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Optimization of manufacturing process in smelters furnaces
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Optimización de procesos Optimización de procesos de manufactura en hornos de manufactura en hornos de fundiciónde fundición
Alexis Tejedor De León, PhDAlexis Tejedor De León, PhDwww.AlexisTejedor.orgwww.AlexisTejedor.org
2
FIM:FIM:Centro Regional de Centro Regional de VeraguasVeraguas
3
Julio - Septiembre 2003Julio - Septiembre 2003
Lic. en Tec. de Mecánica Lic. en Tec. de Mecánica Industrial: Metalurgia AplicadaIndustrial: Metalurgia Aplicada
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Procesos de fundiciónProcesos de fundición
Metal en estado líquidoMetal en estado líquidoMetal en estado líquidoMetal en estado líquido
Vaciado en molde con forma de Vaciado en molde con forma de la pieza deseadala pieza deseadaVaciado en molde con forma de Vaciado en molde con forma de la pieza deseadala pieza deseada
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Fundición en Panamá
Época pre-colombina
6Obtención de piezas de formas y Obtención de piezas de formas y tamaños variadostamaños variados
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Metal en fase líquidaMetal en fase líquida
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Vaciado en moldesVaciado en moldes
Caja inferiorCaja inferior
Caja superiorCaja superior
Vista superiorVista superior
Cajas de moldeo
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TiraderoTiraderoSección superiorSección superior
Línea de separaciónLínea de separación
TragaderoTragadero
Sección inferiorSección inferior
Tablero de soporteTablero de soporte
ModeloModelo
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Disposición de las cajas de moldeo
Preparación del metal de alimentación
Preparación del metal de alimentación
Confección de los moldesConfección de los moldes
Moldes terminadosMoldes terminados
Reparación y EquipoReparación y Equipo
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AntecedentesAntecedentes
Etapas anteriores del horno
Etapas anteriores del horno
Trabajo de graduación
Tec. de hojalatería
Tec. en programación
Horno activoHorno activo
Verificación del metalen fase liquida
Verificación del metalen fase liquida
Vaciado del metalVaciado del metal
Pieza fundidaPieza fundida
MediciónMedición
Acabado finalAcabado final
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OPTEX Thermo-Hunter 5140
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Laboratorio de fundición
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88 cm88 cm
Piedra
Hilo suelto 133 cm133 cm
Salida para el aceite filtrado
88 cm70 cm
100 cm100 cm
133 cm133 cm
Malla
Malla
Malla
56 cm 56 cm
Poliestireno
Cámara de lechos filtrantes para combustible reciclado
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Cámara de presurización del combustible filtrado49 cm49 cm49 cm49 cm
Entrada del aire
Entrada del aceite
Salida del aceite
Manómetro
27 cm27 cm 0.03 m3 de capacidad
Horno vasculante16
55cm
72cm
72cm
72cm
34cm
5cm
Salida de metal fundido
72 cm72 cm
55 cm55 cm
72 cm72 cm
11 cm11 cm
34 cm34 cm
5 cm5 cm
Horno vasculante17
Características
0.29 m3 del hogar de combustión
Ladrillos refractarios
Aislante térmico
Protección de cubierta metálica
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Horno vasculante
Compresor
Depósito de combustible filtrado
Filtro para aceiteHorno de fundición
Inyector
Palanca
Aceite
Aceite
Medidor
Salida
Entrada
Aceite
Depósito de combustible filtrado
bajo presión
Vista completa del sistema de fundición desarrollado
Filtro
Reservorio
Cámara
Compresor
Horno
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Estado inicial de equipos
20
Estado inicial de equipos
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Fase de reparación
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Accesorios
Compresor Campbell Hausfeld modelo KK380700 AV 9.8 E-2 m3 y 4.5 HP
Crisol 15 Kg Erie Tools Works, Hollands 15
Aceite residual
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Fase de encendido preliminar
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Ajuste de las presiones de inyección
Combustible: 3.45 E4 Pa (5 psi)
Aire: 6.9 E4 Pa (10 psi)
Cubierta superior abierta
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Medición de la temperatura
Cubierta superior cerrada
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Medición de parámetros
1422 °C Relación combustible: aire = 1:2
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Combustión completa
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Metales reciclados
Pistones de autos
Latas de bebidas
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Metal fundido
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Preparación de cajas
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Preparación de cajas
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Retirada del crisol
Remoción de escorias
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Vertido del metal en moldes
Molde cilíndrico
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Separación de cajas
Piezas fundidas
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Resultados:
Posibilidad de utilizar mezclas combustibles
Presión de inyección de combustible 2.4 E5 Pa (35 psi)
Temperatura en el hogar del horno 1422 °C
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Resultados:Fundición de metales reciclados: 50 minutos de operación
Consumo de combustible: 4 L*h-1
Fundición de arenas metalíferas: 2.5 h
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Resultados:Utilización de fundentes: reducir temperatura de fusión de la carga.
Fundentes oxidantes utilizados
Descarburización del crisol
C + 0.5 O2 = CO
CO + 0.5 O2 = CO2
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ConclusionesSe lograron optimizar las condiciones operacionales del horno
Se fundieron metales reciclados con consumo mínimo de material combustible reciclado
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Conclusiones
La utilización de fundentes oxidantes, produjo la rajadura del crisol
Se fundieron arenas metalíferas
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Recomendaciones
Fundición de arenas metalíferas: composiciones ternarias cercas al punto peritéctico
Evaluar parámetros en las escorias: acidez, viscosidad, estructuras internas
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