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http://slidepdf.com/reader/full/7024pdf 1/146

CIB

I ll

*D-7384*

ESCUELA SUPERIOR

POLITECNICA

DELLITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

XARACTER IZAC

I O N D E L O S A C E R O S

PRODUC I DOS EN CONVERT1 DOR LD"

TESIS D E GR AD 0

P r e v i a a l a o b t e n c i d n de1 T i t u l o Je:

.

INGENIERO MECANICO

P r e s e n t a d a p o r :

HENRYLAGUI RRE REYES

GUAYAQUIL - ECUADOR

1, 986

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A G R A D E C I M I E N T O

A l a Escuel a Superi or Pol i tgcni ca

de1 Li toral .

Al Ing. Ignacio Wi esner F. , Di re5

tor de Tesi s, e Ing.Homer0 Ort i z

A l ,

por su i napreci abl e ayuda y

di recci dn prestada para l a real i -

zaci 6n de1 presente trabaj o.

A 10s compaf i eros de1 Laboratori o

de Metal urgi a por su val i osa col a

boraci dn durante el desarrol l o de

este trabaj o.

Al Consej o Nati onal de Uni versi da

des y Escuel as Pol i tGcni cas (CNUEF)

y al Banco Nati onal de Fomento,

por l a f i nanci aci en de1 proyecto

de i nvesti gaci en ESPOL-CICYT, P.I.

340.03.

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DEDICATORIA

A MIS PADRES

A MIS HERMANOS

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Facul tad de I ngeni eri a Mecdni ca

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DECLARACI ON EXPRESA

' La responsabi l i dad por 10s hechos, i deas

ydoct r i nas expuestos en esta tesi s, me

corresponden excl usi vamente; y, el pat ri -

moni o i nt el ectual de l a mi sma; a l a ESCUE-

LA SUPERI OR POLI TECNI CA DEL LI TORAL".

(Regl amento deExdmenes

y Ti tul osprof esi o

nal es de l a ESPOL).

HENRY AGUI RRE REYES

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En l a presente tesi s se l l eva a cabo el estudi o de1 ace-

ro mol deado produci do medi ante el proceso Dupl ex (horn0

de cubi l ot e- conver t i dor - LD) .

Esta i nvesti gaci dn estd ori entada al estudi o de l as , pro-

pi edades requeri das en 10s aceros para su uso i ndustri al .

En l a parte experi mental se ha real i zado l a. producci On y

control de1 materi alsegi rn

l as especi f i caci ones de compo

si ci dn qui mi ca y propi edades mecdni cas, a f i n de que 6s-

te pueda ser uti l i zado en apl i caci ones de di versa

i ndo-

l e .

Los aceros obteni dos a parti r de l a experi enci a 20 han

cumpl i do con l as normas ASTM A27-77 l as mi smas que han

servi do coma patrones deaceptaci dn

tanto de1 materi al

coma de1 proceso. Ademds coma apl i caci on se real i ze l a

f abri cati on de l as partes fundi das consti tuti vas de1 cuer

po de una bomba centri fuga. (Apendi ce B) .

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INDICE

G E N E R A L

DESARROLLO DE TECNOLOGI A APROPI ADA PARA ACERO MOLDE

DO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 1Andl i si s

de mercado de acero mol deado . . . . . . . .

1. 1. 1 La demanda actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 1. 2 La of erta actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 1. 2. 1 La producci h nati onal

. . . . . . .

1. 1. 2. 2 Las i mportaci ones . . . . . . . . . . . .

1. 1. 3 Las posi bi l i dades de i ncr ement0 de l a

producci 6n.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 2 El desarrol l o de tecnol ogi a apropi ada . . . . . . . .

1. 2. 1 Conveni o CNUEP-ESPOL- BNF . . . . . . . . . . . . . .

1. 2. 2 La i nt roducci h de un nuevo metodo deproducci h.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 2. 3 Prototi po de proyectos i ndustri al es . . .

1. 3 Fabr i caci h de acero mol deado por el proceso LD

1. 3. 1 Materi as pri mas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Pi g. .

VI

VII

IX

XII

XIV

15

18

18

18

19

28

28

29

29

31

32

35

39

41

7/23/2019 7024.pdf


V I I I

1. 3. 2 Comparaci h tecnol dgi ca entre procesos

de fabri caci dn de acero mol deado. , . . . . .

1. 3. 3 Sel ecci h de1 proceso

. . . . . . . . . . . . . . . .

1. 3. 4 Materi al es que se pueden produci r en el

convert i dor LD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 3. 5 Apl i caci ones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 3. 6 Normas de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 3. 7 Propi edades mecdni cas y caracteri sti cas

tecnol 6gi cas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

II*

CAPITULO

,,,,,,,,,11,,1,11111111111)1111(11(11(11,,

TRABAJ O EXPERI MENTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 1 Pl an general de trabaj o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 2 Toma de muestras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 2. 1 Col ado de probetas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 2. 2 Confecci dn de probetas

. . . . . . . . . . . . . . . .

2. 2. 3 Tratami entothmco

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 3 Control de cal i dad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 3. 1 An6l i si s qui mi co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 3, 2 Ensayo de t racci 6n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2. 3. 3 Ensayo de dureza . . . . . . . . . f . . . . . . . . . . . .

2. 3. 4 Andl i si s metal ogrdf i co . . . . . . . . . . . . . . . .

I I I , t i PI t i L0

111111, 1111, , , , , 1111) 111) 1111)1111111111*~

DISCUSION DE RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CONCLUSIONES Y REC@ ‘ E ‘lDACIONES : :: o 1111

126

APENDI CES 111,11,,1,,,,1,1111,,,‘,,,,,,,.,‘,,,*~,,‘~~*~~~~

129

BIBLIOGRAFIA

1111,,111,,,,0,1,,,,,,,,,,,‘,,,,,,,,‘,~~~~~~~

145

PZg.

43

47

50

52

52

58, -. .

193'

93

93

97

98

101

101

104

104

106

I 08

109

i i 8

i i 8

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INDICE D E FI GURAS

N

1. Demanda y grado de compl ej i dad de l as pi ezas

de acero mol deado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2: Li mi tes de dureza de1 ext reme templ ado para

tres grados de acero fundi do. . . . . . . . . . . . . .

Pdg.

26

52

3. Efecto de1 conteni do de carbon0 sobre l as pro

pi edades mec%ni cas de1 acero fundi do de baj o

carbono, recoci do. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73


pi edades mecdni cas de 10s aceros f undi dos de

medi o carbono. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5 . Di stri buci dn de propi edades,mecsni cas y con-

teni dos de carbon0 y manganeso para aceros

fundi dos de baj o y medi o carbono. . . . . . . . . . 82

6. Decreci mi ento en propi edades con el i ncremen

to en masa de aceros f undi dos de medi o carbo

no. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85


pi edades mecdni cas de1 acero fundi do de al to

carbono, recoci do compl ete.

. . . . . . . . . . . . . . . 87.

8. Di str i buci en de l as propi edades mecdni cas y

conteni dos de car bon0 y al eaci 6n para f undi -

ci ones de acero al eadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

9. Cubi l ote de 35 mm. de di 6metr o i nteri or con

antecri sol de 400 Kg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

10. Converti dor de 400 Kg. con l anza ref ri gerada

por agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

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7/23/2019 7024.pdf


XI

N”. Pbg.

peri enci as 23 y 24. Como fundi cbn, A) Reco-

ci do y 6) krmal i zado. . . , . . . . . . . . . . ' . . . . . . . . 117

50/ Fundi ci 6n de partes de una bomba centri fuga.

142

54. 143

144

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I NDI CE DE TABLAS

N”

I .

I I .

I I I .

IV.

V.

VI.

V I I .

V I I I

IX.

X.

XI.

X I I .

Pi ezas f undi das de acero demanda i denti f i ca-

da, cl asi f i cada en base de l a f ami l i a me' ta-

1Grgi ca y de grado de compl ej i dad en tres

dress econdmi cas de1 Ecuador. . . . . . . . . . . . . .

Pi ezas f undi das de acero. Tamai i o de pi ezas

fundi ci as de acero en base de l a f ami l i a met&

l i r rgi ca y de grado de compl ej i dad. . . . . . . . .

Resumen de l a demanda de acero mol deado en

tres regi ones pri nci pal es. . . . . . . . . . . . . . . . .

Sumari o de requeri mi entos especi f i cos para

aceros mol deados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Requeri mi entos para aceros f undi dos para paL

tes que soportan pres' i bn. . . . . ' . . . . . . . . . . . . .

Composi ci 6n qui mi ca de1 acero obteni do . . . .

, Resul tados de10s

ensayos de tracci Gn . . . . . .

Dureza Bri ne11 de1 acero obteni do . . . . . . . . .

Di agncsti co de l a demanda de pi ezas fundi das

en el Ecuador. Cl asi f i caci 6n metal crgi ca,

di ti e si onamento y grado de compl ej i dad. . . .

Esquema. de caracteri sti cas de metal es fundi -

dos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Norma estadouni dense ASTM A- 216- 68. Acero

mol deado al carbon0 sol dabl e por fusi 6n para

servi ci o. a al ta temperatura.

. . . . . . . . . . . . . .

Norma. estadouni dense ASTM A- 148- 65. Aceromol

deado de al ta resi stenci a. . . , . . . . . . . . . . . . . .

Pdg.

23

24

26

54

56

105

107

110

131

132

134

135

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XIII

Pbg.

XIII. Norma Br i tdni ca B. S. 592-1957. Acero mol -

deado al carbon0 para uses gen. eral es: . . . . 136

XIV. Norma Bri tdni ca B. S. 1504-101-1958. Acero

mol deado al carbono.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

xv.

Norma Francesa NF-A32- 051. Acero mol deado 138

XVI. Norma EspaRol a UNE- 36252. Acero mol deado

no al eado para usos general es. . . . . . . . . . . . 139

XVI I . Norma Al emana DI N 1681. Acero mol deado no

al eado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

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I UBO LOG I A

Al

ASTM

BHN (HB)

BNF

. c

C

cm

GNUEP

Al umi ni o

Ameri can Soci ety for Test i ng Materi al s

Dureza Bri ne11

Banco Nati onal de Foment0

Carbon0

Grades centi grados

Cent i metros

C6ncej o Nati onal de Uni versi . dadesy Escuel as

Pol i t6cni cas.

Cr . Cromo

Fe,

HRC

Kg

Mi n

LD 1

M

MPa

N

Ni

P

Hi erro

Dureza Rockwel l C

Ki l ogramos.

Mi nutos

Li nz- Donawi ts

Manganeso

Mega Pascal

Newtons

Ni quel

F6sforo

S Azuf re

S i Si l i ci o

tans. Tonel adas

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INTRODU I ON

La si derurgi a como rama de l a i ngeni eri a se concentra en :

l a f abri cat i on de al eaci ones f errosas, esto es, fundi ci o

nes y aceros. En l a actual i dad l a product i on si deri rrgi -

ca nat i onal se ubi ca pri nci - pal mente en l a fabri caci dn de

l as fundi ci ones de hi erro, real i zada en pequehos tal l eres

medi ante pract i cas artesanal es.

En cuant o al acero, l a i rni ca producci 6n nat i onal provi ene

de una pl ant a l ocal que process chatarra de acero medi an

te un horno el C ctr i co de arco y col ada conti nua para pro

duci r pal anqui l l a de vari os grados, uti l i zada. para fabri

car vari l l as de const ruct i on y al ambrbn.

La demanda nat i onal de fundi ci ones de hi erro y aceros ez

tructural es estd cubi erta por producci dn nat i onal en ape-

nas un 5% y l a demanda que exi ste para acero mol deado, en

cambi q no encuentra oferta nat i onal y cabe anotar que es-

ta ha si do esti mada para el aho 1987 en unas 2326 t onel a-

das.

Por l o anteri ormente di cho, se apreci a cl aramente l a am.

pl i tud de1 mercado nat i onal para esta acti vi dad y consi de

rando que el Ecuador ha veni do si endo consumi dor de tecno

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17

do para l a desul furaci 6n de 10s arrabi os de cubi l ote y/ o

fabri caci dn de hi erro nodul ar ( i nocul aci 6n de magnesi o),

mej orando notabl emente el ni vel tecnol 6gi co de l a produc

ci 6n coma de l as i nstal aci ones.

Una vez aceptado el m6todo de product i on de acero mol dea

do y l l egado al punto que en el pai s exi sten 10s medi os

suf i ci entes para que se pueda real i zar su apl i caci dn a

ni vel de l as fundi ci ones 1- ocal es, se ha dado un pri mer pa

so para el desarrol l o de este sec, tor.

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J

20

Metodol dgi camente, se

i ni ci ard el estudi o de

una demanda engl obando a todas l as i ndustri as

por sectores econ6mcos de l a pr ' oducci bn de1

pai s cl asi f i cadas de acuerdo a l a fami l i a me

tal i r rgi ca,

al grado de compl ej i dad y a sus

propi edades mec6ni cas.

Aconti nuaci 6n

sedescri ben

10s

cri teri os

pa

ra l a determnaci 6n de1

gradd de compl ej i dad

de l as pi ezas f undi das f errosas en general ,

tomando en cuenta10s

di $erentes

factores que

i nt ervi enen en l afabri caci dn de una pi eza, y

segi rn l a i nf l uenci a de gstos, se eval uars el

grado de compl ej i dad.

CRI TERI OS PARA LA DETERMI NACI ON DEL GRAD0

DE COMPLEJ I DAD DE . PI EZAS FUNDI DAS FERROSAS:

1. TamaRo y canti dad

Tamai i o ( en kg. )

P = 0. 5- 5Kg. (Peso pequef i o)

m = 5 - 500 Kg. (Peso

medi ano)

9

=

m8s de 500 Kg. (Peso grande)

Canti dad (en uni dades)

SP

= seri es pequei i as l - 500

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J

21

SM = seri es medi anas 500 - 5. 000

SG = seri es grandes mds de 5. 000

A conti nuaci onreagrupa' de acuerdo a l a

di f i cul tad presentada por el peso y l a

canti dad en 10s procesos de f abri cat i on

de pi ezas correspondi endo al menos com

pl i cado el nt i mero 1.

GRUPO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .

CODIGO SPp SPm SMp SMm SPg SMg SGp SGm SGp

2. Compl ej i dad de mol deo

1 = mi ni m0 (pi ezaspl anas

si n ori f i ci o)

2 = regul ar (pi ezas con cavi dades forma

das por.machos) .

3 =

m i xi ma ( pi ezas con cavi dades f orma

das por composi t i on de machos) .

3. Compl ej i dad metal t i r gi ca

1 = baj a (hi erro gri s y aceros al carbo

no).

2 =

medi ana (aceros y fundi ci ones de ba

j a al eaci bn) .

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3 z

dl ta (aceros y fundi ci ones de al ta

al eaci i i n) .

4. Compl ej i dad de1 di mensi onami ent o ( exacti -

tud.

1 mi ni ma (presi ci 6n en mm. )

2- 1

= regul ar (presi ci bn en 10 mm. )

3 = mdxi ma (presi ci 6n en 10-2

mm. )

5. Compl ej i dad de1 ni vel de control de cal i -

dad.

1

2 =

3 =

control de cal i dad basi c0 necesari o

cal i dad certi f i cada necesari a

control de cal i dad muy exi gente

6. Grado de maqui nado de l a pi eza

1

‘= gr ueso v

2 = r egul ar W

3 = f i n0

En el ApGndi ce A se expone una tabl a de1 di al

ndsti co de l a demanda de pi ezas de acero f un-

di do en el Ecuador, ' con su cl asi f i caci en meta

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PIEZAS FUNDIDAS DE ACERO

DEMANDA

IDENTIFICADA, CLASIFICADA EN BASE q:)LA FAMILIA METALURGICA Y DE GRAD0 DECOMPLE

JIDAD EN TRES AREAS ECONOMICAS DEL ECUADOR l

T ACERO AL CARBON0 (AC) T ACERO ALEADO

GRAD0 DE Coy?.

PLEaIDIIlD

1

2

3

4

TOTAL

TOTAL

--

4C.l

413.0

133.0

58ti.l

73%Q U I T O

--

29.0

301.5

97.1

427.6

24%GUAYAQUIL

C A

-- --

9.9 1.2

99.1. 12.4

31.9 4.0

140.9I

17.6

TOTAL

--

--

737.0

237.0

974.0

AA

3 %CUENCA

73% 24%QUITO ,GUAYAQUIL

- 7 --

-- --

538.0 176.9

173.0 56.9

711.0 233.8

-L

mm

2 2 . 1

7.1

29.2

\

1 QUITO : 2 GUAYAQUIL : 3 CUENCA :

AC = 427.6

iii

= 140.9 AC = 17.6AA = 711.0 = 233.8 AA = 29.2

N

w

,

TOTAL = 1138.6 TOTAL = 374.7 TOTAL = 46.8

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24J

TABLA4 I

PIEZAS FUNDIDAS DE ACERO

TAMANO DE PIEZAS FUNDIDAS DE ACERO EN B S E D E L A F A M I L I A

METALURGICA Y DE GRAD0 DE COMPLEJIDAD UP

,

GRAD0

COM META-L

DEMANDA

'LEJIDAD. FUNDIDO IDENTIFI( Ton. 1

1 - - - -

TOTAL "1 261. 0

PROMEDi O

TAMAGO DE PIEZAS FUNDIDAS

I

I IINIMA

I

MAXIMA PROMEDIOKg Kg. Kg.

em

1.0 1 120.0 74.0

0.7 400.0 1 83.0

1.0 500.0 52.0

8.0 18.0 13.0

0.7 350.0 87.0

2.3I

278.0I

62.0

Ac

= Acero al carbon0

AA . =. Acero al eado

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l i r rgi ca, di mensi ones y grado de compl ej i

dad; tambi en se muestra otra tabl a con

l as caracteri sti cas de 10s aceros fundi -

dos (Tabl as I X y X) .

La~~bI as- I y~I ~~- ~~r~n~ l a demanda i denti f i -

cada y el tamaf i o de l as pi ezas fundi das

de acero en base a l a f ami l i a metal i r rgi -

ca y al grado de compl ej i dad. Cabe aco-

tar que: a) coma en este trabaj o sol o

se trata con pi ezas de acero mol deado el

grado de compl ej i dad serd si empre supe-

ri or a 1, esto se debe a que l a compl ej ;

dad metal 6rgi ca si empre ti ende a ser al -

ta o a l o sumo medi ana; b) se ha agrupado

l a demanda en base a tres dreas econdm-

cas Qui to, Guayaqui l y Cuenca por consi -

derar que poseen tanto l a mayor produc-

ci 6n corn0 consume.

La demanda exi stente

en l as dem s ci udades de1 pai s no se to- .

ma en cuenta por ser mi ni ma y en todo ca

so sus proveedores se encuentran en una

de l ac ci udades antes menci onadas.

En l a Tabl a III se muestra un resumen de

l a demanda totai

i denti f i cada de l as pi e

zas de acero mol deado.

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TABLA N III

RESUMEN DE LA DEMANDA DE ACERO MOLDEADO EN TRES REGI ONES

- PRI NCI PALES,

I FAMI LI A I DEMANDA I DENTI FI CADA DE ACEROMOLDEADO (Ton. )

METALURGI CAQUI TO GUAYAQUI L CUENCA TOTAL

Acero al carbon0

( AC) 427. 6 140. 9 17. 6 586. 1

Acero al eado

(AA) 711. 0 233. 8 29. 2 974. 0

T O T A L . 113??. 6 374. 7 46. 8 156a-1

I f

A conti nuaci 6n se presenta grdf i camente l a

demanda de 10s grupos metal t i r gi cos en base

al ni vel de compl ej i dad.

2000

1000

0 1 2 3 4

GRAD0 DE COMPLEJ I DAD

.FIGURA

; ? I

DEMANDA Y GRAD0 DE COMPLEJ I DASP

E

1LAS PI EZAS DE ACERO. MOLDEADO ,

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De acuerdo a 10s estudi os y andl i si s de l a

demanda anteri ores, el requeri mi ento de ace

ro mol deado en el a f i o 1987 seri a el si gui en-

te:

- Acero, a1

carbon0 : 586 Ton.

- Acero al eado

:

974 Ton.

Debe tomarse en consi derat i on que10s

val o-

res anteri ores han si do obteni dos de un estu-

di o real i zado pri nci pal mente en Qui to, si n

tomar en cuenta l as caracteri sti cas de l as

i ndust ri as de gran magni tud que exi sten en

l a zona de Guayaqui l , para que estos datos

Sean mds aj ustados a l a real i dad se supone

una demanda en Guayaqui l i gual a l a demanda

enQui to.

Para tener una i dea de l a necesi -

dad de i ncrementar l a demanda en el l i toral ,

se menci ona que l as i ndustri as de cement0 de1

l i toral t i enen una i mportati on anual de 100

Ton. / aRo de materi al es especi al es; por otro

l ado estdn l as ref i ner l ' a5 l as cual es tampoco

han si do mnsi deradas en tal estudi o.

De este modo, l os val ores aj ustados de l a de-

manda de acero mol deado son 10s si gui entes:

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28’

- Acero al carbon0 : 873 Ton.

- Acero al eado : 1451 Ton.

1.1.2 La of er t a act ual . -

Necesari o se hate para

todo proyecto de estu

di o l a of erta de1 producto, en este case se

anal i zard l as f uentes de abasteci mi ento de1

acero

mol deado.

1.1.2.1 La producti on naci onal . -

No exi ste i nformati on nati onal de

ni nguna i ndol e que i ndi que produc-

ci 6n . de este materi al ; l as fuentes

proveedoras deberi an ser l asfundi -

ci ones, pero se ha vi si tado l as i ns

tal aci ones mds i mportantes y se ha

constatado que no exi ste producci bn,

a excepci dn de una fundi ci dn en l a'

a.

ci udad de Cuenca de l a cual set i e-

ne conoci mi ento que posee en sus

i nstal aci ones un horno el ectr i c0 de

arco y su producci 6n es muy espord-

di ca ya que su product i on normal es

hi erro gri s, por l o tanto, no es de,

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Y

30

nal es, ya que est6 condi ci onado a pagar por

l a tecnol ogi a de f undi ci on preci os que van

desde US$7. 00 hasta US$27. 00 por ki l ogram0

de metal ,

l c cual si gni f i ca en ni rmeros redon

dos:

Ton. US2000 j @y- x US$l 7. 00 Kg x

1000 Kg

Ton = us$34' 000. 000

es deci r : 3. 400' 000. 000 sucres/ aho

Al anal i zar l as posi bi l ' i dades para el i ncre-

mento de l a product i on, nos centramos bdsi-

camente en dos puntos, l os cual es j usti f i can

pl enamente l a i nstal aci on de pl antas para l a

producci dn de acero mol deado:

a) Se ha demostrado que exi ste una demanda

i nsat i sfecha, por ende es f acti bl e l a i ns-

tal aci dn de pl antas nuevas o l a i mpl anta-

ci 6n de equi pos adi ci onal es a l as fundi ci z

nes ya exi stentes, de tal manera que se

aj ustena l a si tuaci dn actual + uti l i zando

l a tecnol ogi a que mej or se pueda adaptar

a nuest ro medi o.

b) La tecnol ogi a desarrol l ada en l a ESPOL, ba-

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ro y agro- i ndustri al que propi ci en mej ora-

.

mi entos substanci al es en l a ef i ci enci a de1

trabaj o de1 hombre ecuatori ano y el conoci -

mento de l a probl emati ca soci o- economi ca

baj o l acual

se desenvuel ven l asl abores,

buscando tecnol ogi as adecuadas para benef i -

ci onati onal . En tal vi rtud, el BNF ha mot. 1

vado una cooperaci 6n con l a ESPOLpara

con-

cretar conveni os cuya consecuci on benef i ci a

-

ri a a di ferentes sectores product i vosde1

pai s.

En base a10s

consi derandos anotados, l aac-

ci dn conj unta de1 BNF y l a ESPOL pretende

1. 0s

si : gui j entes obj eti vos:

a) Prestar asi steti ci a tecni ca a 10s sectores

Agr i col a, Pesquero y Agro- I ndustri al en

l asareas

de i nf l uenci a de l a ESPOL enba

se a l a opti ni zaci 6n de 10s recursos con- '

que cuenten Gstos, asi corn0 para l a mej or

uti l i zati on de 10s cr6di tos concedi dos por

el BNF.

b) Fomentar l a ensehanza a ni vel de i ngeni e-

ri a y tecnol ogi a, y l acapaci tat i on

de pe

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pequef i os i ndustri al es y artesanos en estas

6reas.

c) Establ ecer una i nterrel aci 6n raci onal i zada

de recursos entre el BNF y l a ESPOL que

propenda a l a sol uci dn de probl emas deri va

dos de usos de tecnol ogi as en aras de1 de-

sarrol l o nati onal .

Como resul tado de todo esto, l a ESPOL, a trav6s

de l a Facul tad de I ngeni eri a MecZni ca, el abor6

el Proyecto “ASISTENCIA AL SECTOR AGRICOLA,

PESQUERO Y AGRO-INDUS.TRIAL”, el cual es pre-

sentado al CNUEP y es aprobado; actual mente

se estd desarrol l ando con el aporte de1 BNF,

CNUEP y l a ESPOL. La ej ecuci dn de1 proyecto

estd a xargo de l a ESPOL que a su vez contri

buye con personal docente, estudi antado, ma-

qui nari a y equi pos de l aboratori o, el BNF y

CNUEP a m8s de real i zar aportaci 6n econemca,

supert i i gi l an el desarrol l o normal de 10s pro-

yectos medi ante l a eval uaci 6n de i nformes de

avar i ces l ogrados.

Dentro de este conveni o, se encuentra en f a-

se de desarrol l o y estd por concl ui r el pro-

yecto "DESARROLLO DE TECNOLOGIA APROPIADA Pi

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RA LA CONSTRUCCI ON DE BOMBAS CENTRI FUGAS, HE

LICES PROPULSORAS PARA BARCOS PESQUEROS Y HE

RRAMI ENTAS MANUALES DE ACERO MOLDEADO". Baj o

este proyecto se ha real i zado el presente tra-

baj o.

1.2.2 La i ntroducti on de un nuevo m6todo de produc-

ci 6n. -

Consi derando que el Ecuador ha veni do si endo

un consumi dor de tecnol ogi as fordneas de pro-

cesos y de materi al es, y dadas l as ci r cunstan-

ci as econdmi cas en que actual mente nos desen-

vol vemos, en 10s sectores product i vos se debe

propender a l a' i mpl antaci 6n de tgcni cas apro-

pi adas para l a producci dn de herrami entas,

equi pos y partes de maqui nari as que susti tu-

yan l as i mportaci ones y que se. adapten ef i caz-

mente a l a i di osi ncraci a y l i mi taci ones de

trabaj o de1 consumi dor.

Como al ternati va en el presente trabaj o se

pl antea

l a i ntroducti on de un m6todo de pro-

ducci on de acero mol deado benef i ci ando de es-

ta forma a 10s di ferentes -sectores producti -

vos de1 pai s.

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METODOS DE PRODUCCION :

General mente 10s aceros se obti enen a parti r

de arrabi os bl ancos denomi nados arrabi os de

af i no. Est os ar rabi os cont i enen si empre mds

de1 2. 5% de carbon0 y coma 10s aceros ordi ng

ri os conti enen menos de1 1. 4% de carbono, l a

obtenci on de un acero consi ste pues esenci al

mente en l a el i mnati on de gran parte de su

carbono. Esta el i ni naci dn se real i za por

una oxi daci bn, en l a que el carbon0 se trans-

f orma en dxi do de carbon0 y en gas carbdni co.

La acci dn de1 oxi geno no se ej erce i r ni camen-

, . te sobre el carbono; tambi 6n al gunos consti -

tuyentes de arrabi o: manganeso, fbsforo, si -

l i c i o y azuf re se' oxi dan o se el i mi nan por

compl ete o quedando trazas de el l os consi de-

radas coma i mpurezas ya que afectan a l as pro

pi edades mecdni cas de1 acero produci do.

Fi nal mente, tambi 6n el hi erro se oxi da par-

ci al mente, pero esta oxi daci dn es i ndeseabl e

ya que se reduce el rendi mi ento de l a opera-

ci on, adembs l a presenci a de 6xi do de hi erro

en un acero di smi nuye sus propi edades mecdni

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37

cas, por l o que l uego de estas oxi daci ones

i ni ci al es se hate necesari o una reducti on de1

6xi do

de hi errof ormado. En el transcurso de

este peri od0 dereducti on

sepodrb

el i mi nar

el azuf re, cuyo conteni do no ha vari adoprdc-

t i camente durante el transcurso de l a oxi da-

ci bn.

El conj unto de estas dos f ases oxi daci on- re-

ducci on consti tuyen el af i node1

arrabi o. Si

l apri mera

es absol , utamente necesari a para

el i mi nar el carbono, deJ a

segunda depende l a

cal i dadde1

acero obteni do.

Fundados en l i neas general es en l a marcha tee

r i c a

expuesta para el af i node1

arrabi o, se

empl ean actual mente cuatro procedi mi entos

pri nci pal es para l a f abri caci 6n de1 acero,

que di f i eren esenci al mente en el oxi dante em

pl eado para

l a el i mnati on de l as i mpurezas'

y en l a temperatura de l a operati on.

( 5)

De cada uno de10s

cuatro procedi mi entos, hay

dos vari antes: si se parte de arrabi osfosfo-

roses' es necesari o el i mi nar el f osforo usando

cal , 10 que exi ge que el revesti mi enho de el

horno sea de l a mi sma natural eza qui mi ca que

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J

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l a cal , es deci r bZsi co, si no se qui ere que

sea corroi do. Si se parte de arrabi os poco

f osforosos el revesti mi ento de1 ' horn0 puede

ser i ci do.

Los cuatro procedi mi entos mds uti l i zados pa-

ra l a f abri caci dn de acero y sus vari antes

son 10s si gui entes:

1. Af i no por ai re

a) Converti dor Bessemer (6ci do)

b) Converti dor Thomas (bdsi co)

2.

3.

4.

Af i no por el oxi geno

a) Oxi convert i dores

Af i no en sol era

a) Hornos Si emens- Marti n (con revesti mec

to dci do) .

b) Hornos Si emens- Marti n (con revest i m en-

to bdsi co) .

Af i no en hornosel gctr i cos

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a) Con revest i mi ento dci do

b) Con revest i mi ento b6si co

De 10s metodes de producci 6n de acero se se-

l ecci onard el m6s apropi ado para nuestro me-

di o, anal i zando 10s di f eren‘ tes par6metros re-

l aci onados con el proceso, de tal manera que

se pueda l ograr una adaptaci hn ef i caz a l as

l i mi taci ones de nuestro medi o.

1. 2. 3 Prototi po de pr , oyectos i ndustri al es. -

Actual mente se eStd desarrol l ando un trabaj o

d, e tesi s de. grado, que consi ste en el di sef i o

de una pl anta ' prototi po para fusi Bn de meta-

l es f errosos, este trabaj o tambi 6n se encueE

tra dentro de1 marco de1 conveni o CNUEP-ESPOL-

BNF; con este trabaj o se espera al canzar mej o

res ni vel es' tecnol 6gi cos, versati l i dad en l a

producci dn de metal es f errosos y baj os costoi

de i nstal aci 6n.

Esta pl anta prototi po se estd di sef i ando para

una capaci dad de producci 6n de 200 tonel adas

por aR0, y t i ene en consi deraci 6n todo el pro

ceso de fundi ci Gn, desgl osando l as di f erentes

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etapas tal es coma:

f abri caci 6n de model os,

preparati on de arenas de mol deo, mol deo, ma-

cheri a, fusi on, col ado, desmol deo, desbarba-

do, maqui nado, i nspecci dn y control de cal i -

dad.

Esta pl anta estd di sef i ada para l a product i on

de pi ezas mscel aneas y pequehas seri es, se-

l ecci onando segi rn sea el case uno u otro pro-

cedi mi ento.

La etapa rel aci onada con nuestro trabaj o es

l a fusi on, en l a que se observa un mej oramen

to en l as posi bi l i dades de l a producci dn de

al eaci ones ferrosas, dando aporte a l a pro-

ducci 6n de materi al es con mej ores caracteri s

ti cas tecnol ogi cas. Se puede al canzar este

obj et i vo real i zando ci ertas adecuaci ones en

el equi p0 de fusi on, l ogrando entonces produ

ci r 10s si gui entes materi al es: hi erro gri s,

hi erro mal eabl e, hi erro nodul ar, fundi ci ones

al eadas; aceros fundi dos ordi nari os, aceros

fundi dos de baj a al eaci bn.

Di cho i ncrement0

de equi p0 consi ste en l a i nstal aci on de un

oxi converti dor para‘ l a uti l i zati on de arra-

bi o de cubi l ote y produci r acero mol deado .

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nes compl etamente automati cas.

3. La carga queda por compl ete . ' l i bre de con-

tami naci dn de1 gas combust i bl e.

4. Puede control arse perfectamente l a atm6sf e

ra en contact0 con l a masa fundi da, haci en

-

dol a oxi dante o reductora a vol untad, e i n-

cl uso en al gi rn t i po de horno puede operar-

se en vaci o.

5. Ti ene mayor durati on 10s revest i mi entos

que en 10s demds ti pos de hornos.

6. Se i nstal an en espaci o reduci do

7. Su operaci dn se real i za con mayor hi gi ene

que con 10s otros t i pos de hornos.

Ademds 10s hornos el Gctr i cos de i nducti on pre

sentan al gunas ventaj as adi ci onal es sobre 10s

hornos ' el &ctr i cos de arco.

1. Ausenci a compl eta de carburaci on

2. , Rgi t aci on el ectrodi namca de1 baho

3. Rapi dez de fusi on

4. Faci l i dad y comodi dad de operaci 6n

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Con respect0 a 10s hornos de hogar abi erto el

pri nci pi o de 10s procedi mi entos al oxi geno

(oxi converti dores) es anal og0 a 10s procedi -

mi entos Bessemer y Thomas, l as reacci ones son

l as mi smas, exi sti endo dos di ferenci as funda- .

mental es:

a) El empl eo excl usi ve de oxi geno, por consi -

gui ente ausenci a de ni trogeno; y,

b) Sopl ado en l a superf i ci e de1 baRo por me-

di o de una l anza metdl i ca ref ri gerada por

agua,

' a di ferenci a de 10s converti dores

Bessemer y Thomas que l ohacen

por el fondo

de1 cri sol .

Actual mente, ya no se f abri ca acero en conver

t i dores Bessemer y Thomas, pero si n embargo

ti enen su i nteres hi stori co. ya que en base a

el l os se pudo desarrol l ar el uso de 10s oxi - '

converti dores - para ' rproduci r aceros de me-.

j or cal i dad.

Con respect0 a 10s hornos. Si emens?Marti n, l as

reacci ones que se p. roducen en el converti dor

al oxi geno son i denti cas; l a di ferenci a pri n-

ci pal entre 10s dos procesos es l a vel oci dad

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- El proceso LB seri a una el ecti on acertada

en. l as zonas donde el conteni do en fdsforo

de1 hi erro sea l o mds baj o posi bl e.

- En el converti dor basi c0 al oxi geno hay una

emul si on de escori a, metal y gas, en l a que

i nf f ni i l dad de goti tas de' metal conteni endo

carbon0 reacci onan con 10s 6xi dos de l a es-

cor i a. En esta emul si on de escori a con me-

tal que exi ste durante l a mayor parte de1

per i ' odo de af - i ' no, l a superf i ci e de metal y

de l a escori a es de1 or. den de 0. 6 a 0. 8 m2/

Kg.

de arrabfo l i qui d0 cargado. En un con-

verti dor de 200 tonel adas, el area de metal

y escori a di sponi bl e para l a reacci dn es de

14. 000 m2. Esto expl i ca l a razdn de que

una col ada de acero se pueda af i nar en sol o

25 mi n. en un oxi converti dor, l o que en el

horno Marti n- Si emens demorari a de 6 a 12 ho

ras. S)

- La ef i ci enci a termca de1 proceso es de 70

a 75% en vez de1 55% que corresponde al

Bessemer bi si co.

Esto abarca tambi en l o

referente al consumo de ref ractari o que es

i menor y sobre todo en l o que respecta al

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fondo de1 reci pi ente que no es i ntercambi a-

bl e por el mni m0 desgaste que soporta. ( * I

Desdee. l

punto de vi sta de l as propi edades

obteni das en el acero se destaca l as si gui en-

tes ventaj as:

a) El acero LD, presenta menos s egr egac i o-

nes que un acero Marti n- ' Si emens deandl o

-

ga composi t i on.

( 2)

b) La ampl i tud respect0 a l adeformati on

en

Ll T CA f r i ode1

acero LD es excel ente, si endo

superi or al acero Marti . n- Si emens, para

l a fabri caci 6n de hoj al ata y al ambre. (10)

c) El acero LD es i gual mente superi or al

Marti n- Si emens en l o que respecta a l a

f ractura

f ragi l .

@

d) El acero LD' t i ene un excel ente rendi m el l ;

to metal i co puede ser de1 orden de ( 5)

90%.

e) El costo de af i no es mucho mds baj ode1

50 a 60%de1

Mart i n- Si emens ( 5)

.

f ) El costo medi o def abri cat i on

de1

acero

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50

LD es un, 55% de1 que corresponde al pro-

ceso Marti n. (Herbert Trenkl er y H. P.

Hauttman).

Fi nal mente, se ci tari l as tres ventaj as que

son l as que deci den total mente l a sel ecci dn

de1

proceso

L D :

1. Baj ocosto

i ni t i al

2. Es posi bl e construi r l ocal mente

3. Sutamaho

puede ser tan pequeho coma

para

tratar 100 Kg. y tan grande coma para

tra

tar 200 tonel adas,

1. 3. 4 Materi al es que se pueden produci r en el con-

verti dorLD. -

Los aceros fundi dos pueden ser hechos si mi l ar

mente a cual qui era de 10s t i pos de acero al

carbon0 o al eados produci dos para forj a. Ta-

l es f undi ci ones son produci das por vaci ado

de1 acero fundi do de di f erente composi t i on

dentro de un mol de cuya conf i gurati on

tomara

el metal sol i di f i cado. El materi alde1

mol de

puede ser arena de si l i ce, de zi rconi o, de

cromi ta, deol i vi na

, graf i to, metal o cerdm

ca. El cambi o de1 materi al de1 mol de depende

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de1 tamai i o, di f i cul tad, - exact i tud di mensi onal

de l a fundi ci on o de1 costo.

Ai m cuando el

tamaho produci bl e, acabado superf i ci al y exac

t i tud di mensi onal vari an grari demente con el

t i po de mol de, l as propi edades de1 acero f un-

di do no son afectadas si gni f i cati vamente. Va-

ri os t i pos de aceros f undi dos y aceros f orj a-

dos de equi val ente composi t i on qui mi ca respon

den si mi l armente a 10s tratami entos termcos,

teni endo l a mi sma sol dabi l i dad, y si mi l ares

propi edades f i si cas y mecani cas. Los aceros

fundi dos no exhi ben 10s efectos de di recci ona-

bi l i dad de l as propi edades- que es ti pi ca de

10s aceros f orj ados.

Los aceros f undi dos se cl asi f i can en cuatro

grupos general es de acuerdo a su conteni do de

carbon0 oel errentos

de al eaci on.

Tres de estos

grupos corresponden a 10s aceros f undi dos al

carbon0 y estos son: a) Aceros fundi dos de'

baj o, , carbono,

con el porcentaj e de carbon0 me

nor que O. Z% b) Aceros f undi dos de medi o cay

bono con el porcentaj e de carbon0 entre 0. 2 y

0. 5X, y c) Aceros f undi dos de al to carbono,

con el conteni do de carbon0 mayor a 0. 5%. El

cuarto grupo corresponde a 10s aceros fundi -

.

dos de baj a al eaci dn y su conteni do total de

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al eaci on estd l i mtado hasta el 8%.

Ademds de estos cuatro grupos, exi ste un qui n

to en el que se encuentran 10s aceros fundi - .

dos especi al es o al eados, 10s cual es poseen

di ferentes caracteri sti cas segi rn sea su uso

dest i nado, entre el l os tenemos: aceros fundi -

dos resi stentes al cal or, aceros f undi dos i no

xi dabl es, aceros fundi dos austeni t i cos al man

ganeso.

1.3..5 Apl i caci ones. -

La apl i caci on de 10s aceros f undi dos es suma-

mente extensa, l a pri nci pal apl i caci dn es l a

constructi on de partes de , mdqui nas y equi pos.

En l a parte correspondi ente a propi edades me-

- cdni cas y caracteri sti cas tecnol ogi cas se de-

tal l a 1a. s apl i caci ones para 10s di sti ntos gra-

dos de aceros f undi dos, y en el Apendi ce A,

se l i s ta una gran vari edad de aceros f undi dos

con su correspondi ente composi t i on qui mi ca co

mo. su apl i caci on.

1. 3. 6 Normas de control . -

Los aceros fundi dos son usual mente produci dos

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y HC especi f i cando requeri mi entos de templ a-

bi l i dad. La Fi gura 2 i ndi ca 10s puntos mnt

mos y mdxi mos requeri dos en val ares de dure-

za para estos aceros, l as curvas de templ abi

l i . dad. son determi nadas por l a vel oci dad de

enf ri ami ento medi ante el ensayo J OMI NY.

Otras especi f i caci ones requi eren un mi ni m0

de dureza en uno o dos puntos menos en l a

pi eza templ ada. En general l a templ abi l i dad

es especi f i cada para asegurar en 10s espeso-

res requeri dos un predetermi nado grado de

transf ormaci dn desde austeni ta a martensi ta

durante el templ e, esto es i mportante en paL

tes crTti cas que requi eren tenaci dad y una

6pti ma resi stenci a a l a f ati ga.

Entre l a mayori a de 10s aceros com j nmente se

l ecci onados tenemos 10s si gui entes grados:

a) acero f undi do al carbon0 de medi o esfuer-

zo,

corresponde a l a norma ASTM A27- 73 6 SA, E

003O, y, b) aceros fundi dos de al to esfuerzo,

f recuentemente al eados y tratados termcamen

te, a estos corresponde l a norma ASTM A148-

73 6 SAE 105.

Parti cul armente cuando el cl i ente real i zari

tratami ento term+co,

una f undi ci 6n puede ser

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ordenada especi f i cando equi val entes anormas

ASTM 6 SAE observando un conteni do el evado

de si l i ci o. En otras f undi ci ones de acero

no sedb

especi f i caci ones de si l i ci o, pero

permte al fundi dor l a uti l i zaci 6n de combi -

naci ones de si l i ci o y manganeso que son nece

sar, i as segt i n l a f orma de l a f undi ci bn. El

conteni do de si l i ci o es f recuentementemds

al to en l as f undi ci ones de acero que en un

acero l ami nado de l a mi sma composi ci 6n nomi -

nal . El si l i ci o sobre el 0. 8% es consi dera-

do coma adi ci 6n de al eaci 6n ya que contri bu-

ye si gni f i cati vamen@e. a l a resi stenci a al tern

pl e. (6)

1. 3. 7 Propi edadesmec6ni cas

y caracteri sti castec-

nol egi cas. -

Los aceros ferri t i cos Sean estos f undi dos,

f or j ados, l ami nados o sol dados comparadoscon

un n, i vel dado dedureza,

templ abi l i dad, es-

fuerzo de f l uenci a, esf uerzo de tensi dn; son

vi rtual mentei dGi : ti cos,

si n consi derar elcon-

teni do de al eaci dn. Consecuentemente, cuando

exi sten cri teri o. sde control para propi edades

de tensi Gn y f l uenci a el di sef i o puede i nter-

cambi ar entre acero l am n' ados, f orj ados o fun-

di dos.

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59

Fig.Z:Limites de dureza de1 extremo templado para

tres grados de acero fundido (6)

60 II I

2h

I I I Grado HA( W

0

30

I I I

200 12 16 20 24 28 32

Di st ancia dcsdc el

cxtremo templado, 1.6 mm

60

200 66

0 1212 ,6

6 2020 2121 2828 32

32Distancia desde et l xtremo templado,l.b mmDistancia

dcsde

et l xtremo templado,l.b mm

12 16 20

24 20 32

Pistancia desde l l cr.tremo templado,l,6mm

E l c o n t e n i d o nf llinal d e carbon0 d e e s t o s aceros e s @,~CI*/~C.

M a n g a n e s o y otros elementos aleantes s o n ahodidos seq s e

rcquiera producir f u n d i c i o n e s q u c c u m p l o n c o n estcs l ites.

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60

DUCTILIDAD :

La ducti l i dad de 10s aceros f undi dos es apro

xi madamente l a mi sma que l a de 10s aceros f or .

-

j ados con l a mi sma dureza. Las propi edades

l ongi tudi nal es de 10s aceros f orj ados o l am

nados son al go mayores que 10s aceros fundi -

dos o sol dados. Si n embargoi l as propi edades

transversal es son menores por una canti dad

que depende de l a canti dad de trabaj ado.

Cuando l as condi ci ones de servi ci o i nvol ucran

cargas mul t i di recci onal es; l a no di recci onal i -

dad de 10s aceros f undi dos puede ser muy ven-

taj osa.

TENACI DAD :

La barra muescada t i po Charpy usada para el

ensayo de i mpact0 es muchas veces uti l i zada

coma una medi da de l a tenaci dad de 10s mate- '

ri al es, y parti cul armente para determi nar l a

temperatura de transi ti on desde una f ractura

dt i ct i l ' a una f ractura f rdgi l .

La temperatu- .

ra de transi ti on a duct i l i dad nul a NDTT "Ni l

Duti l i ty Transi t i on Temperature" (determna-

da por el metodo ASTM E208) . Val ores de expaE

si 6n l ateral y 10s val ores de energi a absor-

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63

comt i nmente apl i cados son 10s si gui entes:

Recoci do. -

Las f undi ci ones son col ocadas en el horno y .

cal entadas a una temperatura l i geramente so-

bre Ac3

usual mente 900°C para acero al carbo

no. Las fundi ci ones son manteni das a esta

temperatura una hora porcada 2. 5 cm. de es-

pesor de l a mayor secci 6n, y enf ri . ada suave-

mente en el horno. Tal es tratami entos al i -

vi an 10s esf uerzos de l a fundi ci 6n, ref i nan

el tamaho de grano y . si rvenpara el i mi nar l a

estructura dendri t i ca. El recoci do el eva el

esf uerzo de tensi on y el esf uerzo de f l uenci a

e i ncrementa l a ducti l i dad. Tambi gn mej ora

l a maqui nabi l i dad, especi al mente en 10s aceros

de al to carbono.

Normal i zado. -

El tratami ento de normal i zado es si mi l ar al

proceso de recoci do, except0

que l as fundi -

ci ones son removi das de1 horno al f i nal de1

peri od0 de cal entami ento y son enf ri adas en

ai re qui eto. , El tratami ento de normal i zado

produce un acero duro con mayores esf uerzos

7/23/2019 7024.pdf


64

de tensi 6n y de f l uenci a que 10s aceros recg

ci dos, con val ores de ducti l i dad aproxi mada-

mente i gual es. Si n embargo 10s esf uerzos i c

ternos no son removi dos con l a mi sma i nt ens

dad que con el recoci do. Dobl e nor mal i z ado

es f recuentemente empl eado para produci r una

mayor uni formi dad en l a est ructura de 10s

granos y tal tratami ento mej ora l a ducti l i -

dad.

Para remover 10s esf uerzos i nternos o reduci r

l a dureza de 10s aceros normal i zados o defer

mados pl dst i camente un reveni do. es f recuenr- 1

temente usado, cal entando l a fundi ci Gn a l a

temperatura baj o l a de1 rango cr i t i c0 y dej a2

do enf ri ar en el i , horno.

El rango para el re-

veni do de 10s aceros fundi dos es de 260 a

680°C.

Templ ado y reveni do. -

. El templ ado y reveni do es apl i cado pri nci pal -

mente a 10s aceros de al to carbon0 y de baj a

al eaci on en donde se requi eren al ta resi sten-

ci a ali mpact0

y a] a

abrasi dn.

En general

l a practi ca es normal i zar o recocer l a f undi

ci dn, cal entarl a nuevamente y l uego templ ar-

7/23/2019 7024.pdf


65

l a. El tratami ento de reveni do debe segui r

i nmedi atamente porque 10s esfuerzos i nternos

causados por eri f ri ami ento brusco pueden cau-

sar l a f ractura de l a fundi ci 6n.

Al gunas veces es necesari o usar una vel oci dad

de enf ri ami ento adecuada para evi tar l as frac

turas, en tal es cases l a f undi ci 6n es sumer-

gi da en un baRo de templ e por un i nterval 0 de

ti empo determi nado e i nmedi atamente l a extras

mos y l a l l evamos a l a temperatura de reveni -

do, este procedi mi ento debe ser control ado

cui dadosamente, de otra manera puede ocurri r

una vari aci dn en el rango de dureza.

Al gunos aceros al eados, parti cul . armente el

acero al manganeso en el rango de 1. 0 a 2. 0%

son suwpt i bl es a f ragi l i dad de reveni do, ta-

l es aceros t i enen baj os val ores de resi sten-

ci a al i mpact0 y duct i l i dad cuando son enf ri i

dos l entamente desde l a temperatura de reve-

ni do. Para evi tar esto, al gunas veces es ne

cesari o enf ri ar ri pi damente desde l a tempera

tura de reveni do.

Templ e superf i ci al . -

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66

Al gunas pi ezas f ' undi das necesi tan serendu-

reci das en al gunas de sus partes o secci ones

en l as cual es estard someti da adesgaste,abra

si dn,

etc. , en tal escases

seempl ea

el tem-

pl e superf i ci al ypara

talproposi to

sepue-

de uti l i zar una antorcha o unequi p0

dei n-

ducci dn

y l uegoenf ri ar

con agua, esteproce

di mi ento de templ e puede al canzar hasta sobre

10s

6 mm. de profundi dad de l a pi eza.

I NFLUENCI A EN LOS ACEROS DE LOS ELEMENTOS PRI - ,

MARI OS :

Se ha conveni do en desi gnar coma aceros al

carbon0

a aquel l os que estdn f ormados

funda-

mental mente por hi erro ycarbono,

no si endo

10s porcentaj es de otros el ementos superi ores

a10s

l i mi tes si gui entes:

Manganeso 1.2%

, Si l i ci o

Ni quel

1. 0%

0. 5%

Cromo

Mol i bdeno

Vanadi o

Wol f rani o

0. 25%

0. 1%

0. 05%

0. 3%

Cobal to

0. 3%

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67

Ti tani o 0.3%

Al umi ni o 0.3%

Cobre 0 . 3 %

Azuf re+Fosf oro 0.3%

Otros el ementos 0. 10%i ndi vi dual mente

.a

‘.

.

_ .

Aconti nuati on se hat- 5 una revi si on de l a i n

f l uenci a que pueden ej ercer sobre 10s aceros

fundi dos al carbon0 ordi nari os y de baj a al e&

UBLIOT~~~

ci on, 10s el ementos pri mari os (S, P, Si , Mn) ,

10s cua' l es estdn presentes en todo acero y,

ademas el al umi ni o que es general mente ut i l l

zado para l a desoxi daci bn.

I n f l u e n c i ade1

alumi.nio.-

El al umi ni o esta presente en l a ganga de nu-

merosos mi neral es y, dada su af i ni dad con el

oxi geno, no puede ser despl azado por el car-

bono en el curso de l ael aborati on

de1 hi erro,

encontrandose en 61 en forma de i ncl usi ones

de al t i m na. En estado metdl i co se uti l i za

el al umi ni o para desoxi dar el acero en el

curso de1

af i no, ahadi endose hasta 250gr. por

tonel ada. Ademas se consi gue con el al um-

ni o af i nar el grano, pues se forman parti cu-

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69

I nf l uenci a de1 f bsforo. -

El fdsforo que conti enen 10s aceros procede

de 10s mi neral es de hi erro, aunque tambi en

se uti l i za coma el ement0 de adi ci dn en al gu-

nos cases especi al es.

Durante muchos adi os se ha consi derado al f 62

f oro coma uno de 10s el ementos m6s perj udi ci ?

l es, y en l as tabl as de composi t i on de 10s

aceros f i gura con i ndi cati on de un l i mi te rnCi-

xi mo admi si bl e que en general es i nferi or a

0. 05%. Si n embargo se ha demostrado que ha2

ta un porcentaj e de 0. 08% no sol o resul ta

perj udi ci al para el acero si no que aumenta

su dureza coma el carbono.

El f osforo en proporci ones superi ores al 0. 08%

produce f ragi l i dad en f ri o por su tendenci a

a engrosar el grano y a di smi nui r l a pl asti -

ci dad de l a ferr i ta. ( 5)

El cromo y el cobre aumentan l a tol eranci a

para el f osforo . y en estas condi ci ones act ' t i a

coma el carbono, aumentando l a dureza, l a r , c

si stenci a a l a tracti on y el l i mi te el dsti co,

y di smi nuyendo l a tenaci dad. Por eso, s

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70

aceros baj os en carbon0 pueden tol erar m6s

fosforo que 10s aceros al tos en carbono.

I nf l uenci a de1 manganeso. -

El manganeso que conti enen 10s aceros proce-

de de l a ganga de muchas cl ases de mi neral es

de hi erro, que l o conti enen en proporci ones

vari abl es. Se el i mna parci al mente en el CUE

so de l a f abri cati on de1 acero, pero coma su

presenci a es i r t i l para neuti ral i zar el azuf re,

combi ndndose con 61 en forma de sul fur0 de

manganeso, se shade en muchos cases canti da-

des supl ementari as de manganeso al acero en

el curso de su el aborati on. El manganeso ac

t i r a tambi en coma desoxi dante absorbi endo 0x1

geno conteni do en l a masa de acero fundi do y

ev

so

i tando que al desprenderse 10s gases en l a

l i di f i caci on se produzcan sopl aduras.

El manganeso favorece el ataque de 10s re-

f ractari os por el acero fundi do y por esto

se producen muchas i ncl usi ones de parti cul as'

de ref ractari o en 10s aceros con fuerte al ea

ci dn de manganeso.

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71

Seconsi deran coma aceros al eados al manganeso

10s que l o conti enen en proporci ones superi o-

res a 1. 20%. El manganeso se i ncorpora al

acero en forma de metal tecni camente puro o

en forma de ferromanganeso, f erromanganosi l i -

ci o, f erromanganoal umi ni o, etcetera.

I nf l uenci a de1 si l i ci o. -

El si l i ci o se encuentra casi si empre en 10s

aceros, pues se uti l i za mucho coma desoxi dan

t e. Adem6s 10s revesti mi entos ref ractari os

de 10s hornos conti enen f recuentemente s i l i -

ce ( Si 02) , que reduci da por el carbon0 i ncor

pora si l i ci o al metal . El si l i ci o se consi -

dera coma el ement0 al eado cuando el conteni -

do de si l i ci o supera el 1. 0%. Esta i nf l uenci a

se expl i ca que aceros de i denti ca composi ti on

tengan di ferente templ abi l i dad segt i n el reve2

ti mi ento de1 horno en que han si do el aborados.

Aceros f undi dos de baj o carbono. -

Los aceros f undi dos de baj o carbon0 son aque

110s cuyo conteni do de carbon0 es i nferi or

al 0. 20%. En l a mayori a de1 rango de produc

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72

tos de baj o carbon0 su conteni do de carbon0

esti entre 0. 16% de C, con 0. 50 a 0. 80% de

Mn, 0. 05% max de P y 0. 06% rnax de S y 0. 35 a

0. 70% de Si .

La Fi gura 3 i l ustra l as propi edades mecdni cas

de un acero fundi do recoci do cuyo conteni do

de carbon0 vari a desde 0. 08 a 0. 2%. Las pro-

pi edades de este acero produci do pueden consl

derarse un poco i nferi ores debi do asu baj o

conteni do de manganeso. I

Exi ste una muy pequei i a di ferenci a en l as pro-

pi edades de unacero de baj o carbon0 que se.

l e haya real i zado un tratami ento tgrmco de

normal i zado o de recoci do compl ete; por l o

tanto,

10s datos son representados en un sol o

set de curvas.

En 10s aceros f undi dos coma

en 10s l ami nados el i ncrement0 de carbono,

aumenta el esf uerzo y di smi nuye l a ducti l i -

dad. No obstante, l as propi edades mechni cas

de1 acero fundi do de baj o carbon0 son aproxi

madamente l as mi smas en l as condi ci ones de

fundi ci on ( Verde) o de recoci do, 10s aceros

fundi dos son f recuentemente recoci dos o norm5

l i zados para al i vi ar esfuerzos y ref i nar l a

estructura.

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74

Los aceros f undi dos d. e baj o carbon0 son pro-

duci dos en dos i mportantes cl ases. Una pue-

de ser denomi nada "fundi ci ones de cuerpos de

revol uci 6n o si m6tri cas y l a otra "f undi ci o-

nes de pi ezas mscel dneas . Las f undi ci ones .

si mgtri cas consi sten pri nci pal mente de si metri as

re1ati vas. y di sef i os ci rcul ares, cuando es po-

si bl e se puedenest udi ar y resol ver condi ci ones

adversas de esf uerzos. Las f undi ci ones de

pi ezas mscel aneas presentan una ampl i a va-

ri aci on en di sehos y f recuentemente i nvol u-

cran l a uni on de secci ones debi l es o f i nas

con gruesas. La vari aci dn de secti on hate

mds di f i ci l evi tar 10s esfuerzos resi dual es

en el estado de fundi ci dn. Si n embargo 10s

esf uerzos resi dual es no pueden tol erarse en

al gunas apl i caci ones de servi ci o, haci endose

necesari o un al i vi o de esf uerzos. Por cons1

gui ente un recoci do en estas fundi ci ones es

deci si vamente benef i ci oso, su efecto tambi en

puede observarse en un pequef i o mej orami ento

de l as propi edades mecdni cas. A veces no es

necesari o recocer 10s aceros f undi dos con T

centaj es de carbon0 i nferi ores a O. ZO% ya

que l as propi edades. son muy si mi l ares, aun-

que se observe ci erto i ncrement0 en el val or

de l a resi stenci a al i mpacto.

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75

La composi ci 6n y propi edades deacero

f undi do

de baj o carbon0 en condi ci 6n de fundi ci Gn, rea

l i zando

el estudi o sobre 2000 consecuti vos en

sayos son: 6)

Carbon0

Manganeso

Si l i ci o

F6sforo

Azuf re

Esf uerzo de *ensi Gn

Esfuerzo de f l uenci a

El ongaci 6n en 50 mm.

0. 189%

0. 740%

0. 370%

0. 013%

0. 026%

445MPa

239MPa

32. 9%

Reducci 6n de 6rea

53. 0%

Un i ncrement0 en l as propi edades mec%ni cas cc

mo 10s reportados en l a Fi gura 3, pueden ser

obteni dos por enf ri ami ento y reveni do, se de-

be proveer

al di sef i o de l a fundi ci dn un en-

f ri ami ento 6pti mo para evi tar f i suras, l a re-

si stenci a al i mpact0 es mej orada por enf ri a-

m . ento y reveni do, especi al mente si l a tempe-

ratura de reveni do es al ta.

Esf uerzo de fati ga. -

La rel aci 6n de1 l im t e

de fati ga al esfuerzo

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77

nufactura de equi pos. el Gctri cos. Aceros fun-

di dos de maqui nado l i bre, tambi en pueden pro-

duci rse con esta cl ase de aceros conteni endo

de 0. 8- O a 3% de azuf re.

Aceros f undi dos de medi o carbono.-

Los grados de acero fundi do de medi o carbon0

con' t i enen entre 0. 20% a 0. 50% de carbon0 y re

presentan l a parte pri nci pal de l a progucci 6n

de aceros f undi dos, ademds de1 car bono. estos

aceros conti enen 0. 50 a 1. 50% de Mn, 0. 05%

m i x de P, y 0. 06% m6x de S, y 0. 35 a 0. 80% de

Si . Las propi edades meci ni cas a temperatura

ambi ente en aceros f undi dos en estado de fun-

di ci dn con Conteni dos de' carbono desde 0. 2@ a

0. 50% son mostradas en l a Fi gura 4. Los ace-

ros perteneci entes a este rang0 son si empre

tratados tGrmcamente, medi ante l o cual se

al i vi a 10s esfuerzos y ref i na l a estructura

de fundi ci 6n y se mej ora l a ducti l i dad de1

acero.

La Fi gura 4, tambi gn muest ra que medi ante un

recoci do compl ete de 10s aceros f undi dos de

medi o carbon0 se i ncrementa el esf uerzo de

f l uenci a, l a reducci 6n de drea y l a el onga-

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79

ci dn sobre el rango compl ete, compardndol as

con l as propi edades en el estado de fundi ci gn.

Este i ncrement0 es buy pronunci ado en 10s ace

ros con el conteni do de carbon0 entre 0. 25 y .

0. 50%.

La dureza y esf uerzo de tensi Gn de1 acero en

estado de fundi ci dn caen l i geramente fuera de

10s obteni dos para uno en estado de recoci do

compl ete.

A una gran proporci 6n de 10s ace-

ros f undi dos de estos grados se l es dd un tra-

m JOTE ~~ t

ami ento de normal i zado y segui damente untra

tami ento de reveni do.

El i ncrement0 en l as pnopi edades mecsni cas de

1' 0s aceros f undi dos de hedi o carbon0 l uego de

normal i zados o normal i zados y rev' eni dos t am

bi 6n son most rados en l a Fi gura 4.

Si el di seRo de una fundi ci dn es el adecuado

para enf ri ami ento en l i qui d0 de templ e, son

posi bl es f uturos i ncrementos en l as propi eda

des mecdni cas. En efecto para desarrol l ar .

propi edades mecdni cas en un grado m6s compl e

to, l as f undi ci ones pueden ser tratadas t k-

mi camente con un teti pl e m6s un reveni do. El

procedi mi ento compl ete comerci al mente es 115

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Fig.4: Efecto del coptenido de carbon0 sohre las propiedadesmeca’nicas de 10s

aceros fundidos de medio carbon0 (6)

::

u”

5 0 0

3

z 4 0 00,20

425

0,30

Q35 0.40 045 0.50Carbo”0,~1b .

SD

400

300

200

10 04 2 0 425 4 3 0 0,35 4 4 0

0,45

0,so

80

I I I

I I I

C a r bono,0/.,

d

‘; j 4 00

3

z

c

340

::

200

3+

;J ” 1004 2 0 0,x 0 ‘30 4 3 5 0.40 0.4

5

0.50Carbono,+o ’ ’

C a r bono,‘lo

6 06 0

4 04 0

2 0

04 2 0 4 2 5 4 3 0 435

440 4 4 5 q50

C ur bono,*/, .

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81

mado boni f i cado para obtener un ni vel deseado

de esfuerzos. Las temperaturas de reveni do

general mente para obtener al ta ducti l i dad y

buenas propi edades de i mpact0 est6n en el ran-

go de 650 a 705 . C.

La Fi guaa 5 i l ustra el rango de propi edades

mecdni cas y conteni do de carbon0 y manganeso

para mds de 2000 ensayos de acero fundi do de

baj o y medi o carbon0 en el estado de fundi -

ci 6n, normal i zado y normal i zado mds reveni do.

El efecto muy benef i ci oso de1 t ratami ento de

normal i zado mds reveni do sobre el esf uerzo de

f l uenci a, el ongaci dn y reducci 6n de1 drea se

nota muy cl aramente en el acero con 0. 17% de

C. y 0. 75% de Mn. Comparando este acero con

el acero normal i zado que. conti ene 0. 20% de C

y 1. 25% de Mn se nota el efecto fortal ecedor

de1 al to carbon0 y al to manganeso, l a el onga

ci Bn y reducci dn de Srea d. e este Gl ti mo pue-

de ser i ncrementada por el reveni do.

Ef ect o de masa. -

El efecto de1 i ncrement0 de masa sobre l as

propi edades mecani cas de un acero fundi do de

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82

, Fig. 5: Distribucidn de Propiedades mecdnicas y contenidos decarbon

y manganeso para

aceros fundidos de bajo y medio carbono 6)

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a3

Fig.5 continuacioh

c

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84

medi o carbon0 en estado de fundi ci on y en es

tado de recoci do es i l ustrado en l a Fi gura

6. En una secci dn de 200 mm2 el esfuerzo de

tensi dn di smi nuye con el i ncrement0 de1 area

de l a secci dn, el efecto se acent i i a mds cuan

-

do l a secti on l l ega a 10s 100 mm2. La di f e-

renci a de1 esf uerzo de tensi on entre el esta-

do de fundi ci dn y en condi ci 6n de recoci do

es que este i r l t i mo es menor. La di ferenci a

entre el ongat i on y reducti on de area son mu-

cho mas si gni f i cati vas. Los especi menes en

condi ci dn de recoci do poseen' el dobl e en el on-

gaci on y mas de1 dobl e en reducti on de area

que el acero fundi do en estado de fundi ci on.

Aceros fundi dos de al to carbono. -

Los aceros f undi dos que conti enen mas de 0. 50%

de carbon0 son cl asi f i cados coma aceros f undi

dos , de al to carbono. Estos aceros tambi en

conti enen de 0. 50 a 1. 50% de Mn, 0.05% mdx de

P, y S, y de 0. 35 a 0. 70% de Si . Las propi e-

dades mecdni cas de 10s aceros f undi dos de al &,

to carbon0 son most . radas en l a Fi gura 7. Es-

tos resul tados son obteni dos medi ante ensayos

real i zados a aceros f undi dos en condi ci 6n de

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86

recoci do compl ete. Ocasi onal mente se l es

puede dar un tratami ento de normal i zado m&s

un reveni do, y para ci ertas apl i caci ones se

puede uti l i zar un templ e en acei te m%s un re

veni do.

La mi croestructura de 10s aceros fundi dos de

al to carbon0 es control ada medi ante el trata-

mento tgrmco. El carbon0 , t ambi gn t i ene

marcada i nf l uenci a, por ej empl o, dando 100%

estructura perl i t i ca con composi ci 6n eutec-

toi de. Al ta proporci 8n de carbon0 superi o-

res a l a composi ci dn eutectoi de pueden i ncre

-

mentar l a cementi ta proeu' kctoi de, l o cual va

en detri ment0 de l a f undi ci 6n ya que se for-

ma una red de cementi ta en 10s l i mi tes de

grano debi do a un. tratamento termco i mpro-

pi 0 (por ej empl o, un enf ri ami ento l ento des-

de un punto sobre l a tempekatura Acm). Un

enf ri ami ento rdpi do puede preveni r l a forma- '

ci 6n de esta cementi ta y, asi mej orar l as

propi edades.

Aceros f undi dos de baj a al eaci dn. -

Los aceros f undi dos de baj a al eaci 6n t i enen

un conteni do total de al eaci dn menor que 8%.

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87

Fig.7;Efecto del

contenido de carbon0 sobre las propiedadesmecanlcas dcl acero fundido de alto carbono,recocido com-

pleto.16 1

Carbono ,

Car bono, “ j . ’

2 5 0a lI

25

c

L

2 2 0 0

1 7 50,SO

0,60

0,70

0,80

0,90 l , o oC a r b o n o , %

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88

Estos aceros han si do desarrol l ados yexten-

si vamente usados para encontrar requeri mi en-

tos especi al es que no pueden ser l ogrados por

10s aceros f undi dos al carbon0 ordi nari os,

10s cual es t i enen baj a templ abi l i dad. La

adi ci dn de al eantes a 10s aceros f undi dos

al carbon0 ordi nari os puede hacerse por una

0 vari as razones, tal es coma proveerl os de

al ta templ abi l i dad, i ncrementar su resi sten-

ci a al desgaste, mej orar su resi stenci a al

i mpact0

con i ncrement0 de esf uerzos mej orar

su maqui nabi l i dad tambi 6n con al ta dureza,

i ncrementar 10s val ores de esf uerzos a al tas

y baj as temperaturas, mej orar l a resi stenci a

a l a corrosi on y oxi daci dn. Estos materi a-

l es son produci dos para encontrar requeri men

tos de tensi on que van de 485 a 1380 MPa,

conj untamente con 10s requeri mi entos especi a

l es l i stados anteri ormente.

Los aceros f undi dos de baj a al eacton son uti

l i zados en herrami entas de mbqui nas; uni dades

de transporte de al ta vel oci dad; turbi nas de

vapor; vdl vul as y acopl es; equi pos y acceso-

ri os para ferrocarri l - es, automotores, excava

doras, procesos qui mi cos; maqui nari a para pro

cesar pul pa y papel ; equi pos de ref i neri a; ma

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89

qui nari a texti l y vari os ti pos de equi pos ma

ri nos. Estos tambi en son usados en el campo

de l a aeronauti ca. .

Los aceros f undi dos de baj a al eaci on pueden .

ser di vi di dos en dos cl ases de acuerdo a su

uso: a) aquel l os en que se ha i ncrementado

el esf uerzo, templ abi l i dad y tenaci dad que

son uti l i zados en partes estructural es; y b)

aquel l os resi stentes a l a abrasi on o corro-

si on en condi ci ones de servi ci o a al tas o ba-

j as temperaturas. Esta no puede ser f orma

de di sti nci dn para aceros que pueden servi r

en 10s dos campos.

El manganeso es el m6s barato de 10s el emen-

tos de al eaci on y. t i ene un i mportante efecto

en el i ncrement0 de l a templ abi l i dad de1 ace-

ro. Por esta razon muchos de 10s aceros fun-

di dos de baj a al eaci on, conti enen entre 1 y

2% de manganeso. En 10s aceros normal i zados

cuando el ref i nami ento de grano es necesari o,

es f recuente adi ci onarvenadi o, t i tani o o al u

mi ni o. El ni quel o mol i bde, no con el mangang

so tambi gn ref i nan el grano pero con mayor

i ntensi dad, pero cada uno de estos es i mpor-

7/23/2019 7024.pdf


90

tante para dar al acero faci l i dad para auto-

templ arse. El cromo y el venadi o i mparten al

acero consi derabl e templ abi l i dad. El contenl

do de vanadi o en 10s aceros preci pi ta al gunas.

veces endureci Gndol o, par consi gui ente, puede

tener al tos esfuerzos de tensi 6n y de f l uen-

ci a.

Los aceros fundi dos de baj a al eaci Gn que con

t i enen cromo, mol i bdeno, vanadi o y tungsten0

dan un buen servi ci o en vZl vul as, acopl es y

en partes de ref i neri as de petr6l eo, todas

l as cual es esta' n suj etas a temperaturas de

vapor sobre 10s 650°C. Aceros al ni quel y

al ni quel vanadi o estdn si endo us. adcs en pay

tes expuestas a condi ci ones subcero, debi do

a que presentan buena, , resi stenci a al i mpact0

a baj as temperaturas. Si n embargo raramente

se usan sol os. Se estdn produci endo substan

ci al es canti dades de aceros con cromo y mol i h

deno, ni quel , vanadi o o manganeso. Para nut

roses prop6si tos estructural es que requi eren

al to esfuerzo y resi stenci a al desgaste se .

uti l i za aceros f undi dos al ni quel vanadi o Y

ni quel mol i bdeno, .

La Fi gura 8 muestra el ampl i o rango de propi e

7/23/2019 7024.pdf


91

dades que se puede obtener medi ante cambi os

en el conteni do de carbon0 y al eaci i i n y tra-

tdndol os t6rmcamente.

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92

Fig 8: Distribxi de las propiedades mechicas ) contenidos de carbon0 y alea

para fundiciones de acero aleados 6)

E

,m wo 100 00 0

Es,r.rr. L l.“‘i*“, SW

i‘

.

-1

:o

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CAPITULO II I

TRABAJ O EXPERI MENTAL

2. 1 PLAN GENERAL DE TRABAJ O. -

El trabaj o real i zado ha teni do como. obj eti vo elcon

trol de cal i dadde1

acero

produci do por medi ode1

proceso, , Di rpl ex (cubi l ote- converti dor LD. ) .

Para el cumpl i mi ento de este obj eti vo, se ban l l eva-

do a cabo l as si gui entes etapas de1 proyecto, en l as

que se ha real i zaci o control seg6n el avance de1 ms-

mo.

a) Durante l a etapa de conoci mi emto de1 proceso se

ha real i zado control de mi croestructura de1 pro-

ducto

yanal i si s

qui mi co..

b) En l aetapa

de aj uste deparbmetros

de1 proceso

de aceraci on sereal i ze

control mi croestructural

y de propi edades por ensayos qui mi cos y mecani -

cos.

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94

c) Fi nal mente en l aetapa

deproducti on

de aceros

baj o normas especi f i cas sereal i zd

control mcro

estructural , andl i si s

qui mi cos y ensayosmecdni -

cos. En ambos cases l a t oma de muestras y l a el a .

boraci dn deprobetas

sereal i z6

baj o l as normas

ASTM. Para 10s ensayos mecdni cos se hi ci eron pro

betas para t rabaj ar en condi ci ones en bruto deco

l ada y con tratami entos termcos.

Par8 al canzar tal propdsi to seuti l i z6

el si gui ente

equi p0

de fusi 6n:

- Cubi l ote de 350 mm. de di ametro i nteri or

- Converti dor de 400 Kg. de capaci dad

. - Lanza de oxi geno refri geradacon agua

- Antecri sol de 400 Kg. de capaci dad

- Cuchara decol ado

de 400 Kg. de capaci dad

- Accesori os adi ci onal es

La secuenci a de operaci dn es l a si gui ente:

- Fusi on en el cubi l ote

- Al macenami ento de1 arrabi o de cubi l ote en el ante.

cri sol cal entando medi ante un quemador de combus-

t i bl e l i qui do.

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9 5

FlGUR do 9 C U B IL O T E D E 35 MM, DEDIAMETRO INTERIOR CON

A NTECRISOL DE 400 K G,

.x.

.:

-

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96

FIGURA NO. lo,- CONVERTIDOR DE 400 KG,

CON LANZA REFRIGERADAPOR AGUA,

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97

- Trasvase de1 arrabi o de1 antecri sol al convert i dor

previ amente precal entado con un quemador de combus-

t i bl e l i qui do.

- Sop10 de oxi geno al arrabi o en el convert i dor ( a f - i -

no) medi ante l a l anza de oxi geno ref ri gerada.

- Desoxi daci on de1

arrabi o af i nado(adi ci on

deferry

al eaci ones y al umi ni o) en el converti dor o trasva-

se a l a cuchara de col ado y

desoxi daci on en el l s.

- Col ado de probetas y pi ezas en al gunos cases

-

Fi nal mente se real i zar6n 10s di ferentes ensayos y

an% i si s.

Los resul tados obteni dos deben I enmarcarse dentro

de un patron de cal i dad el cual se trata de veri f i -

car 0 cumpl i r, para

que de esta forma se puedanapl i -

car10s

cri teri os de aceptaci 6n o rechazo, que en

nuest ro case est6n dados por l asnormas ASTM, l as mi s

mas que proporci onan val ores de 10s porcentaj es de

10s

el ementos pri mari os y10s

correspondi entesval g

res mi ni mos en cuanto a sus propi edades mecdni cas.

2. 2 TOMA DE MUESTRAS. - ,

La t oma de muestras se l l ev i i a cabo en todas l as ex

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100

qres norm al i zados segGn norma ASTM 230 para ma

teri al es f errosos f undi dos, confecci ondndose

un model o con l as medi das i ndi cadas en tal

norma( . Fi gura 11). Con este model o se confec-

ci onaron mol des en arena de s i l i ce medi ante

el proceso si l i cato de sodi o- CO2 obteni endo

de este modo 10s mol des para cada experi enc

i a.

En cada experi enci a se hi ci eron 10s bl oques

para probetas; en l as Fi guras 12 y 13, se pug

den observar detal l es de1 col ado y l as pi ezas

f undi das. Se dej aron 5 bl oques para ensayar

en bruto de col ada y 5 para ensayar con Tfata-

mi entos Termcos

FIGUR

do, 12,- COLADO DE BLOQUES PAPA LA. OBTENCION DE PROBETAS,

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101

FIGURA f l 0 , f i , - BLOQUES NORMALIZADOSPARA I A

OBTENCI ON DEPROBETAS,

2. 2. 2 Confecci dn de probetas. -

Las probetas se confecci onan uti l i zando l as

partes i nferi ores de10s

bl oques, l as msmas

que setratarki termcamente.

segl rn sea el

case. En el presente trabaj o se ha uti i i za-

do para 10s ensayos de tracci dn l a probeta

normal i zada mostrada en l a Fi gura 14.

2. 2. 3 Tratami ento termco. -

Como se i ndi c6 l as caracteri sti cas mecdni cas

que requi eren 10s aceros mol deados para su

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6 0

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1 0 3

a.

I-

I

I

<:

rI

tIGURA

15~

PROBETAS

D EMATERIXESEN

B R U T ODE COLADA ENWYADAS A L A

TRAC

CIONP E R I E N C I A S :23

RESPECTIVAMENTE,

.

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104

uso i ndustri al se l ogran al modi f i car l a es-

tructura de fundi ci on, ref i nar el grano y/ o

al i vi ar tensi ones. Para el presente case, 10s

aceros mol deados al carbon0 l as normas reco-

mendan que se 10s debe tratar termcamente .

de i gual manera que un acero ordi nari o de si -

mi l ar composi ci 6n.w Los tratami entos termcos

apl i cados f ueron. recoci do y normal i zado, y en

ambos se uti l i z6 una temperatura de austeni za

ci dn de 88O C, con un ti empo de permanenci a

de 2 horas y se enf ri aron en el horno y en

ai re t ranqui l o, respect i vamente.

2. 3 CONTROL DE CALI DAD. -

El control de cal i dad se ha l l evado a cabo de acuer-

do a l a t oma de muest ras. , es deci r , segi rn el avance

de1 trabaj o y exi tos al canzados ; tal control se efec

t u6 de acuerdo con 10s anhl i si s qui mi cos, ensayos de

tracci dn, ensayos de dureza y andl i si s metal ograf i co.

2. 3. 1 Anal i si s qui mco. -

El conoci mi ento de l a composi t i on qui mi ca de

10s aceros es muy i mportante, ya que l as pro-

pi edades mecani cas de 10s mi smos se hal l an di

rectamente i nf l uenci adas por l a presenci a o

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105

TABLANom

VI

COMPOS I C I ONQU I M I CA

DE L

MATE

~‘mu

( a) 0. 63% Cr, 0. 50% Ni .

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106

ausenci a de 10s di ferentes consti tuyentes ta-

l es coma: carbono, si l i ci o, azuf re, fdsforo y

manganeso para el c' aso de aceros f undi dos al

carbono.

Comerci al mente exi sten rangos bastante ampl i os

de composi ci ones, de aqui l a i mportanci a de1

andl i si s qui mi co.

Los andl i si s qui mi cos han si do real i zados en

dos fases: l a pri mera que corresponde al car-

bono y azuf re, real i zado en el determi nado

di gi tal Leco, Model o CS46, y l a segunda para

el si l i ci o, fosforo y manganeso se real i za

uti l i zando el espect rof ot6metro de absorci 6n

atomca PERKI N ELMER, model o 603 y vi a hi rmeda.

Los resul tados de 10s andl i si s qui mi cos se

muestran en l a Tabl a VI .

2. 3. 2 Ensayo de tracci bn. -

Las t res propi edades mecsni cas f undamental es.

de 10s metal es son: l a cohesi on, l a el asti ci -

dad y l a pl asti ci dad.

Los ensayos de tracti on si rven para val orar

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107

TABLA No, VII

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE TRACCI ON

235 440 25. 2 40. 1

21 (a) 238* 448 *30. 2D 43. 8

r, I J O 7, 3 (b) J250- 468 - 31. 0 0 46. 1

22 250 430 26. 2 40. 1

( , Go4 (b) 259tc 444 - 28. 4* 48. 2

2 252 476 24. 1 - 33. 1

(b) 273~' 505 y 27. 2 44. 6

264' . ? 255 472 483; : / 2s

b)

A 22. 26. 1= 44.9 34.6

I

( a) Recoci do

( b) Normal i zado

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108

] a el asti ci dad y l a pl asti ci dad. Se hanrea-

l i zado ensayos de t racci i i n con el obj et0 de

determi nar l a resi stenci a a l a tracti on, el an

gaci dn o al argami ento' y reducci dn de drea o

estri cci on;

10s ensayos han si do real i zados

en probetas si n tratami ento termco y en otras

tratadas termi camente segi rn se ha crei do con-

veni ente. Se uti l i z6 l a mdqui na Versa Tester

model o 30. M, vel oci dad de1 ensayo 3 mmmn

Los resul tados de 10s ensayos de tracti on se

muestran en l a Tabl a VII.

2. 3. 3 Ensayo dedureza. -

Los ensayos. de

dureza nos si rvenpara

val orar

l a cohesi on de un materi al ; en nuestrocase

val oraremos l a dureza coma l a resi stenci a a

l a penetrati on,

ademds tambi 6n esta rel aci o-

nada en ci erto modo con l as propi edades pl as-

t i cas y el dsti cas. Este es el moti vo porque

10s val ores obteni dosSean

cornparabl es entre\

unos materi al es con otros.

Lamedi ci dn

de l a d' urezaconsti tuye

uno de

10s medi os mds ut i l i zados, tanto por l a rapi -

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109

2 . 3 . 4

dez comd por l a senci l l ez de1 mi smo, l ogrando

asi

un control rspi do de cual qui erproceso

o

materi al .

Los resul tados de 70s ensayos de dureza se

muestran en l a Tabl a VIII, 10s mi smos que se

han real i zado en el durdmetro BRINELL,marca

AMETEK con capaci dad de 3000 Kg baj o l as si -

gui entes condi ci ones: Identador de bola de

acero templ ado de 10 mm de di ametro con 1500

Kg de carga y 5 seg. de apl i caci dn de l ams-

ma.

Anal i si s metal ograf i co. -

El anal i si s metal ograf i co es uno de 10s mds

adecuados y rapi dos para conocer l a consti tu-

c- i on de 70s aceros. La i denti f i cati on de 10s

consti tuyentes se real i za en e- stos ensayos,

observando con ayuda de un mcroscopi o l a su-

perf i ci e de una probeta debi damente preparada

para este obj et0 ( t oma de muestras, desbaste

y pul i do de l as muestras y ataque mcrogrdf i

-

co).

De l a mi croest ructura observada se puede apro

xi mar el conteni do de carbon0 presente en 10s

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111

aceros comparando l a mi croestructura observa-

da con manual es o cual qui er referenci a que seI

tenga amano.

Equi p0

de pul i do:

Pul i do i ntermedi o con banco de l i j as AB Buehl er

con papel es de l i j a Ne 180- 220- 320- 400- y 500.

Pul i do f i no en mdqui na pul i dora de di sco rota-

t i vo STRUERS model o DPU con pasta de di amante

de l / 4 de mi cra.

Observati on

metal ogrgf i ca

y fotomi crograf i a

.

en mcroscopi o de ref l exi 6n. 0 VY. YPUS model o

PME.

Las mi croestructuras ref erentes a cada una de

l as experi enci as se muestran en l as si gui en-

. tes f i guras:

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1 1 2

Experi enci a 1

Experi enci a 2

E x p e r i e n c i a 3

Experi enci a 4

E x p e r i e n c i a 5

FIGURAS 16-21~ FOTOMICROGRAFIAS CORRESPONDIENTES ALAS MICROESTRUCTURAS DE LOS ACEROS

yy y NRg ~s J J

bKTIV0 : NITAL x AUvlENTOS 2 0 0 X

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113

Experi encia 8

Experi encia 9

FIGuw-\s 22-27, - FOTOMICROGRAFIAS CORRESPONDIENTES ALAS MICROESTRUCTURAS DE LOS ACEROS~~~~ ~~ EXPERI ENCIAS 8,

9,

f?EACTIVO: NITAL

22 AUMENTOS 200X

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114

Experi enci a 14

Experiencia 15 Experiencia 18

FIGCRAS

25-31,

- FOTOMICROGRAFIAS CORRESPONDIENTES A- LAS MICROESTRUCTURAS DE LOS ACEROS

OBTENIDOS EN LAS EXPERIENCIAS II+,Is J.7 Y 18,

REACTIVO NITAL x AlblENT 2 X

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115

Exper ienc ia 19

Exper ienc ia 14 (A )

E@periencia 1 9 ( B )

Experi encia 20

Exper ienc ia 20 (A )

Exper ienc ia 20 (B )

IGU U S

32-37, FOTOMICROGRAFIAS CORRESPONDIENTES AIAS MICROESTRUCTURAS DE LOS AC ROS

OBTENIDOS EN IAS EXPER ENCIAS20, bMO FUNDICION: AB)

NORMALIZADO,f

f

9 YRECOCIDO Y

k4CTIVO: NITAL z AUMENTd?ooX

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116

Experi enci a 21, Experi enci a 22- I

1

. . _ . _

J I

Experi enci a 21 (A) 1

I Experi enci a 22 (A)

Experi enci a 21 (B)I I

Experi enci a 22 (B)

I I

F

I GURAS 38- 43, -

FOTOMI CROGRAFI AS CORRESPONDI ENTES ALAS MI CROESTRUCTURAS DE LOS ACEROS0 TENI DOS EN LAS EXPERI2?

NCIAS 21 Yb’4l FUNDICION:

B

‘NORMALIZADO,

A5 RECOCIDO Y

kACTIV0: NITAL 2: AUMENTd X

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Experi enci a 23 (A) Experi enci a 24 (A)

FI GURf AS k i

- FOTOMICROGRAFIAS CORRESPONDIENTES ALAS MICROESTRUCTURAS DE LOS ACE OS

-

OBTENIDOS EN LAS EXPERIENCIAS 2 ii Y

;~,No~IHCION: A RECOCIDO Y

,

kACTIV0: NITAL AUMENTOS 20th

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117

Experi enci a 24

Experi enci a 24 (A)

ExPer i enci a

24 ( j3 )

FI GUR4S 44-49, - FOTOMICROGRAFIAS CORRESPONDIENTES ALAS MICROESTRUCTURAS DE LOS ACE OS

-

OBTENIDOS EN LAS EXPERI NCIAS 2 3 Y

24 bx3 FUNDICION: A5

RECOCIDO Y

B

NORMALIZADO

kACTIV0: NITAL 2?i AUMENTOS 200X

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123

a l a temperatura de col ado. Con estaoperati on

sel ogran

i mportantes ventaj as tal escoma:

- Menor

t i empo de sopl ado y por ende ahorro de oxi geno e

- I @se produce demasi ada escori aferri ca

- ; : I 1

acero col ado contendra

menos oxi geno

- Menor desgaste de1 ref ractari o

Este procedi mi ento de control puede ser de uso normal en

una fundi ci dn y se puede establ ecer experi mentando vari os

ti empos de sopl ado con el resto depar6metros

si empre

i gual es yconstantes.

En l a Fi gura 15 se pueden observarprobetas

el aboradas a

parti . r de 10s bl oques normal i zados ASTM A370 y que fueron

ensayadas a l a t racti on; se puede apreci ar l a di ferenci a

entre l as procedentes de l a pri mera y segunda etapa.

Las

probetas a, b y c perteneci entes a l as experi enci as 13,

14 y 15 no i denti f i can duct i l i dad al guna, en cambi o d, e

y f , : (experi f l nci as 21, 22 y 23)muestran cl aramente una el o

gaci dn y estri cci dn caracteri sti ca de 10s aceros mol dea-

dos de baj o y medi o carbono.

i n l a Tabl a VII se puede ob-

servar sus val ores correspondi entes.

Los ensayos de dureza se han real i zado i nmedi atamente de2

pugs de cada experi enci a por ser' un metodo de control muy

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124

rapi d0

y senci l l o; 10s resul tados de 10s mi smos se l i stan

en l a Tabl a VIII y muestran cl aramente que durante l a pri -

mera y seyunda etapa de1 proyecto no se l ogr6 obtener bug

nas propi edades mecdni cas. : , Es asi que l a dureza si empre

es superi or a 190 BHN : - .Y - ._ demasi ado el evada con respec

to a l a dureza propi a de 10s aceros mol deados de medi o

carbon0 que se pretendi a obtener, es deci r i nferi or a 10s

170 SPI N@).

Al gunos val ores de dureza son mds el evados ya que durante

l apri mera

y segunda etapa no seterm n

compl etamente el

proceso y se obtuvo porcentaj es de carbon0 el evados. < En

l as, que se comp1et . G el proceso y se obtuvo baj os porcenta

j es de carbon0 (experi enci as 7, 9, 10, 12, 14, 15, 17 y

18) , a pesar de , que en l a mi croestructura se observa gran

porcentaj e de f err i ta (Fi guras 21, 23, , 24, 26, 28, 29, 30

y31), l os

val ores de dureza son el evados y el causante de

este i ncrement0 de dureza es el f6sforo el mi smo que di s-

mi nuye l a pl ast i ci dad de l a ferri ta cuando sobrepasa el

0.08%. La composi ci 6n qui mi ca (Tabl a VI) muestra muy'

cl aramente este efecto.

En l a tercera etapa se l ogra l a obtenci dn de propi edades

mecani cas aceptabl es y en l a mi sma Tabl a VIII se observa

que a parti r de l a experi enci a 20 l a dureza se encuentra

dentro de 10s val or - es antes menci onados, vari ando de una

u otra experi enci a segi i n su composi ci 6n qui mi ca.

7/23/2019 7024.pdf


125

Las metal ografi as (Fi guras 32 a 49) muestran cl aramente

que el acero obteni do responde a 10s t ratami entos tgrm -

cos de i gual forma que 10s aceros l ami nadoso forj ados,

l ocual

tambi gn

es veri f i cado por l a vari aci dn en l as

propi edades meci ni cas de l as probetas tratadas termca-

mente. Por l o tanto, 10s t ratami entos t6rmcos se pue-

den apl i car a 10s aceros mol deados segi rn l as necesi da-

des de1 servi ci o, p' ero general mente son requeri dos para

af i nar el grano, destrui r l a estructura de solidificacitkv-

y mej orar l as propi edades mecdni cas; , debe seRal arse taE

bi 6n que se pueden apl i car tratami entos t6rmcos superf i

ci al es.

Seguros de que en el pai s exi sten condi ci ones suf i ci en-

tes tanto de l a demandade . pi ezas f undi das coma de1 sec-

tor de ?a fundi ci dn y consi derando que una fundi ci dn 10

cal normal mente produce unas 200 tonel adas de f undi ci 6n

de hi erro por aRo,

se puede deci r que i m pl antando 10 de

estos equi pos con una producci dn de 100 tonel adas por

aAo cada uno o sea un total de 1.000 tonel adas por ai i o,

se podri a estar eubri endo l a demanda de pi ezas de acero

fundi do al carbdno y de baj a al eaci bn. Cabe anotar que

l a producci 6n de fundi ci dn de hi erro puede ser real i zada

si mul tzneamente con l a de acero.

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CONCLUSI ONES Y RECO ?ENDACIONES

De 10s resul tados obteni dos durante l a real i zaci 6n de1

proyecto se concl uye l o si gui ente:

1. La tGcni ca propuesta en este trabaj o ha si do adapt a

-

da a l as condi ci ones de trabaj o y l i , m i taci ones que

posee el sector de l a fundi ci 6n y es facti bl e su i n2

tal aci 6n con i nversi ones rel ati vamente baj as.

2. El personal necesari o para operaci dn de1 equi p0 no

requi ere de preparaci dn especi al , ya que es de f dci l

manej o,

cabe anotar que durante el desarrol l o de1 pro-

yecto se uti l i z6 personal si n ni . ngi rn entrenami ento

en fundi ci 6n y se l l eg6 a manej ar el proceso ef i ci en-

temente, por l o que se deduce que en una f undi ci 6n

l ocal se puede l l evar a cabo si n di f i cul tades.

3. Con el converti dor se pueden el aborar aceros ordi na-

ri os y de baj a al eaci Bn para di versos usos, pudi endo

i ncorporar el ementos de al eaci 6n en l a cuchara o en I

el mi smo converti dor al f i nal de1 af i no.

4. La i mpl antaci dn de1 equi p0 a' di ci onal present& otras\

apl i caci ones tal es coma desul f uraci cn de arrabi os de'

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127

cubi l ote y/ o f abri cati on de hi erro nodul ar; de este

modo, uti l i zando elequi p0

basi c0

horno de cubi l ote-

converti dor LD se i ncrementa a l a producci dn otros

ti pos de al eaci ones, l ocual

si gni f i ca un mej oramen

tode1

ni vel tecnol ogi co de1

sector de l afundi ci 6n.

5. La producci dn de acero puede real . i zarse si mul taneamen

te con l a de hi erro fundi do, l o cual se aj usta bi en

a aquel l os cases en que l aproducti on

de acero sea de

poca magni tud y asi no seal tera

l aproduct i on

normal

de l a pl ant a.

Se pl antea coma recomendaci ones l as si gui entes:

1. La ESPOL deberi a conti - nuar l a i nvesti gati on para de-

purar l a tecnol ogi a de l a producti on de acero para

vari os usos, 10s

mi smos que pueden ser: mol deo,lam-

naci dn y forj a.

2. Se debe propender a l ai mpl antati on

de1

proceso en

l as f undi c' i ones l ocal es y asi l ograr grandes venta-

j as en el sector de l a fundi ci on y por ende en l a

economa dei pai s al reduci r notabl emente l as i mpor-

taci ones.

3. Se debe promover el conoci mi ento de1 proceso y de l a

notabl e canti dad de usos que puede t ener , . esf o_es gran

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A P E 2.D I C ES

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130

APENDICE A

TABLAS SOBREDEMANDA

DE PIEZAS DE ACERO FUNDIDO EN EL ECUADOR

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133

APENDI CE B

NORMAS DE CONTROL DE ACERO MOLDEADOPARA

VARIOS PROPOSITOS

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134

TABLA XI

NORMA ESTADOUNI DENSEk- / l

A-216-68

ACERO MOLDEADO AL CARBON0 SOLDABLE POR FUSJON PARA

SERVI -

CIO A ALTA TEMPERATURA

COM~O§ICION QUIMJCA ) 7)

1 GRAD01

GR D

Carbono, mdx.

0. 25 . 030

0. 25

Manganeso, mdx. 0. 70 1. 001. 20

Fbsforo, mdx.

0. 04 0. 04 0. 04

Azuf re,m8x.

0. 045. . 0. 045 0. 045

Si l i ci o,mbx.

0. 60 0. 060 0. 60

El ementos resi dual es

Cobre, msx.

0. 50 0. 50 0. 50

Ni quel , mdx.

0. 50 0. 50 0. 50

Cromo, mdx.

. 0. 40 0. 40 0. 40

Mol i bdeno,mbx.

0. 25' 0. 25 0. 25

Conteni do total de estosel emen-

tos resi dual es, mdx.

1. 00 1. 00 1. 00

PROPI EDADES MECANI CAS

GRAD0 GRAD0 GRAD0

WCA WCB WCC

Resi stenci a a tracci 6n, ni i ni mo

- ( Kg. / mm2)

42. 2 49. 2 49. 2.

Li mi teel gsti co,

mi n. (Kgj nm2)

21. 1 1

25. 31

28. 1I

I

Al argami ento en 50 mm. , mni m0

(%) .

24. 0 22. 0 22. 0

Estri cci Gn, mi n. ( %) 35. 9 35. 0 35. 0

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135

TABLA

XII

NORMA ESTADOUNIDENSE ASTM A- 142- 65

ACERO MOLDEADO DE ALTA RESISTENCIA:COMPOSICION QUIMICA ( )(7)

GRAD0 AZUFRE MAX. FOSFOR MAX.

80-40 0.06 0.05

80-50 0.06 0.05

90-60 0.06 0.05

109-85 0.06 0.05

120-95 0.06 0.05

150-125 0.06 0.05

175-145 0.06 0.05

GRAD0

80-40

'80-50

90- 60

105-85

120-95

150-125

175-145

PROPI EDADES MECANI CAS

RESISTENCIA LIMITE ELAS- ALARGAMIENTOA TRACCION TIC0 MINIM0 EN 50 mm., ESTRICCIONMI ;

(Kg/

(Kg/min2).

MIN. (%) MIN(%)

56.2 28.1 18 30

56.2 35.2 22 i. 35

63.3 42.2 20 40

73.8 59.8 17 35

84.4 66.8 14 30

105.5 87.9 9 22

123.0 101.9 6 12

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136

TABLA XIII

NORMABRITANICABn s, 1 7

ACERO MOLDEADO AL CARBON0 PARA USOS GENERALES

COMPpSICION QUIklICA ( )(7)

GRAD0 A GRAD0 B GRAD0 C

Carbono, mdx.

0. 25 0. 35 0. 45

Si l i ci o,mdx.

0.60 0.60 0.60

Manganeso, msx.

1. 00 1.00 1.00

Ni quel , mdx. 0.40 ---- ----

Cromo,mgx. 0.25 ---- ----

Mol i bdeno,m8x.

0.15 ---- -e-w

Cobre,mdx. 0.30 ---- ----

Azufre, mdx. 0.060 0.060 0.060

Fdsf oro, max.

0.060 0.060 0.060

PROPIEDADES MECANI CA:

GRAD0 A GRAD0 B GRAD0 C1

Resi stenci a a t racci h, m ni m0

(Kg. / mm2).

44 50 55

Li m. el ht i co, mi n. ( Kg. / mm2)

22 25 28

Al argami ento, mi n. (%) 22 20 15

Angul o de dobl ado 120" 90" --

Radi o de dobl ado 3/ 2e 3/ 2e

l

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137

TABM XIVNORMA BRITANICA B, sm m-101-1958

ACERO MOLDEADO AL CARBON0

COMPOSICION QUIMICA)

t7

A

GRAD0 A GRAD0 B GRAD0 C

I yi quel ,

mhx.

0. 40 0. 40 0. 40

Cromo, mdx.

0. 25 0. 25 0. 25

Mol i bdeno, mx.

0. 15 0. 15 0. 15

Cobre, mdx.

0. 40 0. 40 0. 40

Azufre, mdx.

0. 060 0. 060 0. 060

F6sforol,i~~.mdx.

0. 060 0. 060 0. 060I I I I

PROPIEDADES MECANICAS

GRAD0 A GRAD0 B GRAD0 CI

Resi stenci a atracci h

(Kg. /mm2).

. 41- 50 44-55 55- 63

Li m. el dsti co, m' n. ( K . / mm2)

20 22 28

Al argami ento, mi n (%) 20 20 15

Angul o de dobl ado 120" 120" 90"

Radio de doblado 3/2e 3/2e

3/2e

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TABLA XV

NORMAFRANCESA

NF- A32- 051

ACERO MOLDEAD0t7)

R E INDICE DE A

RESISTENCI,

' GRAD0 CAL I D- AD

Kp/ mm2- , Kp/ mm2 CALIDAD % KUFMINIM0 MINIM0 N=R + 2.5 A

MINIM0

nl Kp/ cm3

L = 7. 23 D

1 40 -- 85 16 --

A40M 2 40 ii 95 20 63 40 101 22 6

3s 40 20 101 22 6

1 48

A48M

2.

t 8

i i

85 13 --

95 17 .5

3 24' 100 18 5

3s 48 24 100 18 5 .

A56M

. : ; ;

i i

85 - -

95 : i 4

3 56 28 100 15 4

A65M 2 65 33 95 103 65 33 100

12 s

Grados 2. 3 y 3s P 7 0.05 % s : 0.05 %

A40M 3s C 2 0.22 % Si 7 0.35 % Mn : 0. 4- 1. 0 %A48M 3s C

T

0.25 % Si 7 0.40 % Mn : 0. 5- 1. 2 %

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TABLA XVII

NORMA ESPANOLA ME- 36252

ACERO MOLDEADO NO ALEADO PARA USOS GENERALEGCl ases, ti pos y cal i dades de aceros mol deados no al , eados para u

?S

s

des mec6ni cas garanti zadas (val ores mni mos)7

general es ypropi ed

CLASE BNSAYO DE TRACCI ONDESIGNACION NUMERICA _-- --(SEGUN PROPUESTA

-Lo =‘5 do

RESILIENCIA DOBLADO A( 2)

180" ( 3) DUREZA

UNE 36009) Ti po Cal i dx

R E A KUF DI AMETRO DEL BRI NELLKg.mcm* MANDRIL 10- 3. 000 Kgf

-

Kgf / mm*

Kgf / mm* %h = ESPESOR

F- 8101 AM 38 a 38 ( 5) - - we

m_- em- - 105- 180F-8102 b 38 25 _ - - .

- - c-w

F-8103 C 38 i i

25 4. 0 2 h - - -

F-8104 AM 45;:

. 45

( .5 )

- - - - - - - - - - 120- 180F- 8105 45 23 22 - a-

cm

F-8106 . C 45 23 22 3: ;

3 h - - - .

F-8107 AM52 a 52 (5) - - - - - - - - 145- 180F- 8108 b 52 i i

- - - . . - w

F- 8109 C 52 26: :

; : i .

4 h LW

F- 8110 AM60 a 60

(5) - - - - mm

- - - 165- 200F-8111 b 60 30 15 - - - - - - - - -

F- 8112 C

60 30 15 1. 5 - - - - - -

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141

APENDI CE

C

FUNDIC.ION DE PARTES DE 1JNA BOMBA CENTRIFUGA

7/23/2019 7024.pdf


F

GURA 50,

- DEL

MOU E

DE

CARCASA

FIGUPA

IdO, 51,- FONDO TAPA

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FI GLM i d o

52 - FONOO Y r wHo DE LA CARCASA DE LA BOMBA

FI GURA c O 53. - COLAGO DEL METAL EN LosFKXDES

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144

FIGURE i o, Y- L- PI EZAS FI J NDI DAS, LKSTAS

A SER I WXJ I NADAS,

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BIBLIOGRAFIA

1. M. HAKKA, I nforme f i nal proyecto ONUDI si/ECU/84/801,

Andl i si s de1 Mercadoy preparaci 6n de proyectos de

fundi ci 6n en el Ecuador", Qui to, Abri l 1985.

(”

2. G. LAYBERT; - I nforme Fi nal Proyecto ONUDI si / ECUA/ 82/

801, Di agn6sti co de l a demanda de Pi ezas Fundi das

en el Ecuador", Qui to, Junio 1983.

3. J.PACHECO. "Estudi o de proceso oxi daci 6n- reducci 6n

en el converti dor LD. " (Tesi s, Facul tad de Ingenie-

ri a Mecsni ca,

Escuel a Superi or Pol i tecni ca de1 Li to-

ral , 1985) . \

4.

G. SANCHEZ. "Estudi o de l a El aboraci dn de Acero en

un converti dor LD. . " (Tesi s, Facul tad de I ngeni eri a

Meci ni ca, Escuel a Superi or Pol i tecni ca de1 Li toral ,

1982) .

5. J .LASHERAS, Esteban. Tecnol ogi a de1 Acero (3era.

edicidn,

B a r c e l o n a : Edi ci ones CEDEL, 1978).

6 : AMERICAN SOCIETY FOR METALS. M6tal s Handbook, Vol u-

m e n 1 ” (9na. edicidn, 1978), p p . 3 7 7 - 4 0 2 .

7/23/2019 7024.pdf


146

7. . A. MUR,O, Artamendi . "Agenda de Fundi ci dn (Edi tora

y di stri bui dora de publ i caci ones Tecni cas, S. L, Madri d,

1976),

pp. 86- 92.

8. J.APRAIZ BARREI RO, Fabri cati on de Hi erro Aceros y

Fundi ci ones Tomo 2”,

(lera. edi ti on; Bi l bao: . Urmo Edi

ci ones,

1978), pp. 465 - 495.

9. Hei ti e, LOPER y ROSENTHAL, "Pri nci pl es of Metal Casti ng"

(2da. edi ci dn; McGraw- Hi l l , 1967) PP. 411- 421.

10. C.CHANSING y G. HILLY. Metal urgi a Tomo II” (7ma. edi-

ci6n; Bi l bao Urmo Edi ci ones 1975)pp. I 67- 214.

11. AMERICAN SOCIETY FOR METALS, "Metal s Handbook, Vol umen

7" (8va. edi ti on, 1972)pp. 69- 86.

12. Uni ted States Steel ' The Maki ng, Shapi ng and Treati ng

of Steel " ( 9na edi ti on, Pi ttsburgh, Pennsyl vani a.

Di ci embre 1970) , pp. 1054-1066.

13. M. D. WARD, “Inf luence of ho t -meta l compos i t ion on LD.

Steel maki ng", J o u r n a l o f I r o n a n d S t e e l I n s t i t u t e

(Mayo 1970),

pp. 445- 450.

14. Wnfri ed Dahl , Kl aus w. Lange, edi tor, Ki neti cs of

Metal l urgi cal Processes Ins Steel maki ng, , "Reacti ons

Ki net i cs, basi s of processes control ; por Ni l l er P. ,

7/23/2019 7024.pdf


147

F. Marker y' H. Vol l

(Germany,1975) ,

pp. 535- 553.

15. F. H. WOEHLBI ER y G. W. RENGSTORFF, The Ki neti cs of

Al umi ni un Deoxi dati on of Steel , J ournal of Metal s,

(Mayo1967) ,

pp. 50- 53.

16. Ol ga REPETYLO, Mchel OLETTE y PaulKOZAKEVI TCH,

DeoxL

dati bn of Li qui d Steel Wi th Al umi ni um And El i mi nati on

of The Resul t i ng Al umi na, J ournal of Metal s, (Mayo

1967) ,

pp. 45- 50.

17. Ri cardo DE LA CI ERVA,Determnati on

R6pi da de Fosforo

por Cal ori metri a y Fotoabsorci ometri a en aceros al car-

bono y Fundi cones, I nsti tutode1

hi erro

yde1

acero

(Abri l1968) ,

pp. 85- 90.

18. L. I . KRUPMAN, Ci nGti ca de l a di sol uci ci n de Ferroal eaci o-

- . - - -

nes en l a cuchara de col ada de1 acero, (Mayo 1974) .

19. H. KOBUCH, L. YUNKER, "Ventaj as de l adetermnaci sn

de1

conteni do de oxi genode1

aceropara

l a aceri a.

20. Robert ATKI NSON, "LD Steel maki ng Pract i ce at consertt",

Steel Ti mes Anual Revi ew (Septi embre 1969) , pp. 105- 116.

21. Uni versi ty of Pi ttsburgh, Departament of Metal l urgi cal

and Materi al s Engi neeri ng Noter

on I ron and Steel maki ng".

7/23/2019 7024.pdf


148

22. F. J . ASENC O, A. GUTI ERREZ, A. FORMOSO, J . LORENZO y M.

CAHUE. "El Azuf re en Si derurgi a y l a desul furaci 6n

external ' Revi sta de Metal urgi a (CENI N) . Vol . 10, N

5. (Octubre 1964) , pp. 305-310.

23. NICK WUKOVICH, "Desul f uri zi ng Aci d and Basi c Steel "

Revi sta, Modern casting; (Septiembre1983),

pp. 3B-

41.

Documents

7024.pdf