un intercambio trmico directo y activo, y por lo tanto, un rendimiento elevado. Sin embargo, por causa de este mismo contacto entre el metal, las cenizas y el oxgeno, el hierro colado producido no puede ser rigurosamente controlado desde el punto de vista metalrgico.

Hornos de Induccin El Horno elctrico en que el en el que el calor es generado por calentamiento, por la induccin elctrica de un medio conductivo (un metal) en un crisol, alrededor del cual se encuentran enrolladas bobinas magnticas se denomina horno de induccin. Dicho principio de calentamiento por induccin de un metal fue descubierto en 1831 por Michael Faraday.

Hornos Basculantes.- Estos hornos se utilizan especialmente para la fusin de metales. Consulte su caso con nuestro departamento tcnico para un asesoramiento personalizado. El funcionamiento del homo es totalmente automtico, siendo necesaria



una mnima intervencin de personal. El control de la temperatura se lleva a cabo mediante termorreguladores electrnicos de alta fiabilidad que procesan la seal recibida por los sensores trmicos.

Un horno de arco elctrico es un horno que calienta el material cargado por medio de

un arco elctrico. Los hornos de arco varan en tamao, desde pequeas unidades de aproximadamente una tonelada de capacidad de hasta aproximadamente 400 unidades por tonelada utilizados para la fabricacin de acero secundaria.

Horno de Crisol.- Este tipo es el ms sencillo de los hornos y todava se encuentran en algunas pequeas fundiciones que trabajan aleaciones de metales no frreos.

V. BIBLIOGRAFIA

[1] http://148.204.211.134/polilibros/Portal/Polilibros/P_terminados/procman-Aguilar-Oros/UMD/Unidad2/Contenido/2.2.3.a.htm

[2] http://www.ecured.cu/index.php/Hornos_de_Inducci%C3%B3n

[3] http://www.emison.com/2084.htm

[4] http://docsetools.com/articulos-utiles/article_105658.html

[5] http://148.204.211.134/polilibros/Portal/Polilibros/P_terminados/procman-Aguilar-Oros/UMD/Unidad2/Contenido/2.2.3.b.htm

[6]http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//1000/1096/html/11_tipos_de_moldeo.html

[7] http://procemanufactura.blogspot.com/2013/06/tipos-de-fundicion-de-metales.html

[8]https://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=12&ved=0CFIQFjAL&url=http%3A%2F%2Fprocemanufactura.blogspot.com%2F2013%2F06%2Ftipos-de-fundicion-de-metales.html&ei=3HM4VefiLIWWgwTbnoGoBw&usg=AFQjCNG7sAYeZ4DP7CYJWtWjqFq7BtHIrw

[9]http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_V.html

tipos de hornos y tipos de moldeos

Documents