UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL PERODO ACADMICO: ABRIL/2015 AGOSTO/2015

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial

TALLER INDUSTRIAL

Carrera:Ingeniera Industrial en Procesos de Automatizacin

Curso:Quinto A

Nombre:Carlos Galarza

Docente:Ing. Vctor Espn

1. Ttulo Consulta sobre los tipos de hornos y los tipos de moldes2. Objetivos2.1.1 GeneralConocer los tipos de hornos existentes en una industria y los moldes que se utilizan

2.2 Especficos Deducir las caractersticas que contienen cada horno en el campo industrial Entender el funcionamiento adecuado que realiza cada horno para poder ser puesto en prctica. Concebir los diferentes tipos de moldeos existentes debido a sus caracterizaciones.3. ResumenEn esta consulta se llevar a conocer los diferentes tipos de hornos que encontramos en una industria, siendo como uso de fundiciones de diferentes tipos de materiales para luego ser usados en la fabricacin de objetos que sern metales o semimetales en lo que confiere usar de manera adecuada moldes que tendrn que ser usados de manera sistemtica.

4. Palabras clave: Hornos Moldes Metales Mecnica

5. IntroduccinHornos Industriales

Los hornos industriales son los equipos o dispositivos utilizados en la industria, en los que se calientan los materiales y las piezas o elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo: - Alcanzar la temperatura necesaria para que se produzcan las reacciones qumicas necesarias para la obtencin de un determinado producto. - Cambios de estado (Fusin de los metales y vaporizacin). - Ablandar para una operacin de conformado posterior. - Tratar trmicamente para impartir determinadas propiedades. - Recubrir las piezas con otros elementos, operacin que se facilita frecuentemente operando a temperatura superior a la del ambiente (Vitrificado de los productos cermicos). En el trabajo de los metales, la temperatura desempea un papel de gran importancia. Las temperaturas elevadas vuelven ms blandos la mayora de los metales, capacitndolos para las operaciones de deformacin por flexin, forja, estampacin, extrusin o laminacin. Las temperaturas todava ms elevadas funden los metales y tambin eliminan la acritud de los mismos; el proceso de calentamiento de los metales con este fin, enfriando despus de modo que no se produzca ninguna deformacin, se conoce como recocido. La elevacin de la temperatura por encima de un cierto punto crtico, seguida de un enfriamiento brusco, vuelve el acero ms duro y resistente pero con una ductilidad menor. Un nuevo calentamiento a una temperatura inferior al punto crtico disminuye la dureza y aumenta la ductilidad. Se conoce como tratamiento trmico el proceso completo que tiene por objeto producir unas propiedades fsicas deseadas, controlando la estructura cristalina.

Procesos de Moldeo

Los procesos de moldeo son diferentes segn la naturaleza del molde y el mtodo de vertido. As, segn la naturaleza del molde pueden ser: de molde permanente (de hierro colado, acero o grafito) o de molde perdido (arena y arcilla); y segn el mtodo de vertido, puede ser por gravedad o por presin. La eleccin de un mtodo u otro depende de la complejidad de la pieza, grado de tolerancia respecto a las medidas establecidas, nmero de piezas a fabricar, coste del molde, acabado,6. MetodologaAs, atendiendo al tipo de efecto que el horno produce en el producto, se pueden tener: - Hornos para producir efectos fsicos en el producto, que a su vez pueden dividirse en: - Hornos de calentamiento - Hornos de fusin - Hornos para producir efectos qumicos en el producto (Reduccin sin fusin, fusiones reductoras, sinterizacin, tostacin, calcinacin, volatilizacin reductora, volatilizacin, metalotermias, etc). Hay que sealar que la definicin anterior, aparentemente clara, no lo es tanto en la prctica, ya que es frecuente utilizar otros trminos tales como: 1.- Estufas, para hornos que operen a baja temperatura pero sin definir sta, normalmente hasta 500-600 C. Se utiliza la denominacin estufas Cooper para los precalentadores de aire en hornos altos que operan a altas temperaturas. 2.- Secaderos (tambin denominados, cuando se realiza por elevacin de la temperatura, estufas de secado). La temperatura de secado puede ser elevada y adoptar una tcnica de construccin similar a la de los hornos. 3.- Bateras de coque son las series de hornos en forma de celda utilizadas en la produccin del coque. 4.- Arcas de recocer en la industria del vidrio. 5.- Incineradores, equipos destinados a la combustin y eliminacin de residuos.Aqu se presenta una tabla de los diferentes procesos que se pueden ejecutar de acuerdo a una temperatura ideal.

La energa calorfica requerida para el calentamiento de los hornos puede proceder de: 1.- Gases calientes (Llama) producidos en la combustin de combustibles slidos, lquidos o gaseosos que calientan las piezas por contacto directo entre ambos o indirectamente a travs de paredes o tubos radiantes o intercambiadores en general. 2.- Energa elctrica en diversas formas: - Arco voltaico de corriente alterna o continua. - Induccin electromagntica. - Alta frecuencia en forma de dielectricidad o microondas. - Resistencia hmica directa de las piezas. - Resistencias elctricas dispuestas en el horno que se calientan por efecto Joule y ceden calor a la carga por las diversas formas de transmisin de calor. La forma de calentamiento da lugar a la clasificacin de los hornos en dos grandes grupos, con diversos tipos: 1.- HORNOS DE LLAMA 1.1.- HORNOS VERTICALES O DE CUBA

1.2.- HORNOS DE BALSA

1.3.- HORNOS ROTATORIOS

1.4.- HORNOS TUNEL

2.- HORNOS ELECTRICOSHORNOS ELCTRICOS

Los hornos elctricos tienen grandes ventajas para la fusin de los metales, siendo las ms destacadas las siguientes:

Pueden obtenerse temperaturas muy elevadas hasta de 3500C en algunos tipos de hornos elctricos.

Puede controlarse la velocidad de elevacin de temperatura, y mantener esta entre limites muy precisos, con regulaciones completamente automticas.

La carga queda por completo libre de contaminacin del gas combustible.

Puede controlarse perfectamente la atmsfera en contacto con la masa fundida, hacindola oxidante o reductora a voluntad, e incluso en algn tipo de horno puede operarse en vaco.

Tienen mayor duracin los revestimientos que en los dems tipos de hornos.

Se instalan en espacio reducido.

Su operacin se realiza con mayor higiene que la de los hornos otros tipos.

2.1.- HORNOS DE RESISTENCIAS.

2.2.- HORNOS DE ARCO

3 HORNOS DE INDUCCION

Hornos elctricos de InduccinEn los hornos elctricos de induccin, el calor se genera por corrientes inducidas por una corriente alterna. Se distinguen tres clases de hornos de induccin:

Hornos de baja frecuencia. En estos hornos el calor se produce por el efecto joule de la corriente inducida en el metal que se trata de fundir, que acta como arrollamiento secundario de un transformador. Los primeros modelos estaban formados por un crisol en forma de anillo que constitua la espira del secundario de un transformador, cuyo primario estaba conectado a la red. Pero en la actualidad los hornos de esta clase estn formados por un crisol cuyo fondo est en comunicacin con un conducto circular, que forma la espira secundaria del transformador de induccin. El metal contenido en el conducto es el que se funde, desplazndose su masa y comunicando el calor al resto del material.

Hornos de alta frecuencia. En los hornos de 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 o arrollamiento primario. Estos hornos estn formados por un crisol refractario que contiene el metal, rodeado de un arrollamiento de tubo de cobre por el que circula una corriente de alta frecuencia, que crea un campo magntico variable, calentndose la masa de metal contenida en el crisol por las corrientes de Foucault inducidas por el campo magntico. El tubo de cobre del arrollamiento que rodea el crisol est refrigerado por agua que circula en su interior. En general las frecuencias de las corrientes elctricas para la alimentacin de este tipo de hornos, varia de 300 a 30000 ciclos por segundo, producidas por osciladores de tubos catdicos. La potencia del horno y por tanto, la temperatura, se regula variando la frecuencia. Los hornos elctricos de alta frecuencia tienen la ventaja de que en ellos puede fundirse cualquier metal o aleacin en las condiciones ms rigurosas, en atmsferas especiales o al vaco, ya que los hornos pueden trabajar hermticamente cerrados. Tienen el inconveniente de su elevado coste de instalacin, que todava encarece ms la necesidad de instalar condensadores para mejorar el factor de potencia que es muy bajo. Por todo esto no se emplean, generalmente, ms que para fundir metales preciosos, nquel y aleaciones de nquel, aceros inoxidables y en experiencias de laboratorio.

3 Hornos CubiloteLos cubilotes son hornos cilndricos verticales compuestos de una envoltura de chapa de acero dulce de 5 a 10mm. de espesor, con un revestimiento interior de mampostera refractaria de unos 250mm. de espesor. El horno descansa sobre cuatro columnas metlicas denominadas pies de sostn del cubilote.

El fondo de los cubilotes modernos lleva que se abren despus de las coladas, para vaciar todas las escorias acumuladas all.

En el frente y a nivel del fondo llevan los cubilotes un agujero denominado piqueta de colada, para la extraccin del metal fundido. A este agujero va adosado un canal de chapa con revestimiento refractario, que conduce el metal en estado lquido a las cucharas de colada o al antecrisol.

En la parte posterior del horno hay otro agujero para la extraccin de las escorias, por lo que se denomina piqueta de escoria o escorial. La piqueta de escorias est en un plano ms alto que la piqueta de colada. El volumen del metal fundido que puede contener el cubilote es el comprendido entre el plano horizontal que pasa por la piqueta de escorias y el fondo del cubilote, a cuyo nivel, como hemos dicho antes, est la piqueta de colada. Esta parte del cubilote se denomina crisol y su volumen est calculado para que pueda contener, como mximo, dos cargas metlicas fundidas.

A unos 200mm. por encima del plano de la piqueta de escorias se encuentra el plano de toberas de entrada de aire, espaciadas unas de otras regularmente en la circunferencia del cubilote y en la cantidad aproximada de una por cada 15cm. del dimetro del horno. En general, el nmero de toberas oscila entre 4 y 8. Los cubilotes modernos llevan doble hilera de toberas con una caja especial de registro que permite enviar a una u otra hilera el aire. As cuando se obtura alguna tobera, se enva el aire a las toberas de la otra hilera. Al quedarse sin viento la tobera se funde la escoria que la tapa y queda desobturada automticamente.

Inmediatamente por encima del plano de toberas esta situada una caja de viento que rodea el cubilote y que recibe y distribuye a las toberas el aire necesario para la combustin, que es suministrado por un ventilador (en la figura) a una presin de 300mm. a 1000mm. de columna de agua

, por fin, a unos 3,5 a 4,5m. Por encima del plano de toberas se encuentra la plataforma y puerta de carga o tragante, por la que se introducen las cargas alternadas de metal y cok mezclado con el fundente, que generalmente es caliza (CO3Ca).

Termina el cubilote con una cmara tambin cilndrica pero de menos dimetro, denominada cmara de chispas, donde se precipitan las partculas incandescentes que arrastran los gases y que podran producir incendios en los edificios vecinos.

REFRIGERACIN POR AGUA.- Los cubilotes modernos, que han de funcionar ininterrumpidamente largos periodos de tiempo, llevan camisas de agua para refrigeracin de la zona de fusin; esta refrigeracin exige un gasto de combustible algo mayor pero queda compensado con creces con el ahorro de refractario y gastos de reparacin.

CARGA MECNICA.- Los cubilotes pequeos se cargan a mano, pero los grandes estn provistos de montacargas verticales o inclinados, con descarga automtica de las vagonetas en el tragante.

INSUFLACIN DE VIENTO CALIENTE.- Los cubilotes ms modernos llevan instalacin de precalentamiento del aire soplado hasta una temperatura de 400C utilizando el calor sensible y el de combustin completa de los gases extrados del mismo cubilote, que se queman en un recuperador, por el que pasa previamente el aire soplado antes de ser introducido en el horno. El recalentamiento del aire soplado tiene las siguientes ventajas:

4 Hornos Basculantes

GENERALIDADES

Los hornos EMISON, SERIE FB, a la contrastada calidad de todos nuestros BASCUALDO ELECTproductos, 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.Hornos elctricos de induccin

Hornos elctricos de InduccinEn los hornos elctricos de induccin, el calor se genera por corrientes inducidas por una corriente alterna. Se distinguen tres clases de hornos de induccin:

Hornos de baja frecuencia. En estos hornos el calor se produce por el efecto joule de la corriente inducida en el metal que se trata de fundir, que acta como arrollamiento secundario de un transformador. Los primeros modelos estaban formados por un crisol en forma de anillo que constitua la espira del secundario de un transformador, cuyo primario estaba conectado a la red. Pero en la actualidad los hornos de esta clase estn formados por un crisol cuyo fondo est en comunicacin con un conducto circular, que forma la espira secundaria del transformador de induccin. El metal contenido en el conducto es el que se funde, desplazndose su masa y comunicando el calor al resto del material.

Hornos de alta frecuencia. En los hornos de 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 o arrollamiento primario. Estos hornos estn formados por un crisol refractario que contiene el metal, rodeado de un arrollamiento de tubo de cobre por el que circula una corriente de alta frecuencia, que crea un campo magntico variable, calentndose la masa de metal contenida en el crisol por las corrientes de Foucault inducidas por el campo magntico. El tubo de cobre del arrollamiento que rodea el crisol est refrigerado por agua que circula en su interior. En general las frecuencias de las corrientes elctricas para la alimentacin de este tipo de hornos, varia de 300 a 30000 ciclos por segundo, producidas por osciladores de tubos catdicos. La potencia del horno y por tanto, la temperatura, se regula variando la frecuencia. Los hornos elctricos de alta frecuencia tienen la ventaja de que en ellos puede fundirse cualquier metal o aleacin en las condiciones ms rigurosas, en atmsferas especiales o al vaco, ya que los hornos pueden trabajar hermticamente cerrados. Tienen el inconveniente de su elevado coste de instalacin, que todava encarece ms la necesidad de instalar condensadores para mejorar el factor de potencia que es muy bajo. Por todo esto no se emplean, generalmente, ms que para fundir metales preciosos, nquel y aleaciones de nquel, aceros inoxidables y en experiencias de laboratorio.

Tcnicas de moldeoProcesos de MoldeoLos tipos de moldeo se clasifican en los siguientes grupos: Moldeo por gravedad Moldeo por presin

Moldeo por gravedad.

Se realiza vertiendo el metal fundido sobre un molde, de manera que ste se desplace por su propio peso. Se utiliza principalmente para fabricar piezas de fundicin de acero, bronce, latn y distintas aleaciones de aluminio. Existen distintas tcnicas: en arena, en coquilla y a la cera perdida.

1. Moldeo en arena

Es un procedimiento de molde perdido. Se emplea slice (una arena muy pura) para hacer el molde, mezclada con arcilla y agua para aglomerar la arena. El proceso es el siguiente: Parte inferior del molde: Se elabora un modelo de la pieza a fabricar (madera, resina,) dividido en dos mitades exactamente iguales. Se introduce una mitad del modelo en la parte inferior del molde y se rellena con arena. Se introduce una pieza auxiliar que formar el canal de alimentacin. Se comprime y compacta la arena alrededor del modelo. Se retiran el modelo y la pieza auxiliar. As sus cavidades quedan marcadas en la arena. Parte superior del molde: Se repiten los pasos anteriores, introduciendo las piezas que formarn el bebedero, el orificio de colada y los respiraderos (llamados mazarota, para que salgan los gases) Se unen las dos mitades del molde. Se colocan piezas en la parte superior para evitar que la presin de los gases pueda levantarla. Se vierte el material fundido por el orificio de colada Se deja enfriar hasta la temperatura ambiente Se rompe el molde y se extrae la pieza. Se eliminan las partes correspondientes al canal de alimentacin, bebedero, para volver a fundirlas. Se limpia y mecaniza superficialmente si es necesario. Este es un proceso econmico, apto para temperaturas altas y todo tipo de metales, pero tiene el inconveniente de tener que realizar un molde para cada pieza.

2. Moldeo en coquilla

Las coquillas son moldes metlicos permanentes (normalmente de acero o fundicin gris) que, al contrario que el mtodo de moldeo con arena, permite obtener un nmero muy elevado de piezas iguales utilizando el mismo molde. Las coquillas son mucho ms caras que los moldes de arena, pero resulta rentable si se fabrican con ellas un nmero elevado de piezas (hasta miles). Presenta otra ventaja, al ser el molde metlico, la velocidad a la que se enfra la pieza es mayor adems, la precisin de las piezas obtenidas es mayor, as como sus acabados superficiales. En cambio, no es bueno para moldear piezas complejas. El proceso de fabricacin por coquilla es el siguiente: Precalentamiento: El molde o coquilla, una vez cerrado, debe calentarse antes de introducir el metal fundido para que su dilatacin se produzca de manera uniforme. Vertido del metal: Se vierte el metal y se llena la cavidad. Solidificacin: Se deja enfriar el contenido a temperatura ambiente hasta que se solidifique. Apertura: Se abre el molde y se extrae la pieza. Se usa para masas fundidas de aleaciones de Al, Mg o Cu. Si se pretende moldear piezas de acero, hay que usar moldes de acero refractario recubiertos de grafito para aumentar su durabilidad.

3. Moldeo a la cera perdida Es uno de los procesos ms antiguos que se conoce, ya que era usado por egipcios y romanos. Se emplea para fabricar objetos artsticos a base de metales nobles, como Au, Ag, Pt, o de forma muy compleja y pequea.El principal inconveniente es que es un proceso relativamente caro, pero presenta tambin la ventaja de que no necesita un mecanizado posterior.El procedimiento es el siguiente: Se elabora un modelo patrn de la pieza en latn Con ayuda del modelo se mecaniza la cavidad de la coquilla o molde permanente y se divide en dos partes iguales. Se cierra el molde y se introduce cera caliente. Se crea un modelo en cera. Se introduce el modelo en cera en una caja de acero inoxidable que se rellena con arena de slice, dejando los orificios pertinentes para el llenado del metal y para la salida de los gases. Se introduce la caja en un horno, hasta que alcance unos 100 C. La cera se funde y se recoge en unos canales del fondo del horno. Se eleva la temperatura del horno hasta unos 1000 C. Se endurece la arena y se forma la cavidad correspondiente a la pieza. El molde se extrae del horno y se vierte el metal fundido en su interior. Una vez solidificado, se rompe el molde y se obtiene la pieza.

Moldeo por presin. Se lleva a cabo introduciendo la masa metlica fundida en el interior del molde forzando la entrada en el mismo. En este mtodo se emplean moldes permanentes. 1. Moldeo por fuerza centrfuga

El molde gira alrededor de un eje que puede ser horizontal o vertical, con lo que la fuerza centrfuga obliga al metal hundido a rellenar todas las cavidades del mismo. Se emplea fundamentalmente para moldear piezas de revolucin, presentando adems, la ventaja de que pueden obtenerse piezas de menor espesor que las que se obtienen por gravedad. Las piezas presentan menos grietas y oquedades. Por el contrario, los moldes resultan caros, ya que deben ser ms gruesos debido a las presiones elevadas que deben soportar.

2. Moldeo por inyeccin

Es el moldeo a presin propiamente dicho. El metal se inyecta en el molde por medio de una mquina. La inyeccin puede hacerse por medio de un mbolo o usando aire comprimido. Los moldes son similares a las coquillas, aunque se suelen denominar matrices. Este mtodo presenta la ventaja de que pueden fabricarse piezas de formas complicadas de una manera bastante econmica y de gran precisin. Adems, las piezas resultan limpias y sin defectos.7. Conclusiones Se conoci los diferentes tipos de hornos que podemos encontrar en el campo industrial con lo que se refiere a diferentes utilizaciones como son: minera, fundicin de metales, refinera, metalrgica en lo que es especfico un horno para la necesidad que se preste. Se entendi que los hornos tienen la facilidad de ablandar, corregir, deformar materias primas que se colocan a fundirse y as tomar varias formas de acuerdo al proceso mecnico que ser usado. Se dedujo que se dividen en dos grandes grupos los hornos de llama y los hornos elctricos que en su mayora se trabaja con hornos de llama que generan temperaturas ms elevadas y as se puede lograr deformar el material con facilidad. Se concibi varios tipos de moldeos de materiales que tienen a con una estructura tomada a promover un material cuando se enfre, y de mayor inters encontramos los moldeos en arena por su mayor dureza en el acabado y no produce mayor desgaste.

8. Referencias Bibliogrficas: http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2013/02/introduccion_y_sin_perdida_material.pdf http://www.quiminet.com/articulos/los-hornos-industriales-en-sus-diferentes-procesos-2731520.htm http://www.monografias.com/trabajos7/fuco/fuco.shtml http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion1.HornosIndustriales.2006.pdf