REGIONAL DISTRITO CAPITAL
CENTRO DE MATERIALES Y ENSAYOS
PROGRAMA DE FORMACION: TECNOLOGO EN PROCESOS DE MOLDEO Y FUNDICION
MODULO DE FORMACIÓN: FUSIÓN DE ALEACIONES FERROSAS
GUIA DE APRENDIZAJE
SITUACIÓN PROBLEMAusted ha sido contratado para diseñar un horno de cubilote para la fabricacion de hierro gris que produzca tres toneladas/hora, para lo cual debe establecer las partes, zonas y dimenciones con las cuales este se construirá. Para precentar los resultados de su diseño, en la grafica adjunta escriba los nombres de las partes del cubilote, zonas y dimenciones que recomendaría.
- Estas dimenciones estan basadas en calculos de acuerdo con formulas para diceñar cubilotes y para calcular sus cargas de coke, metal y piedra caliza.
peso koque= 80* Di
= 80* 70= 39.2 kg
peso caliza= 0.03* Pk
=0.03*39.2=
peso cahtarra= pk*12.5
=39.2*12.5=490
Di=raiz de P/60 =7 dm
P=Di2 * 60
P=2940kg/h
P= produccion horaria
DIMENCIONES:
Ht= H1+H2+H3+H4
H1= 0 06*70 cm = 4.2 m
H2= 0.04*70 cm = 2.8 m
H3= 16 cm
H4= 12 cm
3.1 Elabore un mapa comceptual sobre clacificacion y caracateristicas de las materias primas empleadas para la fabricacion de fundiciones
MATEIAS PRIMAS
- CHATARRA: Es el hierro y acero reciclados que se usan para la produccion y fabricacion de piezas nuevas y es utilizado en varios procesos de fundicion como en la colada continua.
CARBON COQUE: El coque metalúrgico el residuo sólido que se obtiene a partir de la destilación destructiva, o pirólisis, de determinados
carbones minerales, En la practica, para la fabricación del coque metalúrgico se utilizan mezclas complejas que pueden incluir más de 10 tipos diferentes de carbones minerales en distintas proporciones. El proceso de pirólisis mediante el cual se obtiene el coque se denomina coquización y consiste en un calentamiento (entre 1000 y 1200 ºC) en ausencia de oxígeno
SILICIO: Se utiliza en
aleaciones, en la preparación de las
siliconas, en la industria de la
cerámica técnica y, debido a que es un material
semiconductor muy abundante Como elemento de
aleación en fundiciones. Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones de silicio-acero. Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido añadiéndole pequeñas cantidades de silicio; el acero común contiene menos de un 0,03% de silicio. El acero de silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio, se usa para fabricar los núcleos de los transformadores eléctricos, pues la aleación presenta baja histéresis. Existe una aleación de acero, el durirón, que contiene un 15% de silicio y es dura, frágil y resistente a la corrosión; El silicio se utiliza también en las aleaciones de cobre, como el bronce y el latón.
FUNDENTES: Denominación para aditivos , por ej. Materiales cerámicos y minerales, para facilitar el fundimiento (Mezclas tienen puntos de fusion más bajos que sus componentes individuales y los que ayudan a la segregación de algunos componentes . Evitan la oxidación
3.2 Elabore un mentefacto donde precente las caracteristica, propiedades,tipos de fundiciones utilizadas industrialmente y las faces que pueden precentarse en ellas
COSTO DE MATERIALES
Bentonita$700 Kg.
Talco$1780 Kg.
Sílice 50--80$300 Kg.
Sílice 100--140$470 Kg.
Sílice 180--220$500 Kg.
Pastillas desgacificantes$575 c/u
- MATERIALES COSTOMOLDEO EN Co2
Co2$1950 Kg.Cilindro
Co2$54,383 m3
- MATERIALES COSTOMOLDEO EN RESINA
Resina$13,500 Kg.
Resina$20,000 Kg.
- MATERIALES FUNDICION COSTO
Aluminio$15,680 Kg.
Cobre$24,000 Kg.
Hierro chatarra$700 Kg.
Coke$558000 ton
Grafito$3950 Kg.
Gas industrial$550 m3
Zinc$21,400 Kg.
Estaño$67120 Kg.
Magnesio$21860 Kg.
GUIA DE REPARACION
a. Describa detalladamente como encontró el interior del horno antes de iniciar el proceso de reparación, no omita detalles relacionados con el estado de paredes, diámetro interior, ladrillos, entre otros.
R/El horno lo encontramos con un anillo de escoria alrededor del diámetro interior, encima del mismo una carga de carbón coke el cual estaba encendido y al momento de retirarlo nos dimos cuenta que los ladrillos se encontraban deteriorados y algunos se rompieron.
b. ¿Fue desigual, u homogéneo, el desgaste y deterioro de la superficie interior del horno? Analice cuales zonas del horno presentaban mayor desgaste, indique las razones que considera influyeron en esto.Rta: Fue desigual el deterioro de la superficie interior del horno, la zona que mas se desgasto fue la parte superior a las toberas y otra zona desgastada fue la puerta de encendido.
R/Fue desigual el deterioro de la superficie interior del horno, la zona que mas se desgasto fue la parte entre el crisol y la parte de las toberas, ya que en esta parte se encuentra el carbon que hace contacto con el aire, el cual se quema mas deprisa que el que esta por encima de las toveras y otra zona desgastada fue la puerta de encendido.
c. ¿Que aspecto (color, brillo, textura) presentaba la escoria si la había, adherida a las paredes del horno? Discuta con sus compañeros el significado de estas características de la escoria y haga las anotaciones pertinentes, comparándola con la que salio por la piquera del horno.
R/: El aspecto que presentaba la escoria era de un color gris fuerte no presentaba brillo y tenia una textura áspera.
d. Indique cuantos y que tipo de ladrillos refractarios se utilizaron en la reparación del horno.
R/ ladrillos refractarios de cuña vertical
e. Describa el tipo de mortero refractario utilizado.
R/ la repatracion del mortero se hace con ladrillo refractario, malsa, caolin y ventonita. se denomina mortero neolitico
f. Señale las dificultades presentadas durante el momento de la reparación del horno.
R/ Una de las dificultades presentadas a lo largo del proceso de reparación fue la escoria que quedo depositada en el horno, ya que se solidifico y fue muy difícil retirarla del mismo
3.6
TIPOS DE MODELOS
ModelosLa fundición en arena requiere un patrón o modelo al tamaño de la parte, ligeramente agrandado, tomando en cuenta la contracción y las tolerancias para el maquinado de la pieza final. Los materiales que se utilizan para hacer estos modelos, se incluye la madera, los plásticos y los metales. La madera es un material para los modelos, por la facilidad de trabajarla y darle forma. Sus desventajas son la tendencia a la torsión y al desgate por abrasión de la arena q se compacta a su alrededor, lo cual limita el numero de veces que puede usarse. Los modelos de metal son más costosos pero duran más. Los plásticos representan un término medio entre la madera y los metálicos.
Hay varios tipos de modelos. El más simple esta hecho de una pieza llamado
modelo solido, que tiene la misma forma de la fundición y los a justes en tamaño que tiene por la contracción y maquinado.
Los modelos divididos, consta de dos piezas, que separan a la pieza a lo largo de un plano, este coincide con el plano de separación del molde. Los modelos divididos son apropiados para partes de forma compleja y cantidades moderadas de producción.
Modelos de placa de acoplamiento o los modelos de doble placa, es un modelo con placa de acoplamiento, las dos piezas del modelo dividido se adhieren a los de una placa de madera o metal.
Los modelos con doble placa de acoplamiento son similares a los patrones con una placa, excepto que las mitades del patrón de dividido se pegan a placas separadas de manera que las secciones de la parte superior e inferior del molde se pueden fabricar independientemente.
B)
C)
a) Modelo solido; b) modelo dividido; c) placa de acoplamiento (placa modelo)
TIPOS DE MOLDEO
Moldes de arena en verde.
Es el método más común que consiste en la formación del molde con arena húmeda, usada en ambos procedimientos. La llamada arena verde es simplemente arena que no se ha curado, es decir, que no se ha endurecido por horneado. El color natural de la arena va desde el blanco hasta el canela claro, pero con el uso se va ennegreciendo. La arena no tiene suficiente resistencia para conservar su forma, por ello se mezcla con un aglutinante para darle resistencia; luego se agrega un poco de agua para que se adhiera. Esta arena se puede volver a emplear solo añadiendo una cantidad determinada de aglutinante cuando se considere necesario.
Moldes con capa seca. Dos métodos son generalmente usados en la preparación de moldes con capa seca. En uno la arena alrededor del modelo a una profundidad aproximada de 10 mm se mezcla con un compuesto de tal manera que se seca y se obtiene una superficie dura en el molde. El otro método es hacer el molde entero de arena verde y luego cubrir su superficie con un rociador de tal manera que se endurezca la arena cuando el calor es aplicado. Los rociadores usados para este propósito contienen aceite de linaza, agua de melaza, almidón gelatinizado y soluciones liquidas similares. En ambos métodos el molde debe secarse de dos maneras: por aire o por una antorcha para endurecer la superficie y eliminar el exceso de humedad.
Moldes con arena seca.
Estos moldes son hechos enteramente de arena común de moldeo mezclada con un material aditivo similar al que se emplea en el método anterior. Los moldes deben ser cocados totalmente antes de usarse, siendo las cajas de metal. Los moldes de arena seca mantienen esta forma cuando son vaciados y están libres de turbulencias de gas debidas a la humedad.
Moldes de arcilla.
Los moldes de arcilla se usan para trabajos grandes. Primero se construye el molde con ladrillo o grandes partes de hierro. Luego, todas estas partes se emplastecen con una capa de mortero de arcilla, la forma del molde se empieza a obtener con una terraja o esqueleto del modelo. Luego se permite que el molde se seque completamente de tal manera que pueda resistir la presión completa del metal vaciado. Estos moldes requieren de mucho tiempo para hacerse y su uso no es muy extenso.
Moldes furánico.El proceso es bueno para la fabricación de moldes usando modelos y corazones desechables. La arena seca de grano agudo se mezcla con ácido fosfórico el cual actúa como un acelerador. La resina furánica es agregada y se mezcla de forma continua el tiempo suficiente para distribuir la resina. El material de arena empieza a endurecerse casi de inmediato al aire, pero el tiempo demora lo suficiente para permitir el moldeo. El material usualmente se endurece de una a dos horas, tiempo suficiente para permitir alojar los corazones y que puedan ser removidos en el molde. En uso con modelos desechables la arena de resina furánica puede ser empleada como una pared o cáscara alrededor del modelo que estará soportado con arena de grano agudo o en verde o puede ser usada como el material completo del molde.
Moldes de CO2.
En este proceso la arena limpia se mezcla con silicato de sodio y es apisonada alrededor del modelo. Cuando el gas de CO2 es alimentado a presión en el molde, la arena mezclada se endurece. Piezas de fundición lisas y de forma intrincada se pueden obtener por este método, aunque el proceso fue desarrollado originalmente para la fabricación de corazones.
Moldes de metal. Los moldes de metal se usan principalmente en fundición en matriz de aleaciones de bajo punto de fusión. Las piezas de fundición se obtienen de formas exactas con una superficie fina, esto elimina mucho trabajo de maquinado.
Moldes especiales.Plástico, cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales usados en moldes para aplicaciones particulares.
TIPOS DE FUNDICIONESA REALIZAR
FUNDICION GRIS
La mayor parte del contenido de carbono en el hierro gris se da en forma de escamas o láminas de grafito, las cuales dan al hierro su color y sus propiedades deseables.
Clasificación de las láminas de grafito según la forma, tamaño y distribuciónEl hierro gris es fácil de maquinar, tiene alta capacidad de templado y buena fluidez para el colado, pero es quebradizo y de baja resistencia a la tracción.
Microestructura del hierro gris ( ferrita y perlita)
El hierro gris se utiliza bastante en aplicaciones como bases o pedestales para máquinas, herramientas, bastidores para maquinaria pesada, y bloques de cilindros para motores de vehículos, discos de frenos, herramientas agrícolas entre otras.
Clasificación de las fundiciones grises según la norma ASTM A48-41.
F: ferrita; P: perlita; G: grafito; B: bainita
FUNDICION NODULAR
La fundición nodular,dúctil o esferoidal se produce en hornos cubilotes, con la fusión de arrabio y chatarra mezclados con coque y piedra caliza. La mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido que sale del horno se inocula con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico, superficial, especial.
Este tipo de fundición se caracteriza por que en ella el grafito aparece en forma de esferas minúsculas y así la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar, esto da lugar a una resistencia a la tracción y tenacidad mayores que en la fundición gris ordinaria. La fundición nodular se diferencia de la fundición maleable en que normalmente se obtiene directamente en bruto de colada sin necesidad de tratamiento térmico posterior.
El contenido total de carbono de la fundición nodular es igual al de la fundición gris. Las partículas esferoidales de grafito se forman durante la solidificación debido a la presencia de pequeñas cantidades de magnesio o cerio, las cuales se adicionan al caldero antes de colar el metal a los moldes, la cantidad de ferrita presente en la matriz depende de la composición y de la velocidad de enfriamiento.
Microestructura de la fundición nodular ferrítico perlítica
Las fundiciones nodulares perlíticas presentan mayor resistencia pero menor ductilidad y maquinabilidad que las fundiciones nodulares ferríticas.
Clasificación de la fundición nodular teniendo en cuenta sus características mecánicas de acuerdo con la norma ASTM A-536.
Cada día se están sustituyendo muchos elementos de máquinas que tradicionalmente eran de fundición gris o acero por fundición nodular.
anexo2
LISTA DE CHEQUEO EQUIPOS Y ACCESORIOS PARA FABRICACION DE FUNDICIONES
observaciones generales__________________________________________________
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___________________________________________________________________
firma de quin diligencia la lista________________________
cudad y fecha:________________
Introducción 
