DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN HORNO PARA ELECTRODOS PARA EL TALLER HANGAR DE LA UNIVERSIDAD LOS...

7/31/2019 DISEO E IMPLEMENTACIN HORNO PARA ELECTRODOS PARA EL TALLER HANGAR DE LA UNIVERSIDAD LOS LIBERTA

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DISEO E IMPLEMENTACIN HORNO PARA ELECTRODOS PARA EL TALLERHANGAR DE LA UNIVERSIDAD LOS LIBERTADORES.

Presentado por:

Vernica Torres Velanda

Carlos Eduardo Crdenas Socha

David Martnez

Procesos de manufactura

FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES


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DISEO E IMPLEMENTACIN HORNO PARA ELECTRODOS PARA EL TALLERHANGAR DE LA UNIVERSIDAD LOS LIBERTADORES.

Presentado por:

Vernica Torres Velanda

Carlos Eduardo Crdenas Socha

David MartnezPresentado a: Prof. Oscar Prieto

Procesos de manufactura

FUNDACION UNIVERSITARIA LOS LIBERTADORES


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INTRODUCCION

Este proyecto se elaboro con el fin de poner en prctica todas las actividadesrealizadas dentro de las clases de procesos de manufactura al igual tambin parapoder demostrar todo lo aprendido

Con este proyecto se quiere mantener los electrodos secos ya que es obligatorioque estn en este estado para poder ser utilizados dentro de la soldadura

Este horno se encuentra ya ensamblado lo que se va a realizar son losrecubrimientos y todo el proceso de calefaccin para que este funcione de igualforma se va a pintar para que lo mantenga en buen estado


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1. OBJETIVO GENERAL

Lograr la adecuacin del horno de electrodos de la fundacin universitaria los

libertadores.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar los ajustes necesarios al horno para su funcionamiento dentro de launiversidad en el cual utilicemos toda la teora aprendida sobre la soldadura ysus procesos

Realizar el recubrimiento interno del horno de electrodos.

Lograr el recubrimiento externo del mismo con pintura al horno.

Instalar una bombilla interna de halgeno.


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3. JUSTIFICACION

Este proyecto se realiza con el fin aplicar los conocimientos realizados sobre elproceso de la soldadura enfocndonos en la solucin de una necesidad bsicacomo lo el poder utilizar los electrodos dentro de los procesos ya que se tienendentro de la universidad hacer uso de ellos

All podremos visualizar todas las formas de realizar procesos de soldadura aplicartodo lo aprendido dentro del laboratorio experimentar prueba y error sobre laexperiencia de implementar y proponer este prototipo como solucin a esta

necesidad de la humedad de los electrodos


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4. MARCO TEORICO

Entendemos por hornos industriales los equipos o dispositivos utilizados en la

industria, en los que se calientan 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:

Fundir.

Ablandar para una operacin de conformacin 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.

La energa calorfica requerida para el calentamiento puede proceder de:

Gases calientes producidos en la combustin de combustibles slidos,

lquidos o gaseosos que calientan las piezas por contacto directo entre ambos o

indirectamente a travs de tubos radiantes o intercambiadores en general.

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. A los hornos industriales que se calientan por este medio se

denominan hornos de resistencias.


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TIPOS DE HORNOS

En este apartado nombrare esencialmente los hornos de fusin de metales aunque

existen otros tipos de hornos utilizados en la industria.

CUBILOTES: Los 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 denominadaspies de sostn del cubilote.

HORNOS DE REVERBERO: Los hornos de reverbero se utilizan para la fundicin

de piezas de grandes dimensiones, tanto de metales frreos como de metales no

frreos, como cobre latn, bronce y aluminio.

HORNOS ROTATIVOS: Los hornos rotativos estn formados por una envoltura

cilndrica de acero, de eje sensiblemente horizontal, que termina con dos troncos de

cono, uno en cada extremo. En uno de los extremos est situado el quemador y en

el otro la salida de los gases quemados, que generalmente pasan por un sistema de

recuperacin de calor para precalentar el aire de soplado antes de ser evacuados

por la chimenea. Todo el interior del horno est revestido con un material refractario.

El combustible puede ser gasoil o carbn pulverizado.

HORNOS DE CRISOLES: Los crisoles so recipientes de arcilla mezclada con grafito

y otras substancias, provistos de tapa para cierre hermtico, que una vez cargados

y cerrados se caldean en los denominados hornos de crisoles, utilizando como

combustible carbn o, ms modernamente, gasoil.

HORNOS ELCTRICOS: Los hornos elctricos tienen grandes ventajas para la

fusin de los metales, siendo las ms destacadas las siguientes:


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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 lmites 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.

Los tipos fundamentales de hornos elctricos son los que a continuacin se indican.

Hornos elctricos de arco

Los hornos elctricos de arco estn formados por una cuba de chapa de acero

revestida de material refractario, provista de electrodos de grafito o de carbn

amorfo. Los electrodos de carbn amorfo se forman en el mismo horno, llenando las

camisas que llevan los portaelectrodos de una mezcla formada por antracita, cok

metalrgico, cok de petrleo y grafito amasados con alquitrn.

Se emplean tres sistemas para producir el arco:

El arco no pasa por el bao, sino que salta entre los electrodos (horno

Stassano). Este es el tipo ms antiguo y apenas se emplea. El nico horno deeste tipo que aun se utiliza es el basculante, cuyo balanceo reparte

perfectamente el calor acumulado por el refractario, ya que toda la superficie de

este es baada por el caldo al oscilar el horno. Estos hornos son monofsicos.

Su capacidad oscila entre 25 y 250 kg., y se emplean para fundir hierro y

metales no frreos, como cobre, latones e incluso nquel. El tiempo de la


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operacin dura de 30 a 60 minutos. En los hornos ms modernos el balanceo es

producido automticamente por un motor, al que conmutadores de fin de carrera

invierten en sentido de su marcha y producen el balanceo caracterstico.

El arco se cierra entre los electrodos y el bao, a travs del cual pasa corriente

(horno girod). Estos hornos tienen el inconveniente de que la solera debe ser

conductora, generalmente construida con ladrillo de magnesita, y resulta frgil,

por lo que han cado en desuso.

El arco salta entre los electrodos por intermedio del bao (Horno Heroult). Son

los hornos ms empleados, y aunque se construyen monofsicos, generalmente

son trifsicos. Con los tres electrodos verticales dispuestos en los vrtices de un

tringulo equiltero. La cuba es cilindrica, revestida con un material cido o

bsico, que reposa sobre ladrillos slico-aluminosos ordinarios. La bveda esta

revestida de ladrillos de slice, que resisten temperaturas de hasta 1600C, y es

desplazable para facilitar la carga.

El cierre de estos hornos es hermtico, logrando la estanqueidad de los orificios de

paso, por medio de cilindros refrigerados por camisas de agua, que prolongan

adems la vida de los electrodos.

Los hornos modernos trabajan a tensiones comprendidas entre los 125 y 500

voltios, obtenindose dentro de cada tensin la regulacin de la intensidad y, por

tanto, de la potencia del horno, por el alejamiento o acercamiento de los electrodos

al bao, lo que se realiza automticamente.

Casi todos los hornos de este tipo son basculantes para facilitar la colada. Los ms

modernos llevan un sistema de agitacin electromagntica del bao por medio de

una bobina montada bajo la solera del horno.


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Los hornos elctricos de arco se emplean para la fusin de acero, fundicin de

hierro, latones, bronces, aleaciones de nquel, etc.

Hornos elctricos de induccin

En 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


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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 mas la

necesidad de instalar condensadores para mejorar el factor de potencia que es

muy bajo. Por todo esto no se emplean, generalmente, mas que para fundir

metales preciosos, nquel y aleaciones de nquel, aceros inoxidables y en

experiencias de laboratorio.

Hornos electrnicos . En los 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

(frecuencias de radio). Estos hornos tambin denominados de perdidas

dielctricas, se emplean para aplicaciones para las que sus cualidades

especificas los hagan muy superiores, desde el punto de vista tcnico, a los

dems hornos, compensando as el mayor coste de la fusin.

Hornos elctricos de resistencia

En los hornos elctricos de resistencia, el calor est producido por el efecto Joule al

circular una corriente elctrica por una resistencia. Se fabrican dos clases de hornos

de este tipo para fusin de metales, que son los siguientes:

Hornos elctricos de crisol. Estos hornos estn formados por un crisol rodeado

por cintas o varillas de aleaciones de nquel-cromo de alta resistividad que se

calienta fuertemente al circular por ellas la corriente elctrica. Estos hornos slo

se emplean para fundir aleaciones de bajo punto de fusin, como las de

soldadura, tipos de imprenta, aleaciones antifriccin para cojinetes y aleaciones

de aluminio.


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Hornos elctricos de reverbero . Se construyen actualmente dos clases de

hornos, de resistencia metlica y de resistencia de grafito. En los hornos

elctricos de resistencia metlica, se produce el calor al circular la corriente

elctrica por resistencias de aleacin niquel-cromo de gran seccin, alojadas en

la bveda del horno. Estos hornos se utilizan exclusivamente para aleaciones

cuya temperatura de fusin sea inferior a 1000C. Los hornos elctricos de

resistencia de grafito, estn formados por una envuelta cilindrica, por cuyo eje

horizontal, pasa una barra de grafito, que se calienta al circular por ella la

corriente elctrica. Estos hornos son oscilantes, lo que permite baar con el

metal liquido todo el revestimiento refractario y aprovechar as, directamente, el

calor acumulado por este. Los hornos de resistencia de grafito se emplean para

la fusin de fundiciones especiales y aleaciones de cobre a temperaturas que

pueden llegar hasta los 1350C.

CONTROLES DE FUNCIONAMIENTO

El cuadro de control y maniobra contiene los elementos necesarios para programar

y mantener una temperatura cualquiera. La regulacin de temperatura se realiza

mediante un pirmetro.

La electrificacin se ha previsto a 230 V II fases. Todo el circuito elctrico est

debidamente protegido con conductores ampliamente dimensionados.

AISLAMIENTO

El aislamiento se realiza mediante fibras minerales de baja masa trmica y gran

poder calorfugo, cuidadosamente dispuestas en estratos a fin de reducir las

prdidas de calor.

El perfecto aislamiento conseguido permite un ambiente fresco de trabajo.


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CALENTAMIENTO

Las resistencias elctricas estn colocadas en los laterales del horno e incorporadasa una masa de hormign refractario especial que permite una gran uniformidad en la

temperatura y las protege de la agresin de los posibles gases desprendidos por la

carga y resguarda as mismo a las paredes del horno de golpes y rozadura durante

la carga y descarga, lo que garantiza una larga vida.


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5. MARCO TECNICO

5.1 PROCEDIMIENTO CONSTRUCCIN

Al horno se le hizo la instalacin de aislante trmico en fibrocemento con unespesor de 12 milmetros en todas sus caras.

Se instalaron cuatro resistencias las cuales alcanzan una temperaturamxima de 300C

Se adiciono una mesa porta electrodos desarmable

Para el control de la temperatura se instalo un pirmetro con su termocupla.

IMPORTANTE EL HORNO NECESITA UNA CONEXIN BIFASICA DOS A110 V Y UN NEUTRO.

Fotografia 1


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Fotografia 2

Fotografia 3


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110 V NEUTRO

REGLETA DE CORRIENTE

+ +

+ +

+

+

+ + +

+ + +

110

V

110

V

NEUTR

O

1L1 3L2 5L3

13

CONTACTOR

2T1 4T2 6T3

14

Resistencia

1

Resistencia

2

Resistencia

3

Resistencia

4

A2A1

A1 A2

TERMOCUPLA

10 1

9 2

8 3

7 4

6 5

PIROMETRO

22

0

ACR

A

INTERRUPT

OR

Figura 4 PLANO ELECTRICO DEL HORNO PARA

CONECCIN BIFASICA


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6 CONCLUSIONES

En conclusin la soldadura es un proceso que se debe manejar con mucho cuidado

pero es muy til para todos los procesos en los que se maneja

El horno que se implemento es un elemento indispensable para el proceso de la

soldadura ya que mantiene los electrodos secos para ser utilizados dentro del

proceso de la soldadura con este horno se cubre una necesidad bsica e

indispensable que nos ayuda a utilizar los materiales de los cuales la universidad

nos provee pero cosas como estas nos retienen todos los procesos que se puedan

realizar con esta herramienta por ello se decidi arreglar este horno ya que es un

elemento fundamental para la universidad y para todas aquellas personas que

hacen uso de este instrumento


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7 RECOMENDACIONES

Este horno se debe mantener en un lugar fresco y libre de humedad

Debe tener cerca una toma corriente en perfecto estado ya que debe estar

conectado todo el tiempo bifsica ya que no se puede dejar en otra toma

Al igual el lugar donde sea ubicado no debe ser muy transitado ya que no debe

tener movimientos ya que este debe mantiene caliente al interior

Por su peso debe mantenerse en un lugar donde no haga estorbo para el paso


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BIBLIOGRAFIA

J. ASTIGARRAGA. Hornos industrialesde resistencia. Ed. MC Graw Hill

H. ARIAS, J.M. LASHERAS. Tecnologa mecnica. Ed. Donostiarra

GRAFICAS

Fotografia 1 pirmetro con su termocuplaFotografia 2 mesa porta electrodos desarmable

Fotografia 3 resistencias las cuales alcanzan una temperatura mxima de

300C

Figura 4 plano elctrico del horno para horno bifasico

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