TRABAJO DE
INVESTIGACIÓN PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN HORNO O MUFLA A GAS EN LA INSTITUCIÓN
EDUCATIVA TÉCNICA INDUSTRIAL Y MINERA DE PAZ DE RIO
REALIZADO POR:
YEISON DAVID ROJAS TRIANA
REVISADO POR:
JORGE WILSON
DURAN
INSTITUCION
EDUCATIVA TÉCNICA INDUSTRIAL Y MINERA DE PAZ DE RIO
2015
TRABAJO DE
INVESTIGACIÓN PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN HORNO O MUFLA A GAS EN LA INSTITUCIÓN
EDUCATIVA TÉCNICA INDUSTRIAL Y MINERA DE PAZ DE RI
Trabajo como
complemento de las asignaturas de informática y especialidad de metalistería
REALIZADO POR:
YEISON DAVID ROJAS TRIANA
INSTITUCION
EDUCATIVA TÉCNICA INDUSTRIAL Y MINERA DE PAZ DE RIO
2015
Contenido
Tabla de Ilustraciones
1. Justificación
Este proyecto lo realizamos con el
fin de representar el área de metalistería (especialidad). Dejando así algo
para los estudiantes con el propósito de enriquecer sus conocimientos y aún más
en el área de la fundición que aunque no se dé ya en nuestra institución tiene
mucho que ver con nuestra especialidad.
Es presentado a los directivos y
docentes de la institución educativa técnica industrial y minera de paz de rio
y los estudiantes que la conforman.
Se está
realizando por parte de nosotros con el seguimiento y colaboración del docente
encargado Marcelino flores.
2. Introducción
Este documento
es de tipo investigativo en el que se da a conocer las partes y tipos de hornos
más conocidos prestando énfasis en los hornos tipo muflas, ya que estamos
construyendo un horno de este tipo para la fundición de piezas en metal
pequeñas, utilizadas como elementos en el taller.
Damos a conocer
características elementales necesarias para la construcción de una mufla, como
lo es el conocimiento de los tipos de hornos, de los moldes, de los
refractarios, los quemadores y todo el tipo de construcción de la mufla. Damos
a conocer todo lo que necesitamos para la construcción de nuestro horno o mufla
cacera, también como vamos con el trabajo y bajo quien esta supervisado.
Este proyecto lo
empezamos a repasar en compañía de nuestro profesor y salió con la idea del
antiguo taller de fundición y un horno que había allí antiguamente en
funcionamiento, y pues consideramos que era un poco necesario para el taller de
metalistería ya que tienen algo que ver y también para conocer sobre esas
técnicas de fundición y obviamente para dejarle a los estudiantes algo de
aprendizaje también sobre este, nos interesó el proyecto al investigarlo, al
ver fotos, al ver información y al tener ideas de su construcción y facilidad
de obtenerlo.
3. Objetivos
3.1.
Objetivo general
ü Conocer
las diferentes características de construcción de un horno tipo mufla
3.2.
Objetivos específicos
ü Conocer
las diferentes partes de los hornos y muflas
ü Diferenciar
los tipos de hornos
ü Conocer
los diferentes tipos de quemadores y sus características
4. Generalidades
Un horno es un
dispositivo en el que se libera calor y se transmite directa o indirectamente a
una masa sólida o fluida con el fin de producir en ella una transformación
física o química.
4.1.
Las partes
constitutivas de un horno:
·
Elemento generador
·
Sistema de alimentación de material
·
Cámara principal
·
Aislantes
térmicos
·
Sistemas de medición y control
·
Redes de
suministro de combustible o cableado de potencia (según el tipo de combustible)
·
Ventiladores y sistemas de evacuación de gases
(hornos con combustión)
·
Redes eléctricas
·
Recubrimiento externo
La energía
calorífica requerida para el calentamiento de los hornos puede proceder de:
Gases calientes producidos en la combustión de combustibles sólidos, líquidos o
gaseosos que calientan las piezas por contacto directo entre ambos o
indirectamente a través de tubos radiantes o intercambiadores en general.
4.2.
Clasificación:
La clasificación
de los hornos es difícil de establecer, por ello se dice que existe casi un
tipo de horno específico para cada aplicación.
Por lo tanto,
normalmente se clasifican desde ciertos puntos de vista:
1. De acuerdo con su temperatura de trabajo:
·
Hornos: Temperaturas de trabajo superiores a 550 °C.
·
Estufas: Temperaturas de trabajo inferiores a
550 °C.
2. De acuerdo con su uso:
·
Hornos de cemento
·
Hornos de cal
·
Hornos de coque
·
Hornos cerámicos
·
Hornos incineradores
·
Alto Horno, etc.
3. De acuerdo con su forma de operación:
·
Continuos
·
Discontinuos
·
Periódicos
.
4. De acuerdo con su forma de calentar:
·
Directos
·
Indirectos
5. De acuerdo con su fuente
de energía:
·
Combustibles: sólidos, líquidos o gaseosos y mixtos.
·
Energía eléctrica.
·
Mixtas.
4.3.
Métodos de calentamiento en hornos
Dentro de los
métodos de calentamiento con combustibles se encuentran:
·
Directo: La llama y los gases
entran en contacto con la carga.
·
Indirecto: Sólo los gases entran
en contacto con la carga.
·
Muflas: Se calienta una
recámara que tiene en su interior la carga, por lo que los gases nunca tocan la
carga. Especial para cargas que reaccionan o se contaminan con los gases de
combustión.
·
Tubos de Radiantes: este sistema gasta más
combustible para obtener el mismo calentamiento. La llama se encauza por un
tubo que alcanza una alta temperatura. Luego el calentamiento se realiza
principalmente por radiación del tubo a la carga.
4.4.
Tipos de calentamiento en hornos
·
Recirculación: La combustión se
realiza en una cámara aparte del horno. Luego mediante un ventilador se
introducen los gases el horno y se hacen pasar varias veces por la carga hasta
que pierdan la mayor cantidad de energía posible para luego ser evacuados. A gran
velocidad: Una gran cantidad de quemadores rodea la carga, produciendo llamas
directas sobre ella con el fin de
alcanzar un alto gradiente de temperaturas entre la carga y sus alrededores.
4.5.
Tipos de hornos
Los hornos rotatorios constan de un cilindro largo
de acero que gira alrededor de su eje. En el caso de trabajo a altas
temperaturas hay que recubrir el cilindro con ladrillo refractario en su
interior. Ya sea para aislarlo del exterior o para proteger el acero.
4.5.2.
Hornos de Reverbero:
Es un horno cuyo
hogar está separado del material que debe tratar, y en el que los gases de
combustión están en contacto con el material. El objetivo de estos hornos es
fundir.
Consta básicamente de
un recipiente refractario de forma rectangular o elíptica poco profundo (aprox.
40cm) llamado solera.
Por lo general los
hornos de este tipo constan de regeneradores de ladrillo a cada extremo y a un
nivel más bajo que el horno, los cuales son usados para precalentar el
aire.
4.5.3.
Hornos de fundición:
Cualquier proceso de producción de acero a partir del Arrabio consiste en
quemar el exceso de carbono y otras impurezas presentes en el hierro.
Una dificultad
para la fabricación del acero es su elevado punto de fusión, 1.400ºC
aproximadamente, que impide utilizar combustibles y hornos convencionales.
Para superar esta
dificultad, se han desarrollado 3 importantes tipos de hornos para el
refinamiento del Acero, en cada uno de estos procesos el oxígeno se combina con
las impurezas y el carbono en el metal fundido.
Cada uno de los
tres tipos de hornos, crisol, oxígeno básico y eléctrico, requiere diferentes
fuentes de energía y de materias primas. La clase de instalación se escoge, por
tanto, por razones económicas, la disponibilidad de materias primas o fuentes
energéticas.
5. MOLDES
El proceso de moldeo es un procedimiento de
fabricación de objetos metálicos basado en verter el metal fundido en la
cavidad de un molde, para obtener tras la solidificación y enfriamiento una
pieza que es reproducción de la cavidad del molde.
Características:
·
Puede utilizarse tanto para formas simples
como complejas
·
Reduce
o elimina los
costes de otros
procesos de fabricación,
como el mecanizado, deformación
plástica.
·
Rentable para bajos volúmenes de producción
·
Pueden utilizarse un gran número de aleaciones
·
Reducido número
de desperdicios generados en el
proceso, que en cualquier caso se vuelven a fundir.
El moldeo es una
técnica que consiste en calentar el material hasta su punto de fusión y, en ese
momento, verterlo en un molde con la forma de la pieza que se pretende obtener.
6. REFRACTARIOS
6.1.
Generalidades de los materiales refractarios
En las
operaciones de fundición, los materiales refractarios cumplen un papel
fundamental dentro del proceso, ya que tienen la función de mantener la
temperatura y otorgar estabilidad estructural al horno o convertidor. Una de
las dificultades que tiene la construcción del horno tipo basculante es el
cálculo del revestimiento refractario. Por esta razón la determinación del
espesor de ladrillo, manto cerámico y chapa de acero es relevante para
determinar el estado del equipo, que se requiere para planificar los trabajos
de mantención pertinentes y optimizar el proceso de fusión
Hoy en día los refractarios son materiales muy
importantes en cualquier lugar donde se requieren altas temperaturas, ya sea en
equipos tales como calderas, hornos de vidrio, cerámica, Hierro, cobre, acero,
etc. Además de proporcionar aislamiento térmico, los refractarios pueden
soportar abrasión e impactos, resistir polvos, humos, metales fundidos y
escorias, en tal extensión como sean las exigencias.
6.2.
Clasificación de los materiales refractarios
·
Refractarios ácidos
Son resistentes a
escorias del tipo ácidas, los básicos son resistentes a las escorias básicas y
los neutros son resistentes a ambas. De acuerdo a su composición química, se
tienen ladrillos de arcilla refractaria, de alta alúmina, de sílice, y básicos
de liga directa, convencional y química.
·
Refractarios básicos
Varios refractarios se
basan en el MgO (magnesia o periclasa) El MgO puro tiene un punto de fusión
alto, buena refractariedad buena resistencia al ataque por los entornos que a
menudo se encuentran en los procesos de fabricación de acero. Típicamente, los
refractarios básicos son más costosos que los refractarios ácidos.
·
Refractarios neutros
Normalmente incluyen la
cromatina y la magnesita, pueden ser utilizados para separar refractarios
ácidos de los básicos, impidiendo que uno ataque al otro.
·
Refractarios especiales
El carbono, el grafito,
es utilizado en muchas aplicaciones refractarias, particularmente cuando no hay
oxígeno fácilmente disponible. Estos materiales refractarios incluyen la
circonia (ZrO2), el circón (ZrO2.SiO2) y una diversidad de nitruros, carburos y
boruros.
·
Refractarios neutros
Normalmente incluyen la
cromatina y la magnesita, pueden ser utilizados para separar refractarios
ácidos de los básicos, impidiendo que uno ataque al otro.
·
Refractarios especiales
El carbono, el grafito,
es utilizado en muchas aplicaciones refractarias, particularmente cuando no hay
oxígeno fácilmente disponible. Estos materiales refractarios incluyen la circonia
(ZrO2), el circón (ZrO2.SiO2) y una diversidad de nitruros, carburos y boruros.
SECTOR
|
INSTALACIÓN
|
TEMPERATURA
PROCESO
(º C)
|
REFRACTARIOS
|
|||||
INDUSTRIA PETROQUIMICA
|
CRACKING
|
900-1200
|
Monolíticos, aislantes.
|
|||||
HORNOS
|
1650
|
Ladrillos: silimanita, mullita.
|
||||||
QUIMICA
|
HORNOS NEGRO DE HUMO
|
1600
|
Ladrillos: corindón aislantes
|
|||||
CARBON ACTIVO
|
1400
|
Monolíticos sin hierro
|
||||||
REACTORES
OBTENCIÓN FOSFORO
|
1550
|
Ladrillos
monolíticos de
carbono, sin hierro a base
de Al2O3 con Sic.
|
||||||
ACERIA
|
HORNOS DE COQUE
|
Ladrillos: silicioso
|
||||||
PREPARACIÓN
MATERIAS PRIMAS
|
900-1200
|
Silicoaluminoso monolíticos
|
||||||
HORNO ALTO
|
1700
|
Ladrillos carbono, semigrafito, SIC,
mulliticos silicoaluminosos alta calidad.
|
||||||
ESTUFAS
|
1800
|
Ladrillos: silicoaluminosos, sílice, magnesita
|
||||||
CUCHARAS TORPEDO
|
1500
|
Ladrillos, silimanita, silicoaluminosos alta calidad
|
||||||
CONVERTIDORES
|
1600-1700
|
Ladrillos básicos (magnesita, dolomia MgO-C)
|
||||||
CUCHARAS TRANSPORTE
ACERO
|
1600
|
Monoliticos y ladrillos siliceos, dolomia, bauxit
|
||||||
HORNO
TRATAMIENTO TERMICO
|
900-1100
|
Monolíticos, ladrillos,
mullita, corindón
|
||||||
FUNDICIÓN
|
CUPULA
|
1100-1400
|
Monoliticos: siliciosos, silicoaluminosos
|
|||||
HORNO INDUCCIÓN
|
1400
|
Monoliticos: siliceos,
|
||||||
METALES NO FERREOS
|
HORNOS DE FUSION
|
700-900
|
Carbono, aislante, monolitico.
|
|||||
ALUMINIO
|
HORNOS FUSION
|
900
|
Ladrillos: bauxitas, silicoaluminosos
alta calidad monolíticos
|
|||||
PLOMO
|
HORNOS CUBILOTE ROTETORIO
|
1100
|
Ladrillos:magnesiticos, cromo-magnesita
|
|||||
HORNOS DE
REFUSIÓN
|
330
|
Monolíticos
|
||||||
COBRE
|
HORNO CUBILOTE, CONVERTIDORES
|
1250
|
Refractarios silicoaluminosos
|
|||||
HORNO DE ARCO
|
1100
|
Monolíticos
|
||||||
HORNO DE
REFUSIÓN
|
||||||||
ZINC
|
HORNOS ROTATORIOS
|
1100
|
Ladrillos magnésico
|
|||||
CELDAS DE GALVANIZADO
|
420
|
Monolíticos
|
||||||
CEMENTO
|
HORNOS ROTATORIOS
|
800 - 1600
|
Ladrillos: silicoaluminosos, mullitico, magnesita, monolíticos,
sin hierro, resistentes a la abrasión.
|
|||||
PRECALENTADORES
|
800 - 1100
|
Monolíticos: resistentes a la abrasión.
|
||||||
CERAMICA
|
HORNO TUNEL
|
900 - 1800
|
Ladrillos:
silicoaluminosos, mulliticos, corindón, silíceos
|
|||||
HORNOS ARRASTRE
|
900 - 1800
|
Ladrillos: silicoaluminosos, mullitico, corindón.
|
||||||
HORNOS MULTICANAL
|
800 - 1100
|
Ladrillos:
silicoaluminosos, mulliticos, monolíticos.
|
||||||
PREPARACIÓN FRITAS
ESMALTES: Hornos rotatorios
cubilote
|
800 - 1800
|
Ladrillos:
silicoaluminosos, corindón, magnesita
|
||||||
VIDRIO Y FIBRAS
|
HORNOS RODILLOS
|
1400 - 1700
|
Piezas alta alúmina
|
|||||
HORNO FUSÓN
|
1650
|
Ladrillos siliceos: alúmina, circona electrofundida,
sillicioaluminosos.
|
||||||
ESMALTES Y FRITAS
|
HORNOS FUSIÓN
|
1550
|
Ladrillos: mulliticos,
sillimanita, monolíticos.
|
|||||
7. DEFINICIÓN
Y CONSTITUCIÓN DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS
Pueden existir diversas maneras de definir lo que
se entiende por un material refractario. Así, según la Real Academia de la Lengua
se define material refractario como aquel cuerpo que resiste la acción del
fuego sin cambiar de estado ni descomponerse. Por tanto, se considera como
material refractario a todo aquel compuesto o elemento que es capaz de
conservar sus propiedades físicas, químicas y mecánicas a elevada temperatura.
La norma española UNE (150 R836-68) define a los
materiales refractarios como a aquellos productos naturales o artificiales cuya
Refractariedad (Resistencia piroscópica o cono pirometrico equivalente) es
igual o superior a 1500 ºC. Es decir, resisten esas temperaturas sin fundir o
reblandecer. La resistencia piroscópica se determina según la norma UNE 61042 o
la ISO/R 528 o la DIN EN 993-12. A su vez, son materiales cerámicos no
metálicos.
Es importante precisar que la resistencia
piroscopica es una condición necesaria, pero no es suficiente para que una
material sea considerado como refractario, ya que además debe conservar a dichas temperaturas elevadas una resistencia
mecánica y/o una resistencia a la corrosión suficientes para el empleo a que se
destine. Una definición “ampliada”, que hace mención al hecho de que no es solo
la resistencia a la temperatura lo que se exige a un material refractario, es
la siguiente, Materiales capaces de
resistir temperaturas elevadas conservando al mismo tiempo buenas
propiedades operativas frente a las solicitaciones presentes en hornos y
reactores industriales.
SOLICITACIONES
|
||
TÉRMICAS
|
MECÁNICAS
|
QUÍMICAS
|
TEMPERATURAS ELEVADAS
|
COMPRESIÓN. FLEXIÓN Y TRACCIÓN
|
ESCORIAS
|
CAMBIOS BRUSCOS TEMPERATURA
(CHOQUE TERMICO)
|
VIBRACIÓN
|
PRODUCTOS FUNDIDOS
|
ABRASIÓN Y EROSIÓN, IMPACTO
|
GASES Y VAPORES
|
|
PRESIÓN
|
ÁCIDOS
|
|
Los refractarios son
fundamentalmente materiales capaces de resistir altas temperaturas sin
fundirse. Pero no solo eso, además deben poseer una resistencia mecánica
elevada a dichas temperaturas para poder resistir sin deformarse su propio peso
y el de los materiales que están en contacto sobre ellos.
Dependiendo de las
aplicaciones se les exigirán otras propiedades en mayor o menor grado, por
ejemplo, la estabilidad química frente a los metales fundidos, las escorias, el
vidrio fundido, los gases y vapores, etc. Y resistencia a los cambios bruscos
de temperatura (Choque térmico).
En su mayor parte los
materiales refractarios están constituidos por silicatos, óxidos, carburos,
nitruros, boruros, siliciuros, carbono, grafito, etc.
8. TIPOS
DE MATERIALES REFRACTARIOS
8.1.
Refractario de arcilla calcinada.
Estos materiales se
denominan también silicos aluminios por ser la Sílice y la Alúmina, los
constituyentes principales de ellos. Son los más utilizados, hay dos tipos
generales y cinco clases de ladrillo.
8.2.
Refractario de Sílice.
Están constituidos
fundamentalmente por Óxido de Silicio (SiO2). Se distinguen dos clases de
ladrillos calcinados.
8.3.
Refractarios Aislantes.
Están fabricados a base
de Sílice. Existen dos grandes divisiones en los cuales se agrupan los ladrillos
aislantes o sea los ladrillos aislantes quemados, o ladrillos aislantes
prensados.
8.4.
Refractarios de Tipos especiales.
Son refractarios que se
pueden obtener de fabricantes particulares, empleados para condiciones
específicas severas, son muy costosos. Entre otros tenemos: Caolín de alto
cocido, Carburos, Sulfuros, Boruros, Nitruros, entre otros.
8.5.
Especialidades refractarias.
Bajo esta denominación
se agrupan los refractarios no conformados. Empleados en la construcción de
revestimiento monolíticos, vaciado de pieza de gran tamaño, reparaciones y para
pegar ladrillos.
8.6.
Concretos refractarios.
Son mezclas de
materiales refractarios molidos con adecuada granulometría y aditivos ligantes.
8.7.
Morteros refractarios.
Utilizados para pegar
ladrillos entre si y rellenar las juntas entre ellos. El mortero refractario se
debe seleccionar cuidadosamente como el ladrillo en el cual va a ser usado y
debe ser compatible con la composición química del ladrillo.
9. QUEMADORES
El quemador es un
dispositivo que permite realizar la reacción de combustión de manera controlada
y regulable, asegurando un aporte adecuado de aire y combustible, de forma tal
que se pueda generar la potencia calorífica especificada.
9.1.
Características:
Potencia Térmica: Es la
cantidad de calor en Kcal/h o Btu/h que puede proporcionar un quemador. Su
valor es función del poder calorífico del gas (13).
Velocidad de
Propagación: Un buen diseño del quemador debe prever que la velocidad de
salidas del gas del quemador no sea significativamente mayor o menor a la
velocidad de propagación del gas, tal que no se genere desprendimiento o
retroceso de la llama (13).
9.2.
Clasificación
En general los
quemadores pueden ser clasificados de acuerdo a la forma de cómo se alimenta de
aire y se divide en dos categorías:
Alimentación Separada
de Aire / Gas: en este tipo de quemador los dos fluidos llegan de forma
separada y la mezcla se realiza en la cámara de combustión (13).
Mezcla Previa: En este
tipo de quemador los dos fluidos se mezclan parcial o totalmente antes de
llegar a la cámara de combustión
9.2.1.
Criterios de Selección:
A continuación se
muestra una tabla con algunos tipos de quemadores y aplicaciones especifica.
TIPO DE QUEMADOR
|
CARACTERISTCA
|
POTENCIAS TIPICAS
|
APLICACIONES ESPECIFICAS
|
De inducción
|
Quemadores pequeños,
|
Hasta 250 termias /
|
Usos domésticos y
|
(gas inductor)
|
presión normal 100 mm
|
horas.
|
comerciales. Tubos y
|
C.A. para grandes
|
paneles radiantes de
|
||
potencias necesitan gas a
|
baja temperatura.
|
||
presión superior y ocupan
|
Para hornos que
|
||
demasiado espacio.
|
necesitan gas a presión
|
||
Necesitan aire secundario.
|
mas elevada y doble
|
||
No apropiados para
|
inducción de aire.
|
||
hornos o recintos
|
Quemadores de tubo
|
||
cerrados.
|
sumergido.
|
||
De aire
|
Fácil y amplia regulación de la
|
Hasta 500 termias.
|
Antorchas, sopletes,
|
inductor
|
potencia manteniendo la
|
hornos que necesiten
|
|
relación de aire – gas.
|
una regulación rápida
|
||
Variación de caudal de 1:5.
|
de la
potencia
|
||
Mezcla de aire – gas
|
manteniendo constante
|
||
independiente de la
contra –
|
la relación de aire –
|
||
presión.
|
gas.
|
||
Mayor proporción de aire en
|
|||
la mezcla y menor proporción
|
|||
de aire
secundario..
|
|||
Con maquina mezcladora
|
Mezcla de aire –
gas rigurosamente constante en
|
Hasta 4000 termias / hora.
|
Quemadores intensivos,
|
(aspirando el gas y el aire a presión atmosférica)
|
cualquier proporción.
Variación de caudal de 1:20.
Mezcla a alta presión. Apropiado para recintos
cerrados y a presión.
|
quemadores jet, quemadores radiantes.
Aplicables en hornos de vidrio y combustión sumergida.
|
|
De llamas libres (alimentados en premezcla)
|
Llamas pegadas a los orificios de salida sin piezas refractaria estabilizadora.
Alimentación por cualquiera de los sistemas anteriores de mezcla.
|
Hasta 4000 termias / hora.
|
Quemadores antorcha,
quemadores de rampa, quemadores de corona, quemadores de pipa. Aplicable en calderas de calefacción y de agua caliente.
|
De premezcla con cono
refractario
|
Cono de
combustión estabilizador de llama.
Alimentación por cualquiera de los sistemas.
|
Hasta 4000 Termias / hora.
|
Hornos
industriales.
|
Monoblock
|
De llama de
difusión en régimen turbulento, derrame convergente de aire – gas, derrame giratorio y derrame paralelo.
Alimentación
separada de aire y gas a presiones bajas.
Admite grandes
excesos de aire, hasta 10 veces el teórico y grandes variaciones de caudal.
|
Hasta 10000 Termias /
hora.
|
Indicado para producir llamas cortas o largas, según sea el tipo de derrame.
|
Mixto
|
Caracterizado por
formar un bloque compacto, conteniendo el ventilador de aire y los dispositivos de encendido,
|
Hasta 25000 Termias / hora.
|
Hornos industriales, especialmente hornos martín, hornos de cemento, hornos de
|
detección de la
llama y regulación automática.
Caracterizado por funcionar simultáneamente o alternadamente con gas y combustible liquido.
Admite altas
variaciones de relación aire – gas y potencia.
|
vidrio,
hornos metalúrgicos y calderas
de vapor en centrales térmicas.
|
CONTINUACIÓN: Algunas generalidades de los
quemadores, como sus características, etc
Nota: 1 termia equivale a 1000 Kcal.
10.
TERMOCUPLAS
Este instrumento de
medición se utiliza para medir temperatura a través de la fuerza electromotriz
(fem) creada por una diferencia de temperatura que experimenta el instrumento.
Hay siete tipos de
termocuplas que tienen designaciones con letras elaborados por el Instrument
Society of American (ISA). El U.S. National Bureau of Standard (N.B:S), por su
parte, ha preparado tablas de correlación de temperatura – fem para estas
termocuplas, las que han sido publicadas por el American National Standard
Institute (ANSI) y el American Society for Testing and Materials (ASTM) (16).
Tipo B (Pt Rh 30% – Pt
Rh 6%): Resultan satisfactorias para uso continuo en atmósferas oxidantes o
inertes a temperatura hasta 1700° C. Su desventaja esta al trabajar en
atmósferas reductoras (hidrógeno o monóxido de carbono) y cuando se encuentran
presentes vapores metálicos (plomo o zinc) y no metálicos (arsénico, fósforo o
azufre) (16).
Tipo R (Pt Rh 13% –
Pt): Pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes
hasta 1400° C. No son estables como las tipo B en el vacío. Su ventaja con
respecto a la tipo B es su mayor salida de fem. no deben usarse en atmósferas
reductoras, ni tampoco en donde existan vapores metálicos a menos que se
protejan con tubos no metálicos, además nunca deben insertarse directamente en
un tubo metálico (16).
Tipo S (Pt Rh 10% –
Pt): Las termocuplas tipo S, al igual que las tipo R pueden ser utilizadas en
forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1480° C. Tienen las
mismas limitaciones que las termocuplas tipo B y Tipo R (16).
Tipo J (Fe – Cu Ni):
Resultan útiles para uso continuo en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes
y en vacío hasta 760° C. Su ventaja principal es su bajo costo. Sus
limitaciones son: que no pueden ser utilizadas en atmósferas sulfurosas por
encima de 540° C, por su fragilidad no se recomiendan utilizar a temperaturas
inferiores a 0° C y tampoco deben someterse a ciclos de temperaturas superiores
a 740° C ni por cortos tiempos (16).
Tipo K (Ni Cr – Ni):
Pueden utilizarse de manera continua en atmósferas oxidantes e inertes hasta
1260°C y constituyen el tipo más satisfactorio de termocuplas para uso en
atmósferas reductoras o sulfurosas o en vacío.
Tipo T (Cu – Cu Ni): es
satisfactoria para uso continuo en vacío y en atmósferas oxidantes, reductoras
e inertes. Sólo puede utilizarse hasta temperaturas de 370° C.
Tipo E (Ni Cu – Cu Ni):
Es la que posee mayor fem. de salida que todas las termocuplas estándar, su
intervalo de trabajo esta recomendado entre 200 y 980° C. Estas temocuplas trabajan
satisfactoriamente en atmósferas oxidantes e inertes. Son ideales para trabajar
en ambientes húmedos debido a su buena resistencia a la corrosión.
Tipo
|
Denominación
|
Composición y
símbolo
|
Rango de temperaturas
|
Diámetro del alambre apropiado
|
F.e.m. en
mV
|
B
|
Platino – Rodio
30% vs. Platino – Rodio 6%
|
Pt Rh 30% -
Pt Rh 6%
|
0….1500
|
0,35 y
0,5
mm
|
0....10,094
|
R
|
Platino – Rodio
13% vs. Platino
|
Pt Rh 13% -
Pt
|
0….1400
|
0,35 y
0,5
mm
|
0….16,035
|
S
|
Platino – Rodio
10% vs. Platino
|
Pt Rh 10% -
Pt
|
0….1300
|
0,35 y
0,5
mm
|
0….13,155
|
J
|
Hierro vs. constantán
|
Fe – Cu Ni
|
-200....700
-200....600
|
3 mm 1 mm
|
- 7,89....39,130
- 7,89....33,096
|
K
|
Níquel – cromo vs. Níquel (chromel vs. Alumel)
|
Cu Ni -
Ni
|
0....1000
0....900
|
3 ó 2
mm
1,38 mm
|
0....41,269
0....37,325
|
T
|
Cobre vs. Constantán
|
Cu - Cu
Ni
|
-200....700
|
0,5 mm
|
-5,60....14,86
|
E
|
Níquel – cromo vs. Constantán
|
Ni Cu - Cu Ni
|
-200....600
|
3 mm
|
-9,83....53,11
8,83....45,08
|
11.
CONSTRUCCIÓN DE UN HORNO O MUFLA PARA EL COLEGIO
IETIM
Este proyecto
está dirigido por el docente Marcelino Flores para el área de la especialidad
de metalistería del colegio IETIM, con el fin de aportarle este instrumento de
apoyo a la academia para las próximas generaciones.
El proceso de
construcción, se realizó de la siguiente manera:
a)
Buscar la carcasa metálica, necesaria para la
mufla de gas.
Para
ello se buscó una carcasa de un horno eléctrico, posteriormente se modificó y
alisto para cumplir con las especificaciones determinadas.
b)
Se consiguen la capa aislante.
Este
estará echa con ladrillos refractarios propios para dar una cubierta aislante
para que el calor no se disipe.
c) Construcción
interna de la Mufla
Luego de tener el
horno y los ladrillos refractarios nos disponemos a construir la cama de
quemado y la cámara de fusión dentro de la carcasa metálica dando lugar a las
entradas y salidas del gas.
d)
Instalación de la termocupla y de las conexiones
de gas.
Se
compra una termocupla, luego nos disponemos a instalarla, al igual que las
conexiones de gas.
12.
CONCLUSIONES
§
Reconocí todo sobre los hornos, sus tipos, como
lo son por ejemplo: los rotatorios, los reverberos y los de fundición. Sus
diferencias y composiciones.
§
Aprendí a construir un horno de fundición casero,
a saber todo lo que se necesita, todo el tipo de material y herramienta que se
requiere.
§
Conocí elementos y aprendí a saber su uso y
utilización sobre todo en un proyecto como este.
§
Se reconoció todos los elementos, todo sobre los
hornos, sobre los moldes, los refractarios, las termopilas, las conexiones de
gas, los gases requeridos para cada tipo de horno, el funcionamiento y
combustible para cada horno.
§ Aprendí
que cada horno tiene su propio combustible, es decir que cada uno funciona de diferente
manera, ya sea por medio de leña, carbón, combustible, gas, etc.
§ En
conclusión cada horno es diferente, funciona diferente y es para diferente
trabajo y utilización. Cada uno tiene su temperatura y combustible.
13.
BIBLIOGRAFÍA
§
Propuesta para el diseño y construcción de un
horno a gas para tratamientos térmicos en el área de mantenimiento de la
empresa de acero galvanizado p & m. Cortez Berroeta, Gustavo Orlando.
§
Diseño, cálculo y construcción de un horno de
fundición de aluminio tipo basculante y
sus moldes; Armando Enrique Soto Payares
§
metalurgia y materiales industriales; john e.
neely





el trabajo falta mucho de su aporte en el desarrollo de introducción, justificación, conclusiones, pero tiene buena bases de investigación en el marco teórico del proyecto pero no hay nada en el marco conceptual que es el desarrollo del trabajo de campo o en el taller
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