REPÚBLICA DEL ECUADOR UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO UNIDAD ACADÉMICA CIENCIAS DE LA INGENIERÍA TÍTULO:
Diseño y construcción de un horno eléctrico para tratamiento térmico.
(PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO INDUSTRIAL MENCION MANTENIMIENTO) TUTOR:
Ing. Elect. Rafael Vásquez, MSC.
AUTORES:
Iván Cacoango Yucta Ángel Yánez García Freddy Loor Espinoza.
MILAGRO, JULIO DEL 2009
CERTIFICACIÓN CERTIFICACIÓN DEL TUTOR. TUTOR. En calidad de TUTOR de proyecto de investigación, nombrado por el consejo Directivo de la Unidad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Estatal de Milagro.
CERTIFICO: Que procedí al análisis del proyecto con el título de “Diseño y construcción de un horno eléctrico para tratamiento térmico.” presentado como requerimiento previo a la aprobación y desarrollo de la investigación para optar por el titulo de: Ingeniero Industrial, Mención Mantenimiento; el mismo que considero debe aceptarse por cumplir con los requisitos legales y por la importancia del tema. Presentado por los Señores:
Iván Cacoango Yucta C.I. 0918088568
Ángel Yánez García C.I.0916459282
________________________ _________________________ _ Freddy Loor Espinoza C.I. 0914638440 TUTOR:
Ing. Elect. Rafael Vásquez, MSC C.I. 0913742037 Milagro, enero del 2009
DECLARACIÓN JURADA DE LOS AUTORES. Por medio de la presente declaramos ante el Consejo Directivo de la Unidad Académica Académica Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Estatal de Milagro, que el trabajo presentado es de nuestra nuestra autoría, y no contiene material material escrito por otra persona, al no ser el referenciado debidamente debidamente en el texto, t exto, parte de él o en su totalidad no ha sido aceptado para el otorgamiento de cualquier otro diploma de una institución nacional o extranjera. Milagro, junio del 2009
___________________________ ____________________________________ _________ Iván Cacoango Yucta
___________________________ ____________________________________ _________ Ángel Yánez García
___________________________ ____________________________________ _________ Freddy Loor Espinoza
UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO UNIDAD ACADÉMICA CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA INGENIERIA INDUSTRIAL MENCION MANTENIMIENTO
EL TRIBUNAL EXAMINADOR previo a la obtención del título de: INGENIERO INDUSTRIAL, MENCION MANTENIMIENTO, otorga al presente PROYECTO EDUCATIVO las siguientes calificaciones:
TRABAJO ESCRITO:……………………………… [
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EXPOSICIÓN ORAL………………………………
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PROMEDIO…………………………………………
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EQUIVALENTE…………………………………….
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PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
PROFESOR DELEGADO
PROFESOR SECRETARIO
DEDICATORIAS.
Este proyecto está dedicado con mucho amor y cariño a mi amada Lorenita Guerrero, porque es ella quien me inspira a seguir creciendo personal, espiritual y profesionalmente, a fijarme día a día nuevas metas y luchar por alcanzarlas, a no dejarme vencer por las dificultades que se presentan, por todo ello este trabajo es por y para ella. (Iván C ac o an g o ). Este trabajo lo dedico a mi hijo Jean Rainel, el cual es mi inspiración, el motivo de mi esfuerzo, a él no solo dedicare este trabajo, sino el tiempo que Dios me de vida. Esperando que algún día el de lectura a estos pequeños párrafos y no desee ser igual a mi sino mejor, porque él se lo merece. Te amo hijo ( Án g el Y án ez ) Dedico este proyecto a mí amada madrecita, ya que sin su apoyo, su esfuerzo y dedicación, nunca hubiera logrado realizar este sueño. (F r ed d y L o o r )
AGRADECIMIENTOS. En primer lugar agradecemos a Dios, que nos ha otorgado la confianza, fuerza e inteligencia necesarias para cumplir con las metas propuestas en este proyecto. A nuestros padres, y familias quienes con su colaboración, entusiasmo y paciencia nos empujan a seguir adelante. A nuestro tutor de tesis el MSC Rafael Vásquez por su valiosa ayuda y orientación. A mí amada Lorenita. Guerrero, quien con su amor, paciencia e inteligencia me ha ayudado en todo momento, También a mis hermanas en Cristo Nelly Pico y Elbita Lara quienes me han apoyado moral y espiritualmente. ( Iván C ac o an g o ). Agradezco a mi amada esposa, la cual es mi apoyo incondicional, que sabe entenderme y está conmigo cuando más la necesito, a cada una de las personas que en algún momento, dedicaron una oración a mi favor y que de una u otra forma me impulsaron a concretar este camino. A mis compañeros de labores Iván Y Freddy por su valiosa y profesional aportación a este proyecto. A todos los involucrados gracias y que Dios les bendiga. Siempre les recordare. ( Án g el Yán ez ). A mis adorados y queridos padres Tomas y Elena por su apoyo en todo los momentos de mi vida y sus valiosos consejos para seguir siempre adelante, a mis hermanos por estar siempre a mi lado. ( F r ed d y L o o r )
ÍNDICE GENERAL. Pág.
CERTIFICACION DEL TUTOR DECLARACION JURADA DE LOS AUTORES CERTIFICACION DE DEFENSA DEDICATORIAS AGRADECIMIENTOS RESUMEN ABSTRACT INTRODUCCION CAPÍTULO I. PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del problema________________________________ 2 1.1.1 Formulación del problema_______________________________ 2 1.1.2 Sistematización del problema de investigación_______________ 2 - 3 1.1.3 Delimitación del objeto de investigación____________________ 3 1.2 Objetivos_______________________________________________ 3 1.2.1 General______________________________________________ 3 1.2.2 Específicos___________________________________________ 3 1.3 Justificación_____________________________________________ 3 - 4 CAPÍTULO II. MARCO DE REFERENCIA DE LA INVESTIGACIÓN
2.1 Antecedentes investigativos________________________________ 5 2.1.1 Problema de la investigación para la ejecución del proyecto______ 5 - 6 2.2 Marco Teórico___________________________________________ 6 2.2.1 El acero_______________________________________________ 6 2.2.2 Siderurgia_____________________________________________ 6 - 7 2.2.3 Acero de horno eléctrico__________________________________ 7 2.2.4 Procesos de acabado____________________________________ 7 - 9 2.2.5 Clasificación del acero___________________________________ 9
2.2.5.1 Aceros al carbono_____________________________________ 9 2.2.5.2 Aceros aleados________________________________________ 9 - 10 2.2.5.3 Aceros inoxidables_____________________________________ 10 2.2.5.4 Aceros de herramientas_________________________________ 10 2.2.6 Historia de tratamiento térmico________________________ _____ 11 2.2.7 El tratamiento térmico_______________________________ _____ 11-12 2.2.8 clasificación de los tratamientos térmicos_____________________ 13 2.2.9 Fases en todo tratamiento térmico_____________________ _____ 13 2.2.10 Tipos de tratamiento térmicos_____________________________ 13 2.2.10.1 templado____________________________________________ 13 2.2.10.2 Revenido___________________________________________ 13-14 2.2.10.3 Recocido___________________________________________ 14 2.2.10.4 Normalizado_________________________________________ 14-15 2.2.10.5 Cementación________________________________________ 15 2.2.10.6 Nitruración__________________________________________ 15 2.2.10.7 Cianuracion_________________________________________ 15 2.2.10.8 Carbonitruracion_____________________________________ 15 2.2.10.9 Sulfinizacion________________________________________ 15 2.2.11 Influencia de los tratamientos térmicos en la Propiedades del acero___________________________________ 16 2.2.12 Hornos de tratamientos térmicos__________________________ 17 2.2.13 Tipos de hornos de tratamientos térmicos___________________ 17 2.2.14 Aceites para tratamientos térmicos_________________________ 18 2.2.15 Resistencia eléctrica____________________________________ 18 2.215.1 Resistencias en serie__________________________________ 18-19 2.2.15.2 Resistencias en paralelo_______________________________ 19 2.2.16 Los contactores________________________________________ 20 2.217 Termocupla___________________________________________ 20 2.2.17.1 tipos de Termocupla___________________________________ 21 2.3 Marco Conceptual________________________________________ 21-22 2.4 Formulación de hipótesis___________________________________ 22 2.4.1 Hipótesis General_______________________________________ 22
2.4.2 Hipótesis Específicas____________________________________ 22 CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO
3.1 Modalidad de la Investigación_______________________________ 23 3.2 Tipo de investigación______________________________________ 23 3.3 Población y Muestra_______________________________________ 24 3.4Técnicas e instrumentos utilizados____________________________ 24 3.4.1 Encuesta realizada a los estudiantes________________________ 24- 26 3.4.2 Encuesta realizada a los propietarios de Talleres industriales_____________________________________ 27- 29 3.5 Análisis de los resultados__________________________________ 29- 30 3.5.1 Interpretación de resultados_______________________________ 31 3.5.2 Verificación de la hipótesis________________________________ 31 3.6 Conclusiones y Recomendaciones___________________________ 31 3.6.1 Conclusiones__________________________________________ 31- 32 3.6.2 Recomendaciones______________________________________ 32 CAPÍTULO IV. PROPUESTA
4.1 Tema__________________________________________________ 33 4.2 Justificación_____________________________________________ 33 4.3 Fundamentación_________________________________________ 33 4.3.1 Fortalezas_____________________________________________ 33 4.3.2 Oportunidades__________________________________________ 34 4.3.3 Debilidades____________________________________________ 34 4.3.4 Amenazas_____________________________________________ 34 4.3.5 Análisis financiero_______________________________________ 34- 37 4.4 Objetivos_______________________________________________ 38 4.5 Ubicación sectorial y física__________________________________ 38 4.6 Factibilidad______________________________________________ 38 4.7 Descripción de la propuesta_________________________________ 38- 41 4.7.1 Actividades____________________________________________ 41- 42 4.7.1.1 Descripción de las actividades____________________________ 42
4.7.1.2 Selección de las resistencias eléctricas_____________________ 42 4.7.1.3 Selección del aislamiento térmico_________________________ 42- 43 4.7.1.4 Calculo de consumo eléctrico____________________________ 44 4.7.1.5 Calculo del costo de un tratamiento térmico_________________ 44- 45 4.7.1.6 Manufactura de elementos del horno______________________ 46- 66 4.7.2 Recursos______________________________________________ 66- 69 4.7.3 Planos del proyecto______________________________________ 69 4.7.4 Hojas de proceso del proyecto_____________________________ 69 4.8 Impacto_________________________________________________70 4.9 Lineamientos para evaluar la propuesta_______________________ 70 CAPÍTULO V ANEXOS 5.1 Manual de mantenimiento del horno eléctrico________________________ 71-78 5.2 Señaletica____________________________________________________ 78 5.3 planos del proyecto_____________________________________________ 79 5.4 Hojas de proceso del proyecto____________________________________ 80
5.5 Manual de controlador CB100 ______________________________ 81 BIBLIOGRAFIA___________________________________________________ 82
UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA INGENIERIA INDUSTRIAL MENCION MANTENIMIENTO Autores: Iván Cacoango Yucta Ángel Yánez García Freddy Loor Espinoza Tutor: Ing. Elect. Rafael Vásquez, MSC. RESUMEN El presente proyecto va encaminado a mejorar la enseñanza-aprendizaje en el área de ingeniería industrial, en la cátedra de ciencias de los materiales, que está relacionada con otras materias como resistencia de los materiales, procesos de manufactura, etc. Que se imparten dentro de la malla curricular de esta carrera. Actualmente los estudiantes de esta carrera, poseen sólidos conocimientos teóricos, pero carecen de la habilidad de llevar a cabo lo teórico con la práctica, debido a que la universidad no cuenta con el equipo necesario. Los docentes no pueden tampoco realizar una práctica real debido a la falta de este equipo, muchas veces se han trasladado a la ciudad de Guayaquil para tan solo observar cómo se realiza un tratamiento térmico. Por lo que este proyecto permitirá relacionar la teoría con la práctica, a su vez que deja abierta la posibilidad que la universidad preste servicio a la comunidad.
UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA INGENIERIA INDUSTRIAL MENCION MANTENIMIENTO Autores: Iván Cacoango Yucta Ángel Yánez García Freddy Loor Espinoza Tutor: Ing. Elect. Rafael Vasquez, MSC. ABSTRACT The present project goes guided to improve the teaching-learning in the area of industrial engineering, in the class of sciences of the materials that is related with other matters like resistance of the materials, factory processes, etc. That they are imparted inside the curricular mesh of this career. At the moment the students of this career, possess solid theoretical knowledge, but they lack the ability of carrying out the theoretical thing with the practice, because the university doesn't have the necessary team. The educational ones neither cannot carry out a real practice due to the lack of this machine; many times they have moved to the city of Guayaquil for so alone to observe how it is carried out a thermal treatment. For what this project will allow to relate the theory with the practice, in turn that it leaves open the possibility that the university lends service to the community.
INTRODUCCIÓN
El presente proyecto muestra de una manera clara y comprensible, la construcción, uso y manejo de un horno eléctrico para tratamientos térmicos el mismo que será usado para impartir las clases de ciencias de los materiales en la carrera de ingeniería industrial de la Universidad Estatal de Milagro, siendo su objetivo principal aumentar la calidad de la enseñanza y aprendizaje. Además, también se muestra el beneficio de ofrecer el servicio técnico de tratamiento térmico a la comunidad de la ciudad de Milagro que lo requiera, pues en los talleres de esta ciudad no se cuenta con este tipo de equipo. El trabajar con el acero, muestra una multitud de aplicaciones, siendo el tratamiento térmico, uno de los procesos principales en el área industrial, para las aplicaciones en utillajes, trasmisiones mecánicas, durezas superficiales, maquinabilidad, etc. Los estudiantes de esta prestigiosa carrera, tienen los conocimientos teóricos y toda la voluntad de seguir aprendiendo; este equipo les brindara la competencia de aplicar la teoría a la práctica. Nuestro trabajo de diseño y construcción de este equipo es con fines didácticos, pudiendo llegar a la parte operativa en serie.
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CAPÍTULO I PROBLEMA DE LA INVESTIGACION
1.1 Planteamiento del Problema. El problema sobre prácticas de tratamiento térmico, se evalúa en los siguientes puntos:
PRONOSTICO De persistir este problema produciría que los egresados que salgan de esta carrera no gocen de una aceptación total por parte de las empresas.
CONTROL DEL PRONÓSTICO El diseño y construcción del horno eléctrico para tratamiento térmico es la solución para eliminar la ausencia de práctica.
1.1.1 Formulación del problema de investigación ¿Cuál es el impacto en el nivel de preparación del estudiante de Ingeniería industrial de la UNEMI por la ausencia de equipos de práctica de tratamiento térmico?
1.1.2 Sistematización del Problema de investigación.
¿Por qué existe la deficiencia en prácticas de tratamientos térmicos del estudiante de ingeniería industrial de la UNEMI? 2
¿Por qué los talleres industriales en la Ciudad de Milagro no realizan trabajos sobre tratamientos térmicos?
1.1.3 Delimitación del problema de la investigación Este proyecto se centra en la solución de la deficiencia en las practicas de tratamientos térmicos en la carrera de ingeniería industrial de la Universidad Estatal de Milagro.
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Objetivos del Proyecto
1.2.1 Objetivo General Equipar a la Unidad Académica Ciencias de la Ingeniería, de un horno eléctrico para realizar tratamientos térmicos a los materiales ferrosos.
1.2.2 Objetivos Específicos
Poner en marcha el horno de tratamiento térmico para que los estudiantes de ingeniería industrial, puedan realizar las prácticas sobre tratamientos térmicos, eliminando las deficiencias
y fortaleciendo sus conocimientos
teóricos.
Ofrecer el servicio de capacitación externa sobre tratamientos térmicos con el uso del horno eléctrico.
1.3 Justificación del Proyecto El análisis realizado sobre las necesidades que tiene la Unidad Académica en el área de Ingeniería Industrial y que beneficie a los estudiantes de esta carrera, es la construcción de un horno eléctrico para realizar prácticas de tratamiento térmico. En cuanto al mercado externo, este proyecto es rentable debido a que los propietarios de talleres no tienen el conocimiento ni el equipo para realizar este tipo de servicio tan útil para el sector industrial. Por lo que la Universidad lo podría 3
también utilizar
para realizar capacitaciones, brindar el servicio técnico a la
comunidad. Este proyecto será financiado en su totalidad, por quienes integramos este equipo de trabajo. Demostrando así que con inversiones bajas se puede construirlos en procesos en serie.
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CAPÍTULO II MARCO DE REFERENCIA DE LA INVESTIGACION 2.1 Antecedentes Investigativos. La Carrera de Ingeniería Industrial, cuando se creó, no contaba con talleres para realizar las prácticas en las asignaturas orientadas a procesos industriales. Actualmente posee talleres de soldadura eléctrica y a gas, mecánica automotriz, hidráulica-neumática, electrónica, faltándole aun mas ; luego de analizar las necesidades que tiene la Unidad Académica dentro del área de Ingeniería Industrial, se estableció la necesidad en la construcción de un horno eléctrico para realizar tratamientos térmicos a los materiales ferrosos, que reforzaran los conocimientos teóricas de las asignaturas como: ciencias de los materiales, resistencia de los materiales, que se imparten en la malla curricular de esta carrera, además servirá para reforzar la enseñanza-aprendizaje del estudiante y catedrático. Logrando de esta manera que la Universidad entregue al mercado laboral, un profesional mas adiestrado en Ingeniería Industrial.
2.1.1 Problema de la investigación para la ejecución del proyecto. La falta de equipos para realizar prácticas de tratamiento térmico en la Universidad Estatal de Milagro es la causa del bajo conocimiento del estudiante de la Facultad de Ingeniería Industrial en éste ámbito. De igual modo por la ausencia de estos equipos para realizar las prácticas de tratamiento térmico en la Universidad Estatal de Milagro, ocasiona que el interés del estudiante disminuya, saliendo profesionales con deficiencias es esta área técnica. 5
2.2 Marco Teórico. 2.2.1 El acero El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades. Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus propiedades físicas con intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de la proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.
2.2.2 Siderurgia. La siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contiene un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los aceros. En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas hierros contienen más carbono que algunos aceros comerciales. Los distintos tipos de aceros contienen entre el 0,04 y el 2.25% de carbono. El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Para fabricar 6
aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que pueden ser manganeso, silicio o cromo.
2.2.3 Acero de horno eléctrico. En algunos hornos el calor para fundir y refinar el acero procede de la electricidad y no de la combustión de gas. Como las condiciones de refinado de estos hornos se pueden regular más estrictamente, los hornos eléctricos son sobre todo útiles para producir acero inoxidable y aceros aleados que deben ser fabricados según unas especificaciones muy exigentes. El refinado se produce en una cámara hermética, donde la temperatura y otras condiciones se controlan de forma rigurosa mediante dispositivos automáticos. En las primeras fases de este proceso de refinado se inyecta oxígeno de alta pureza para aumentar la temperatura del horno y disminuye el tiempo necesario para producir el acero. En la mayoría de los casos, la carga está formada casi exclusivamente por material de chatarra. Antes de poder utilizarla, la chatarra debe ser analizada y clasificada. También se añaden otros materiales, como pequeñas cantidades de mineral de hierro y cal seca, para contribuir a eliminar el carbono y otras impurezas. Los elementos adicionales para la aleación se introducen con la carga o después, cuando se vierte a la cuchara de acero.
2.2.4 Procesos de acabado Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminado los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. El acabado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia. El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso 7
de termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero.
Figura N 1 Muestra las diversas formas que adquire un lingote de acero. ˚
El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de debaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir raíles o ríeles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada. Los procesos de fabricación modernos requieren gran cantidad de chapa de acero delgada. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5m. Estos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabaja. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren.
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Figura N 2 Proceso de laminación continua por medio de trenes de laminación. ˚
El sistema de colada continua, en cambio, produce una plancha continua de acero con un espesor inferior a 5 cm, lo que elimina la necesidad de trenes de desbaste y laminado en bruto.
2.2.5 Clasificación del acero. Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables y aceros de herramientas.
2.2.5.1 Aceros al carbono. El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc.
2.2.5.2 Aceros aleados. Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio 9
y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.
2.2.5.3 Aceros inoxidables Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.
2.2.5.4 Aceros de herramientas. Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.
Figura N 3 Diversas herramientas fabricadas con acero. ˚
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2.2.6 Historia del tratamiento térmico. Los griegos descubrieron hacia el 1000 a. C. una técnica para endurecer las armas de hierro mediante un tratamiento térmico. Todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para obtener estas aleaciones, se calentaba en un horno una masa de mineral de hierro y carbón vegetal. Mediante este tratamiento se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro llena de escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta masa esponjosa se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para eliminar la escoria y darle una determinada forma. El hierro que se producía en estas condiciones solía tener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En algunas ocasiones, y por error, solían producir autentico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro acabaron por aprender a fabricar acero, calentando hierro forjado y carbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero. Después del siglo XIV se aumento el tamaño de los hornos empleados para fundir. En estos hornos, el mineral de hierro de la parte superior se convertía en hierro metálico y a continuación absorbía mas carbono debido a los gases que lo atravesaban. Como resultado daba arrabio, un metal que funde a temperatura menor que el hierro y el acero. Posteriormente se refinaba el arrabio para obtener acero. En la producción moderna de acero se emplean altos hornos que son modelos perfeccionados de los que se usaban antiguamente. El arrabio se refina mediante chorros de aire. Este invento de debe a un británico llamado Henry Bessemer, que en 1855 desarrollo este inventó.
2.2.7 El Tratamiento Térmico. El término tratamiento térmico describe un proceso en el cual una herramienta o parte de una herramienta se somete intencionalmente a una secuencia específica de tiempo - temperatura. En algunos casos, la pieza puede ser sometida adicionalmente a otras influencias químicas y/o físicas. El objetivo del tratamiento térmico es conferirle a la pieza propiedades requeridas para procesos de transformación posteriores o para su aplicación final.
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Un proceso de tratamiento térmico puede provocar transformaciones de los constituyentes estructurales sin modificar la composición química promedio del material. Al final del tratamiento térmico, los componentes estructurales pueden estar en equilibrio (por ejemplo ferrita + carburos después del recocido) o no (por ejemplo martensita después del temple). El tratamiento térmico también puede causar cambios en el tamaño, forma o distribución de los componentes estructurales sin cambiar el tipo constituyente (por ejemplo en el recocido). También es posible cambiar el contenido de ciertos estructurales en la zona superficial (por ejemplo cementación), o cambiar la intensidad y distribución de las tensiones internas (por ejemplo distensionado). A continuación se puede apreciar varios elementos a los que se les realiza un tratamiento térmico.
Figura N 4 Diversos elementos ferrosos aplicables al tratamiento térmico. ˚
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2.2.8 Clasificación de los tratamientos térmicos. Los tratamientos térmicos pueden dividirse en dos grandes grupos:
Tratamientos sin cambio de composición, es decir, aquellos en cuyo tratamiento no varían los componentes.
Tratamientos con cambio de composición, los que añaden nuevos elementos a sus propios componentes o cambian la proporción de los existentes. De aquí que se llamen con más propiedad Tratamientos Termoquímicos.
2.2.9 Fases en todo tratamiento térmico En todo tratamiento térmico se distinguen tres fases:
Calentamiento hasta la temperatura adecuada.
Mantenimiento a esa temperatura hasta obtener uniformidad térmica.
Enfriamiento a la velocidad adecuada.
De acuerdo con las variantes de estas fases se obtienen los distintos tratamientos térmicos, a continuación el grafico ilustra el tipo de grano a obtenerse en un acer o en función de su temperatura.
2.2.10 Tipos de tratamientos térmicos. 2.2.10.1 Templado: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950ºC) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
2.2.10.2 Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros 13
templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
Figura N 5 Microestructura del acero al realizar templado o revenido. ˚
2.2.10.3 Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
2.2.10.4 Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido. Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. 14
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
2.2.10.5 Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.
2.2.10.6 Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial, aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas comprendidas entre 400 y 525 ºC, dentro de una corriente de gas amoniaco, más nitrógeno.
2.2.10.7 Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas entre 760 y 950 ºC.
2.2.10.8 Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoniaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de 650 a 850 ºC y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.
2.2.10.9 Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura ( 565 ºC) en un baño de sales.
15
2.2.11Influencia de los tratamientos térmicos en las propiedades de los aceros. El acero es una aleación de hierro y carbono que contiene otros elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su utilización en la industria metalmecánica. Los otros principales elementos de composición son el cromo, tungsteno, manganeso, níquel, vanadio, cobalto, molibdeno, cobre, azufre y fósforo. A estos elementos químicos que forman del acero se les llama componentes, y a las distintas estructuras cristalinas o combinación de ellas constituyentes. Los elementos constituyentes, según su porcentaje, ofrecen características específicas para determinadas aplicaciones, como herramientas, cuchillas, soportes, etcétera. La diferencia entre los diversos aceros, tal como se ha dicho depende tanto de la composición química de la aleación de los mismos, como del tipo de tratamiento térmico a los que se les somete. Las propiedades mecánicas de las aleaciones de un mismo metal, y en particular de los aceros, reside en la composición química de la aleación que los forma y el tipo de tratamiento térmico a los que se les somete. Los tratamientos térmicos modifican la estructura cristalina que forman los aceros sin variar la composición química de los mismos. Esta propiedad de tener diferentes estructuras de grano con la misma composición química se llama polimorfismo y es la que justifica los tratamientos térmicos. Técnicamente el poliformismo es la capacidad de algunos materiales de presentar distintas estructuras cristalinas, con una única composición química, el diamante y el grafito son polimorfismos del carbono . La α-ferrita, la austenita y la δ-ferrita son polimorfismos del hierro. Esta propiedad en un elemento químico puro se denomina alotropía.
16
2.2.12 Hornos de tratamientos térmicos
Figura N 6 Horno electrico para trabajos livianos ˚
El horno es el elemento principal de los tratamientos térmicos es un instrumento constituido por una caja susceptible de calentamiento y que permite el control y la regulación del tiempo, de la temperatura, de la atmósfera, y de las velocidades de calentamiento y de enfriamiento.
2.2.13 Tipos de hornos de tratamientos térmicos Existen diferentes tipos de hornos para los procesos de tratamiento térmico. La elección del horno debe tomarse teniendo en cuenta el tamaño y forma de la pieza, el número de piezas (tamaño del lote) y las temperaturas de tratamiento térmico del material. Adicionalmente, debe considerarse el tipo de calentamiento y el medio de enfriamiento que habrán de ser usados. Los hornos pueden ser eléctrico (por resistencia, por inducción); a Gas, a fuel Oil. Según la atmósfera reinante en el horno: Vació, Neutra (Argón, Helio, Nitrógeno), Reductora (Exogas, Endoga, Amoniaco Disociado, Hidrogeno de atmósfera sintética. Según la Solera: Discontinua, Continúa, (Horizontal, Vertical).
17
2.2.14 Aceites para tratamientos térmicos 1.- Aceites convencionales: Es aquel que no contiene aditivos que alteren sus características de enfriamiento. Los aceites convencionales son fracciones producidas por destilación de aceites crudos y seleccionados según sus viscosidades, alrededor de 100 SUS a 37 °c 2.- Aceites de Temple Rápido: Son porciones de menos viscosidad y contiene aditivos desarrollados especialmente, cuyo efecto sobre las características de enfriamiento del aceite promover una velocidad de enfriami ento mucho más rápida.
2.2.15 Resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica. es la dificultad que tiene la corriente eléctrica. ( Intensidad, amperaje, A ) para circular por un componente resistivo, se mide en ohmios y su letra representativa es la omega Ω. El factor resistivo en electrónica se aprovecha para crear caídas de tensión, controlar intensidades, modificar tiempos de carga y descarga en condensadores para variar la frecuencia en osciladores y un sin fin de utilidades... En definitiva, las resistencias sirven para limitar el flujo de la electricidad según las necesidades de nuestro circuito.
2.2.15.1 Resistencias en serie. Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente. Para determinar la resistencia equivalente de una asociación serie imaginaremos que ambas, figuras 4a) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial, UAB. Si aplicamos la segunda ley de Kirchhoff a la asociación en serie tendremos:
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente:
Finalmente, igualando ambas ecuaciones se obtiene que: 18
Y eliminando la intensidad:
Por lo tanto, la resistencia equivalente a n resistencias montadas en serie es igual a la suma de dichas resistencias.
2.2.15.2 Resistencias en paralelo. Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas la resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB. Para determinar la resistencia equivalente de una asociación en paralelo imaginaremos que ambas, figuras 4b) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada, UAB, lo que originará una misma demanda de corriente eléctrica, I. Esta corriente se repartirá en la asociación por cada una de sus resistencias de acuerdo con la primera ley de Kirchhoff:
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente se cumple:
Igualando ambas ecuaciones y eliminando la tensión UAB:
De donde:
Por lo que la resistencia equivalente de una asociación en paralelo es igual a la inversa de la suma de las inversas de cada una de las resistencias. 19
2.2.16 Los Contactores. Los contactores eléctricos son dispositivos electromecánicos ubicados en el panel de control de la grúa, que se “abren” y “cierran” al oprimir los botones de la estación de control (botonera). Cuando un contactor eléctrico está “cerrado” el circuito se cierra y el motor impulsor se enciende. Los contactores normalmente se gastan porque al “cerrarse” se produce una chispa entre las dos puntas metálicas que cierran el circuito. Con el tiempo, éstas chispas desgastan las puntas metálicas o generan residuos no conductores que se acumulan en las puntas.
Figura N 7 Contactores en trabajo ˚
2.2.17 Termocupla. Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura. Por ejemplo, una termocupla "tipo J" está hecha con un alambre de hierro y otro de constantán (aleación de cobre y níquel) Al colocar la unión de estos metales a 750 °C, debe aparecer en los extremos 42.2 milivolts.
20
2.2.17.1 Tipos de termocuplas Existen una infinidad de tipos de termocuplas, en la tabla aparecen algunas de las más comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son del tipo J ó del tipo K. La siguiente tabla muestra los tipos de termocuplas.
Figura N 8 Tabla de tipos de termocuplas. 2.3
Marco Conceptual.
Para la elaboración de este proyecto, se invocan distintos enfoques conceptuales acerca del tratamiento térmico, los mismos que se exponen a continuación:
Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades ROCKWEL C (HRC), mediante el test del mismo nombre. 21
Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero.
Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple.
Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura.
Normalizado: Tiene por objeto dejar un material en estado normal.
Austenita : Denominación de la estructura cristalina CCC del hierro.
Cementita Compuesto intermetálico duro y frágil, Fe C, que cuando se ₃
dispersa apropiadamente proporciona el endurecimiento en los aceros.
Ferrita: Denominación de la estructura cristalina del hierro.
Martensita: Fase metaestable formada en el acero y otros materiales a través de una transformación atérmica sin difusión.
2.4 Formulación de la hipótesis. 2.4.1 Hipótesis General Los principales factores que influyen para que los estudiantes no puedan realizar prácticas sobre tratamientos térmicos es que no existen los equipos en los talleres de la universidad, ni en los talleres en la ciudad de Mil agro.
2.4.2 Hipótesis Particular
La falta de equipos para tratamiento térmico ocasiona las deficiencias en prácticas del estudiante de la carrera de Ingeniería Industrial.
El
desconocimiento sobre los procesos de tratamientos térmicos, que sirven
para elevar la calidad del producto, ocasionan que los talleres en la ciudad de Milagro no realicen este servicio.
22
CAPÍTULO III MARCO METODOLOGICO 3.1 Modalidad de la investigación. La modalidad de la investigación en este proyecto se ha definido como un medio de conocer y de investigar el diseño, construcción y manejo de un horno eléctrico para tratamiento térmico, mediante una serie de encuestas a estudiantes de Ingeniería Industrial y propietarios de talleres industriales de la ciudad de Milagro para eliminar la deficiencia en prácticas de tratamiento térmico.
3.2 Tipo de Investigación Según el nivel de conocimiento científico al que se espera llegar con el estudio de la importancia en la aplicación del tratamiento térmico, se considera una investigación de tipo de campo , porque se trata de indagar el comportamiento de un conjunto de variables que se asocian con el objeto de estudio de la investigación, que se inicia a través de un trabajo de campo, utilizando encuestas, que permitirá explorar una situación particular de interés.
Es De campo: Porque se la realiza en el lugar donde ocurren los hechos. Es Aplicada: Por su uso para datos estadísticos. Es Explicativa: Tiende a dar respuestas a incógnitas. Es Experimental: porque es práctica. 3.3 Población y muestra. 23
Población: La población que hemos escogido para realizar esta investigación, son los estudiantes de ingeniería industrial de la UNEMI, a partir del cuarto semestre de estudios y los talleres industriales de Milagro, ubicados en el casco comercial. Muestra: Tomaremos la totalidad de la población. Por lo tanto tenemos una muestra de 84 estudiantes y 26 talleres. Por lo tanto el error en la investigación es CERO. Métodos: Los métodos que usamos en esta investigación son: científico, estadístico, teórico, analítico, inductivo, histórico, empírico. Partiendo del método científico como fundamento de la investigación.
3.4 Técnicas e instrumentos utilizados. Las técnicas e instrumentos que usamos son las encuestas, que fueron realizadas a los estudiantes de la UNEMI de Ingeniería Industrial matriculados a partir del cuarto semestre. Y los talleres ubicados en el centro de la ciudad de Milagro, cuyas encuestas fueron realizadas en sus propios establecimientos.
3.4.1 Encuesta realizada a los estudiantes. 1.- ¿Ha realizado prácticas de tratamiento térmico? Si
NO
1.- ¿Ha realizado prácticas de tratamiento térmico? ALTERNATIVA
CONSULTADOS
PORCENTAJE%
SI NO
1
1
83
99
Tabla N 1 Datos y resultados de la pregunta # 1
24
Figura N 9 Resultados de la pregunta # 1 de la encuesta a los estudiantes Interpretación: la mayoría de los estudiantes no han realizado prácticas de tratamiento térmico. Resultados: el 1% ha realizado tratamiento térmico y el 99% no lo ha hecho . 2.- ¿Tienes conocimientos sobre Tratamientos térmicos? Si
NO
2.- ¿Tienes conocimientos sobre tratamientos térmicos? ALTERNATIVA
CONSULTADOS
PORCENTAJE%
SI NO
82
98
2
2
Tabla N 2 Datos y resultados de la pregunta # 2
Figura N 10 Resultados de la pregunta # 2 de la encuesta a los estudiantes Interpretación: la mayoría de los estudiantes tienen conocimientos sobre tratamiento térmico. 25
Resultados: el 98% tiene conocimientos sobre este tema y el 2% no lo sabe
3.- ¿Conoces talleres en Milagro donde se realice tratamientos térmicos? Si
NO
3.- ¿Conoce talleres en Milagro donde se realice tratamiento térmico? ALTERNATIVA
CONSULTADOS
PORCENTAJE%
SI NO
0
0
84
100
Tabla N 3 Datos y resultados de la pregunta # 3
Figura N 11 Resultados de la pregunta # 3 de la encuesta a los estudiantes Interpretación: la totalidad de los estudiantes desconoce donde se realizan este tipo de trabajo técnico. Resultados: el 100% desconoce sobre lugares donde se realice este trabajo. 26
3.4.2 Encuesta realizada a los propietarios de talleres industriales de Milagro Nombre del Taller: Teléfono: 1.- ¿Tiene Conocimientos sobre tratamientos térmicos? SI
NO
1.- ¿Tiene conocimientos sobre tratamiento térmico? ALTERNATIVA
SI NO
CONSULTADOS 4
PORCENTAJE% 15
22
85
Tabla N 4 Datos y resultados de la pregunta # 1 de encuesta a los propietarios de talleres industriales.
Figura N 12 Resultados de la pregunta # 1 de la encuesta a los propietarios de talleres industrialesInterpretación: la totalidad de los técnicos desconoce sobre este tema. Resultados: el 85% desconoce sobre el tema.
27
2.- ¿Conoce cuales son los equipos para realizar tratamientos térmicos? SI
NO
2.- ¿Conoce cuales son los equipos para realizar tratamiento térmico? ALTERNATIVA
CONSULTADOS
PORCENTAJE%
SI NO
2
8
24
92
Tabla N 5 Datos y resultados de la pregunta # 2 de encuesta a los propietarios de talleres industriales
Figura N 13 Resultados de la pregunta # 2 de la encuesta a los propietarios de talleres industrialesInterpretación: la totalidad de los técnicos desconoce sobre este tema. Resultados: el 92% desconoce sobre el tema.
28
3.- ¿Conoce el costo de un tratamiento térmico? SI
NO
3.- ¿Conoce el costo de un tratamiento térmico? ALTERNATIVA
SI NO
CONSULTADOS 0
PORCENTAJE% 0
26
100
Tabla N 6 Datos y resultados de la pregunta # 3 de encuesta a los propietarios de talleres industriales
Figura N 14 Resultados de la pregunta # 3 de la encuesta a lo s propietarios de talleres industriales Interpretación: la totalidad de los técnicos desconoce sobre este tema. Resultados: el 100% desconoce sobre el tema.
29
3.5 Análisis de resultados. Analizando los resultados, se determino que los estudiantes p oseen el conocimiento teórico pero la ausencia de los equipos frena la calidad de educación. DATOS
CONSULTADOS
PORCENTAJE%
Practicas Conocimientos
1
1
83
99
Tabla N 6 Muestra los resultados de la encuesta acerca de la realización de ˚
prácticas de tratamientos térmicos a 84 estudiantes, donde solo uno ha realizado dicha práctica. a) En la siguiente figura se aprecia lo expuesto, donde la los conocimientos teóricos están bien arraigados en el estudiante pero su práctica es bien baja.
Figura N 15 Pastel de resultados sobre la encuesta del nivel de practicas en ˚
estudiantes. b) Y con respectos a los talleres no poseen los equipos por desconocimientos sobre este tema. Talleres
Practicas en otras áreas Conocimientos
CONSULTADOS 26
PORCENTAJE% 100
0
0 30
Tabla N˚7 Muestra los resultados de la encuesta acerca de la realización de prácticas de tratamientos térmicos a los propietarios de los talleres en la ciudad de Milagro, donde ninguno de ellos realiza este procedimiento.
Figura N 16 Pastel de resultados a propietarios de talleres industriales en la ˚
ciudad de Milagro, donde el 100% no realiza este servicio técnico. 3.5.1Interpretación de resultados. En los objetivos, las hipótesis y las encuestas del proyecto, quedo como resultado que es muy necesario y aplicable la construcción de este horno eléctrico para tratamientos térmicos.
3.5.2 Verificación de hipótesis.
Se ha comprobado a través de las encuestas y los resultados obtenidos que la deficiencia en prácticas de tratamiento térmicos de los estudiantes de la UNEMI se debe a la falta de equipos donde puedan aplicar sus sólidos conocimientos teóricos. 31
Además se comprobó por medio del estudio de mercado que la construcción de este proyecto es rentable debido a que los talleres de Milagro no poseen este equipo por su desconocimiento sobre tratamientos térmicos.
3.6 Conclusiones y Recomendaciones 3.6.1 Conclusiones Hemos
comprobado la necesidad y aplicación de construir el horno electrico
para tratamiento térmico. De
Igual modo la factibilidad en construirlo con recursos propios, aplicando los
conocimientos adquiridos en el pensum de estudios académicos combinamos la parte técnica con lo administrativo y presupuesto. La
mayoría de los estudiantes de la UNEMI de Ingeniería Industrial, tienen el
conocimiento técnico para ejecutar labores de tratamientos térmicos, afirmando ellos que este proyecto es dinámico y les permitirá adquirir una educación técnica de mejor calidad. La
relación de costo beneficio es muy favorable, siendo una utilidad de
ochenta y un centavos por cada dólar de inversión, además de los valores que se generarían por las capacitaciones externas, además del prestigio que se incrementaría de la universidad posicionándola como una de las mejores de América latina.
32
Figura N 17 Muestra el valor del TIR y VAN del Proyecto
La
UNEMI puede además de dar cursos de capacitación sobre tratamientos
térmicos a personal externo, construir en serie y venderlos a los talleres. Pues es un proyecto rentable.
3.6.2 Recomendaciones Entre las recomendaciones que damos referentes a este equipo citamos las siguientes:
Capacitar a los docentes en el uso y mantenimiento preventivo de este equipo.
Utilizarlo para dar cursos externos.
Construirlos en serie para venderlo a los talleres.
Brindar el servicio técnico a la comunidad.
33
CAPITULO IV PROPUESTA 4.1 Tema El tema que hemos seleccionado para este trabajo es: construcción de un horno eléctrico para tratamiento térmico.
4.2 Justificación Los estudiantes no cuentan con los equipos para realizar tratamientos térmicos a los aceros, complementando así sus conocimientos teóricos, ni tampoco un lugar adecuado en la ciudad de Milagro que le permita hacerlo externamente, por lo tanto este horno eléctrico de tratamiento térmico, se encargara de permitirles desarrollar estas competencias, aplicar sus conocimientos de modo real. La tendencia será obtener estudiantes con destrezas y competencias teóricas practicas, mejorando la calidad de la enseñanza e incluso la Universidad podría ofrecer este servicio técnico a las empresas industriales ubicadas en su entorno. La perspectiva es construir este equipo y donarlo a la universidad, para la enseñanza de este trabajo técnico.
4.3 Fundamentación. Este proyecto está fundamentado en el siguiente análisis de situación actual.
4.3.1Fortalezas.
34
Los estudiantes poseen el conocimiento teóricos
Deseos de superación y aprendizaje.
4.3.2 Oportunidades.
Dar cursos de capacitación a personal externo.
Brindar el servicio técnico.
Suministrar de este equipo a los talleres.
Ampliar la calidad de aprendizaje.
4.3.3 Debilidades. Falta
de fondos propios.
No existen los equipos para realizar prácticas de tratamiento térmico en la universidad.
Los talleres no poseen equipos ni el conocimiento para dar este tipo de servicio técnico
Se necesita un espacio físico en los talleres de la UNEMI.
Ausencia de equipos que midan la dureza.
4.3.4 Amenazas. La deserción de estudiantes si llegara a instalarse otra universidad que posea estos equipos.
4.3.5 Análisis Financiero En los siguientes gráficos, se explica todo lo que ha inversiones se refiere con este proyecto y la factibilidad de hacerlo en serie.
35
Figura N 18 Muestra un resumen de las inversiones para el proyecto.
Figura N 19 Detalle de inversiones del proyecto.
36
Figura N 20 Cronograma de desembolsos.
Figura N 21 presupuesto del proyecto.
37
Figura N 22 Plan de financiamiento.
Figura N 23 Estado de resultados. 38
4.4 Objetivos del proyecto.
Tener área especifica para capacitación especializada.
Eliminar costos de traslado para prácticas.
Ser altamente competitivos.
Educación de primer nivel.
4.5 Ubicación sectorial y física. La ubicación de trabajo de este equipo será en los talleres de Ingeniería Industrial de la Universidad Estatal de Milagro.
4.6 Factibilidad. La programación de las actividades que contemplan las pasos a seguir para la construcción, instalación en el área física establecido por la UNEMI y pruebas de funcionamiento del horno eléctrico para tratamiento térmico, requieren una programación razonable de las diversas actividades y recursos para alcanzar el fin de este proyecto. La programación del proyecto es sencilla, establecimos una lista de tareas y sus fechas de comienzo y fin. En lo que al presente proyecto se refiere, la programación será sencilla y clara, con el objeto de facilitar la lectura del mismo.
4.7 Descripción de la propuesta. Este proyecto consiste en la construcción y puesta en funcionamiento de un horno eléctrico para realizar tratamiento térmico a los aceros, teniendo las siguientes dimensiones en cuanto a su área útil que es de 200 X 200 X 250 (mm) de ancho, altura y profundidad. Que servirá para trabajos en piñones, ejes y tornillería que este dentro del rango de dimensiones útiles. Consta de 8 resistencias eléctricas, tipo espiral, diámetro del alambre 1.5mm; diámetro de la espiral 12.5mm y un paso de 1.5 mm entre espirales. 39
La potencia de cada resistencia es de 1200w, generando una temperatura de hasta 1200˚C, las mismas que trabajaran en paralelo en circuito bipartito (cuatro resistencias para cada contactor) que son controladas por un solo micro. El área útil está formada por ladrillo ALUM 50.
Figura N 24 Datos técnicos del ladrillo refractario ALUM 50.
40
También del cemento refractario CONCRAX 1300, Morteros SUPER AEROFRAX, cubierto externamente por un aislamiento de fibra
cerámica SPUN FIBERT
BLANKET de 50 mm de espesor por lado.
Figura N 25 datos técnicos del cemento refractario CONCRAX 1300. El sistema de alimentación es a 220 v monofásicos, con dos CONTACTORES de 40 amperios, y un sistema de control automático con una termocupla tipo “J”, la cual
tiene un rango de trabajo de 0 a 1325 C y un micro controlador.
41
Figura N 26 Datos técnicos del Mortero AEROFRAX.
4.7.1 Actividades En el siguiente diagrama de Gantt, que es la herramienta utilizada para la planeación de las actividades, estableciendo un entrelazo lógico entre las mismas, lo presentamos a continuación:
42
. Nombre de Tarea o Numero actividad APROBACIÓN 1 PROYECTO 2 PLANOS DEL DISEÑO COTIZACIONES Y 3 SELECCIÓN 4 REFRACTARIOS FABRICACIÓN 5 CARCASA 6 SISTEMA ELÉCTRICO
7 8 9
Duración Comienzo 30dias
DIC
ENE
FEB MAR ABR MAY
01/01/2009
REDACCI N DE MEMORIA TÉCNICA
PRUEBAS DEL EQUIPO FUNCIONAMIENTO
Tabla N 8 Diagrama de Gantt de actividades principales
4.7.1.1
Descripción de las actividades.
4.7.1.2
Selección de las resistencias eléctricas.
Para la selección de estos elementos, tomamos como referencia el voltaje de alimentación, 220 voltios, la temperatura de trabajo promedio a desarrollar en este caso 1000 C y la potencia de consumo de cada resistencia en este caso 1200 watts, con las dimensiones de trabajo del horno, revisando el catalogo técnico sobre constructores de resistencias eléctricas industriales seleccionamos la empresa KGV ubicada en la ciudad de Guayaquil en la avenida del ejercito y Argentina, Estas s resistencias son de tipo espiral, diámetro del alambre 1.5mm; diámetro de la espiral 12.5mm y un paso de 1.5 mm entre espirales.
4.7.1.3
Selección del aislamiento térmico.
Tomamos como datos conocidos, la temperatura máxima de trabajo en este caso 1200 C y el tiempo de disipación de la temperatura cuando el horno se encuentre fuera de servicio, pero cerrado, será de 24 horas Y con una temperatura externa cuando este a plena carga de 60C. Revisando los catálogos de nuestro proveedor (EROC) de refractarios, seleccionamos la fibra de cerámica, SPUN FIBER BLANKET 43
JUN
porque se adecua a este tipo de trabajo, temperatura y es más compacta, con un espesor de 50mm por lado, que recubrirá toda el área útil del horno eléctrico.
Figura N 27 datos técnicos de la fibra de cerámica SPUN FIBER BLANKET.
4.7.1.4
Calculo de consumo eléctrico.
Para el cálculo de este ítem tomamos como base la potencia eléctrica a desarrollarse en el horno eléctrico, obteniendo un valor de 12kw, y lo multiplicamos por el valor de de 1kw/h que es de 0.07 centavos/kw.h para el sector industrial, por lo tanto este valor de consumo eléctrico será de:
$ 1.30/h mas el consumo por 44
demanda y los impuestos. También se asume como base de calculo las 160 horas mensuales de jornada laborar. CE= CD= CIP PE= Ve= CE= CE= CE=
4.7.1.5
Costo eléctrico en una hora Costo Demanda/160h Costo Impuestos/160h Potencia eléctrica Valor de energía por hora (P.E.)(V.e.)+CD+CIP (12Kw)*($0.07/Kw.h)+ ($0.39/h)+($0.07/h) $1.30/h
Calculo del costo de un tratamiento térmico.
El costo de un tratamiento térmico, como templado, recocido, etc., dependerá del tipo de material ferroso, peso, volumen que presente la pieza mecánica. Luego de realizar pruebas en el horno con materiales de diferente composición pero que estaban dentro de las dimensiones del área útil, observamos que por cada kilogramo de acero, el horno tarda 15 minutos en llegar a 1000C, además se asume que el horno va a laborar ciento sesenta horas mensuales. Las formulas y los datos son presentados a continuación: CPH= TP= CPH= CPH= CPH= CTO= TOT= CTO= CTO= CTO=
Costo de precalentar el horno por Kg Tiempo de precalentar po Kg (TP)(CE) (0.25h/Kg)($1.30/h) $0.33/kg Costo en llegar a temperatura optima por Kg Tiempo en llegar a temperatura optima por Kg (CE)(TOT) ($1.30/h)(0.25h/kg) $0.33/kg
CMODP= Costo de mano de obra directa por Kg SMV= Salario mínimo vital 45
JDM= TUP= CMODP= CMODP= CMODP= CTT= CTT= CTT= CTT=
Jornada Laboral Mensual Tiempo de uso del horno po Kg (SMV/JDM)(TP) ($215/160h)(= 0.5h/kg) $0.67/Kg Costo de tratamiento termico por Kgh (CPH)+(CTO)+(CMOPD) ($0.33/kg)+($0.33/kg)+($0.67/Kg) $1.33/kgh
A este costo por tratamiento térmico por cada Kilogramo de acero, se le deberá multiplicar el tiempo de permanencia en el horno y el valor de la utilidad a obtener. Quedando la siguiente fórmula: VFT= TRH= TRH= U= VF=
Valor final total Tiempo requerido en el horno De acuerdo a tipo de producto y proceso térmico Utilidad (CTT)(TRH)(U)
Con esta fórmula se procederá a facturar el trabajo realizado en un tratamiento térmico.
46
4.7.1.6
Manufactura de elementos del horno eléctrico.
a) Corte de ladrillos refractarios y construcción de canales de alojamiento para resistencias eléctricas en el interior de los ladrillos.
Imagen # 1 Sujeción del ladrillo refractario para realizar canales.
Imagen # 2 Trazado de líneas para canales de alojamiento.
47
b) Ensamblado de ladrillos que conforman el área de trabajo del horno, fueron adheridos con los morteros.
Imagen # 3 Ensamblado con cemento refractario.
Imagen # 4 Ensamblado con cemento refractario- vista interna.
48
c) Colocación de anclajes en las uniones de los ladrillos
para asegurar el
conjunto armado.
Imagen # 5 Taladrado de bases
Imagen # 6 Colocación de anclajes. 49
d) Construcción de carcasa externa en acero A36 de 2mm de espesor.
Imagen # 7 Soldando base metálica.
Imagen # 8 Pulida de base metálica. 50
e) Ensamble entre entre ladrillos refractarios y carcasa. .
Imagen # 9 Centrado de cuerpos con vigas f) Aplicación de aislamiento térmico (Fibra cerámica) cerámica)
Imagen # 10 Preparación de fibra de cerámica.
51
Imagen # 11 Corte de fibra de cerámicag) Construcción y montaje montaje del marco metálico limitante para puerta puerta del horno.
Imagen # 12 centrando marco con vigas.
52
Imagen # 13 Trabajo finalizado de marco metálico para puerta h) Perforación en pared posterior del horno para alojamiento de resistores eléctricos.
Imagen # 14 Perforación de lado frontal. 53
Imagen # 15 Perforación de lado posterior
Imagen # 16 Trabajo pre-finalizado
54
Imagen # 17 Perforación finalizadai) Instalación de resistencias eléctricas.
Imagen # 18 Instalación de resistencias laterales 55
Imagen # 19 Instalación de resistencias superiores e inferiores.
Imagen # 20 Vista ampliada de resistencias instaladas en alojamientos.
56
Imagen # 21 Vista posterior de los bornes de las resistencias eléctricas. j) Prueba preliminar de funcionamiento de resistencias eléctricas de manera independiente con cada una de ellas.
Imagen # 22 Prueba de funcionamiento de resistencias eléctricas. 57
k) Construcción de puerta metálica del horno eléctrico.
Imagen #23 soldando bastidores de la puerta del horno.
Imagen # 24 Soldando Bisagras de puerta del horno
58
Imagen # 25 Instalando manija de ajuste de acople de puerta del horno. l) Fundición y centrado de puerta del horno con cemento refractario.
Imagen # 26 Preparación del cemento refractario
59
Imagen # 27 cemento preparado para fundir puerta del horno. m) Fijación de puerta con sus respectivos accesorios al cuerpo del horno eléctrico.
Imagen # 28 acople de puerta con el cuerpo del horno. 60
Imagen # 29 Instalación de manija de ajuste al cuerpo del horno.
Imagen # 30 Instalación de Fibra de cerámica en la puerta del horno.
61
Imagen # 31Trabajo finalizado de acople de puerta y cuerpo del horno. n) Unión de los puntos eléctricos de las resistencias (Cableado)
Imagen # 32 cableado de bornes de resistencias eléctricas. 62
Imagen # 33 Instalación finalizada de bornes de resistencias eléctricas. o) Construcción de tablero eléctrico para elementos de control y fuerza.
Imagen # 34 Trazado de chapa de acero. 63
Imagen # 35 Conformado del tablero eléctrico de control p) Instalación de elementos de fuerza y control dentro del tablero eléctrico.
Imagen # 36 Instalación de elementos eléctricos al tablero. 64
Imagen # 37 Instalación pre finalizada
Imagen # 38 instalación finalizada de elementos eléctricos.
65
q) Prueba inicial y calibración del equipo.
Imagen # 39 Funcionamiento del horno eléctrico
Imagen # 40 resistencias eléctricas en etapa de trabajo
66
Imagen # 41 probando el setup de temperatura.
4.7.2 Recursos Aquí hemos considerado todos los valores económicos que intervienen en la manufactura de este horno eléctrico, debiendo aclarar que este proyecto no tiene el propósito de ser el prototipo de una producción a gran escala, sino ser un equipo para uso de los estudiantes y catedráticos de esta unidad académica, todos los valores económicos aquí descritos son inversiones realizadas por nosotros mismos. A continuación se detallan todos los valores que intervienen en este proyecto.
67
DESGLOSE DE COSTO DE MATERIALES DIRECTOS QUE INTERVIENEN EN EL PROYECTO ITEM
DESCRIPCION
CANTIDAD
COSTO
COSTO
UNITARIO
TOTAL
1
Plancha de acero A-36 de 2mm espesor
2.5 m²
X
$ 40,00
2
eje cuadrado de 3/4 SAE 1045
0.7 m
x
$ 10,00
3
eje cuadrado de 1/2 SAE 1010
0.8 cm
X
$ 5,00
abatibles
2u
$6
5
Bisagras de compuerta
4u
$5
$ 20,00
6
Rigilizador de compuerta Ǿ 1˝ X 480 mm
2u
$5
$ 10,00
7
base de hierro fundido de 25 X 25 cm
1u
$ 25
$ 25,00
4
8
Espárragos roscados Ǿ 3/4 X 6 ˝ con tuercas de ajuste
Resistencias eléctricas tipo espiral 1500 Watts con
$ 12,00
$ 320,00
platinas
8u
$ 40
Terminal tipo talón 414
16 u
X
X¾
16 u
X
11
Cable # 8
10 m
$1
$ 10,00
12
Termocupla tipo K
1u
$ 800
$ 800,00
13
Contactor de 40 amperios
2u
$ 250
$ 500,00
14
Microcontrolador tipo CB 100
1u
$ 350
$ 350,00
15
Aislante de asbesto tipo espagueti
2m
$3
$ 6,00
16
Aislante de cerámica
50 kg
X
$ 140,00
17
Ladrillo refractario 30X25X25 cm
6u
$ 20
$ 120,00
18
Cemento refractario
100Kg
$ 28
$ 280,00
19
Angulo 1-1/4 X 3/16 de espesor
2u
$ 14
$ 28,00
20
Juego de garruchas Ǿ 3˝ con neopreno
1u
X
$ 30,00
9 10
Pernos cadmiados hexagonales con tuercas Ǿ 1/4
Costo Total de materiales
$ 10,40 $ 5,20
$ 2.721,60
Tabla N 9 descripción y costo de materiales directos
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DESGLOSE DE COSTO DE INSUMOS QUE INTERVIENEN EN EL PROYECTO ITEM
DESCRIPCION
CANTIDAD
COSTO UNITARIO
COSTO TOTAL
1
Electrodos E 6013
4 LB
$ 1,00
$ 4,00
2
Electrodos E 7018
4Lb
$ 1,00
$ 6,00
3
Soldadura oxicetilenica
1u
4
disco de pulir Ǿ 6˝
1u
$ 5,00
$ 5,00
5
broca Ǿ 1/2˝ X 100mm
1u
$ 12,00
$ 12,00
6
nivel de 300mm
1u
$ 5,00
$ 5,00
7
escuadra metalica 300mm
1u
$ 40,00
$ 40,00
$ 30,00
$ 30,00
Costo Total de Insumos
$ 102,00
Tabla N 10 Desglose insumos.
DESGLOSE DE COSTO DE IMPLEMENTOS DE LIMPIEZA QUE INTERVIENEN EN EL PROYECTO ITEM
DESCRIPCION
CANTIDAD
COSTO UNITARIO
COSTO TOTAL
1
Desengrasante
3 lt
$ 1,00
$ 3,00
2
Desoxidante
3 lt
$ 1,00
$ 3,00
3
Detergente
4lb
$ 1,00
$ 4,00
4
Wype
4 lb
$ 1,25
$ 5,00
Costo Total de Implementos de limpieza
$ 15,00
Tabla N 11 Desglose de implementos de limpieza.
69
Desglose de Gastos Generales ITEM
DESCRIPCION
CANTIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL
Energía Eléctrica
mes
$ 25,00
$ 25,00
Agua potable
mes
$ 6,00
$ 6,00
Teléfono
mes
$ 10,00
$ 10,00
Internet
mes
$ 10,00
$ 10,00
Implementos de oficina ( Papelería, tinta, lápiz)
mes
$ 45,00
$ 45,00
Alquiler de computador
mes
$ 40,00
$ 40,00
Transporte
mes
$ 35,00
$ 35,00
Costo Total de gastos Generales
$ 171,00
Desglose de Gastos Administrativos ITEM
DESCRIPCION un mes de pago de sueldos
CANTIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL 3 personas
350
$ 1.050,00
Costo Total de Gastos administrativos
$ 1.050,00
COSTO TOTAL DE DISEÑAR Y CONSTRUIR EL PROYECTO
$ 4.339,05
Tabla N 12 costo total del proyecto.
4.7.3 Planos del Proyecto Todos los planos presentados, tanto de índole mecánico como eléctricos de control y fuerza, están basados en las características técnicas que ofrece este proyecto.
(VER PLANOS EN EL ANEXO 5.3) 4.7.4 Hojas de proceso del proyecto. Estas formatos sirven para llevar una planificación y control optimo en la manufactura del proyecto de cada una de las piezas que componen el equipo, el mismo está basado en las tareas presentadas en el diagrama de Gantt y los
70
recursos que van a ser utilizados en el mismo. (VER HOJAS DE PROCESOS EN EL
ANEXO 5.4) 4.8 Impacto El impacto ambiental de este proyecto con respecto a la naturaleza es nulo, pues no emite desechos que contaminen o afecten la salud de l os estudiantes.
4.9 Lineamientos para evaluar la propuesta En estos se ha considerado las oportunidades de mercado y el interés de los estudiantes por realizar este tipo de práctica.
71
CAPÍTULO V ANEXOS 5.1 manual de mantenimiento del horno eléctrico Descripción del equipo: El horno de tratamiento térmico es un equipo construido para usarlo en el cambio de las características de los metales para aumentar su dureza o hacerlo más dúctil. Descripción de partes del equipo
Paredes: Están constituidas de ladrillo refractario con alta ALUMINA lo que permite soportar al mismo altas temperaturas de trabajo 1700 °C.
Aislamiento: Es de fibra cerámica con un espesor de cinco centímetros por lado acepto en la parte posterior que tiene 10 cm. El mismo que evita que la alta temperatura en el interior del área de trabajo se trasmita a la superficie del equipo de manera peligrosa.
Breaker de alimentación: 72
Tenemos dos breaker ya que el sistema del horno es bipartito para seguridad del equipo.
Resistencias: Son ocho en total ubicadas dos en cada pared, la función de ellas es elevar la temperatura requerida para el tratamiento escogido, estas resistencias son de 1500 w. cada una, potencia necesarios para llegar a la temperatura deseada. La conexión de estas es en paralelo, si una de ellas tiene una avería las demás seguirán funcionando y no se detendrá el proceso del tratamiento.
Termocupla: Nos censa la temperatura dentro del horno llevando esta señal (mA) hasta el micro controlador, el tipo de termocupla usado en este horno es J, que nos permite censar temperaturas hasta los 1290 °C.
Micro Controlador: Es el que recibe toda la información, la procesa y ejecuta la acción a seguir para un correcto tratamiento. El controlador que usamos es el modelo RCK CB100, adecuado para la termocupla, ya que solo trabaja con termocupla tipo J. Las especificaciones, configuración, valores permitidos, etc. del controlador están en el manual del mismo en los anexos.
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Relay: La función de este elemento es de proteger al controlador de posibles cortos, picos de corriente, etc.
Contactor:
Nos permite hacer uso de fuerza y control de nuestro equipo, en nuestro caso tenemos dividido el sistema en dos partes para protección de los elementos. Los dos contactores de nuestro equipo tienen una alimentación de 220V y la bobina de control también es de 220V, el amperaje máximo de trabajo de los mismos es de 32 amperios.
Timer: Sirve para controlar el tiempo de nuestro tratamiento dando una señal visual y auditiva lo que nos indica i ndica que el tiempo de permanencia se ha cumplido. La alimentación de este temporizador y su salida es de 24V
Señales de apertura o cierre de contacto:
Otra medida de seguridad en este equipo son las señales de apertura o cierre de los contactores, estos están ubicados en la parte frontal del horno y se encienden cuando los contactores se abren o se cierran teniendo cada contactor su señal de apertura o cierre.
OPERACIÓN DEL EQUIPO
74
Las siguientes indicaciones son para un uso adecuado del equipo y evitar accidentes del operario o daños de los elementos de este.
1.- alimentación del horno.
Para conectar el horno se debe asegurar de que la toma sea de 220v, los breaker deben de estar en la posición off.
2.- alimentación de fuerza f uerza y control.
Una vez que hemos conectado nuestro equipo, cerciorarse de que el selector de encendido de los contactores que está en la parte superior del micro controlador este en la función apagado esto evita que las resistencias se prendan al energizar el equipo, tome esta precaución también para el timer, luego subir los breaker de alimentación.
Al energizar.
En la pantalla del micro controlador aparecerá el tipo de Termocupla y la temperatura en °C. Con su valor máximo de lectura, después de un momento quedara en números verdes la temperatura del interior del horno y en números rojos la temperatura que anteriormente haya sido seteada. seteada .
3.- precalentamiento del equipo.
75
Antes de que se haga cualquier tratamiento tratamiento el horno debe de tener un precalentamiento, este precalentamiento se lo realiza de acuerdo al material a tratarse es menester respetar este parámetro para tener excelentes resultados al final del trabajo.
4.- configuración co nfiguración de temperatura.
Para configurar la temperatura de trabajo requerida, se debe presionar el botón set del controlador, luego con el botón
5.- calibración del tiempo de trabajo.
Debemos de mover la rueda reguladora de tiempo del timer a favor del giro de las manecillas del reloj hasta que esta quede señalando con la raya de calibración el tiempo que requerimos para el tratamiento.
6.- puesta en marcha del horno.
Cambiamos de posición el selector ubicado en la parte superior del micro controlador, este debe quedar en el status de encendido, de esta manera las resistencias se energizan y llegaran hasta la temperatura que se configuro en el micro controlador.
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Una vez colocado el material a tratar en el interior del horno debemos de poner el botón del timer en ON para que comience a controlar el tiempo calibrado en este y sea este quien nos indique el término del periodo establecido.
7.- Parada del equipo.
Al transcurrir el tiempo fijado para el tratamiento, sonara la alarma del timer, cambiamos de posición el botón del timer dejándolo en OFF, el selector de los contactores lo ponemos en apagado para que las resistencias se ap aguen. Abrimos la puerta del horno y retiramos el material tratado, la puerta del horno debe quedar cerrada para evitar un enfriamiento brusco del mismo. Si no se va a realizar otro tratamiento desconectar la alimentación de este, si se va a hacer otro tratamiento y la temperatura no es la misma cambiar el set poin siguiendo los pasos dados en el literal cuatro.
FALLAS FRECUENTES DEL EQUIPO
A continuación daremos una lista de las fallas que consideramos más frecuentes en esta clase de equipos. 1.- Desconfiguracion del controlador. 2.- Daño de resistencia. 3.- Falla en contactor. 4.- Lectura errónea de termocupla. 5.- Perdida de voltaje en la unidad. 6.- Falta de control del tiempo. 77
7.- Perdida de voltaje en controlador.
SOLUCION DE FALLAS
Las soluciones están dadas en base a catálogos de los fabricantes, manuales de usuarios, etc. La lista de las soluciones están en el orden de las fallas para una mejor interpretación. 1.- Revisar el manual de fabricante en anexos. 2.- Retirar la resistencia dañada, para esto aflojar los cables de alimentación ubicados en la parte de atrás y sacar resistencia por la parte delantera del horno. 3.- revisar las armaduras del contactor afectado si están sulfatados limpiar estos, si está dañado cambiar por otro teniendo en cuenta el amperaje y voltaje del mismo (amperaje 32A) (voltaje 220V). 4.- Revisar el cable de la termocupla, este se puede retirar por la parte posterior del horno. 5.- Comprobar si hay voltaje en la toma, si hay voltaje revise los breaker de entrada . 6.- Compruebe que el timer esté, configurado con el tiempo deseado si lo está revisar base del mismo y verificar salidas. 7.- Revise las entradas uno y dos del controlador que son entradas de voltaje, también verifique relay de protección del mismo.
5.2 Señaletica
78
79
80
81
