Facultad de Química
INGENIERÍA QUÍMICA QUÍ MICA METALÚRGICA METALÚRGICA Laboratorio de Fundición Reporte de Práctica 4:
&i*tema de c$lada # alimentad$+e*
%RE&ENTA'( %(R)
Edgar Leyva Díaz
Profesor: Adrián Manuel Amaro
Villeda
Semestre: 201 ! 2 Fecha: 1" de Ma#$ 201
Ciudad Universitaria, México DF .
PRÁCTICA 4 Sistema de Colada y Alimentadores Objetivos:
El alumn$ c$m,+ende+- la im,$+tancia de c$l$ca+ alimentad$+e* en la* ,ie.a* /ec/a* ,$+ undición ,a+a di*minui+ deect$* en la* ,ie.a* /ec/a* ,$+ undición El alumn$ $cu,a+a el mt$d$ de C/3$+in$3 # de Adam* ! Ta#l$+ ,a+a c$n$ce+ la* dimen*i$ne* de l$* alimentad$+e* ,a+a una ,ie.a de /ie++$ n$dula+ 'i*cuti+- la* die+encia* 4ue $5*e+3e El alumn$ de*c+i5i+- l$ 4ue e* un *i*tema de c$lada # calcula+- la* dimen*i$ne* a,+$,iada* de acue+d$ a la ,ie.a a a5+ica+ C$n l$* +e*ultad$* $5tenid$*6 decidi+- *i l$* alimentad$+e* # *i*tema* de c$lada di*e7ad$* ,a+a la ,+-ctica ue+$n l$* c$++ect$*
Introducción:
Un alimentador e* un +eci,iente 8+e*e+3$+i$9 de metal lí4uid$ cu#a unción e* e3ita+ 4ue *e eectue el +ec/u,e $ c$nt+acción en la ,ie.aTal +ec/u,e *e t+a*lada al alimentad$+6 4uedand$ de e*ta $+ma la ,ie.a *in +ec/u,e El rechupe no se puede evitar $ *u,+imi+6 *$lamente *e t+a*lada al alimentad$+6 en $t+a* ,ala5+a* el alimentad$+ tiene d$* +ec/u,e*) el de la ,ie.a # el del alimentad$+ &e c$n*ide+an t+e* c$ndici$ne* 5-*ica* ,a+a el unci$namient$ de un alimentad$+)
Figura 1. Ejemplo alimentador superior
de
Abierto a la atmósfera Altura superior del alimentador mayor a la altura superior de la pieza Tiempo de solidificación del alimentador mayor al tiempo de solidificación de la pieza Distancia de alimentación
E* la di*tancia a la cual el alimentad$+ manda metal lí4uid$ ,a+a *u5*ana+ l$* +ec/u,e* 'e,ende del ti,$ de *$lidiicación 4ue ,+e*ente una aleación La
di*tancia de alimentación e* ma#$+ ,a+a la* aleaciones de corto rango de solidificación de5id$ a 4ue *u *$lidiicación ,+e*enta :+ente* ,lan$*; En cam5i$* la* aleaciónes de rango largo de solidificación ,+e*entan6 en *u *$lidicación6 +ente* +u<$*$* 4ue im,iden el lu=$ -cil %a+a :aumenta+; la* di*tancia* de alimentación *e ,ueden utili.a+ l$* en+iad$+e* e>te+n$* ódulo de solidificación
E* de <+an utilidad ,a+a el c-lcul$ de alimentad$+e* E* una +elación ent+e el -+ea de t+an*e+encia de cal$+ 8de la ,ie.a $ alimentad$+9 # el 3$lumen de la ,ie.a $ alimentad$+ L$* alimentad$+e* *e c$l$ca+-n d$nde *e encuent+e un 3al$+ ma#$+ de M* !todos para el c"lculo de alimentadores a) Chvorinov
C$n*ide+a 4ue t*A ? 12@ t*%6 cum,liend$ c$n una de la* t+e* +e
La ecuación ante+i$+ ,+$3iende de i
,+e*ión 4ue +elaci$na el e*,e*$+ *$lidiicad$ de una ,ie.a c$n di*tinta* ,+$,iedade* te+m$Bí*ica* de la ,ie.a # el medi$ de m$lde$ !) "dams # $a%lor
Adam* Ta#l$+ m$diica+$n el c+ite+i$ de C/3$+in$36 c$n*ide+and$ 4ue el tiem,$ t$tal de *$lidiicación de la ,ie.a e* i
VA
a
ab VFA
a = contracción debida a la ie!a b = contracción debida al alimentador Figura 1. Concepto de volumen &inal de alimentador. a " b = contracción total
La ecuación 4ue *e+- de <+an utilidad ,a+a calcula+ la* dimen*i$ne* de l$* alimentad$+e* de acue+d$ c$n e*te m$del$ e*)
Sistema de colada
E* un c$n=unt$ de ductos cu#a unción e* conducir al metal lí#uido de*de el e>te+i$+ /a*ta la im,+e*ión del m$lde 8,ie.a96 5a=$ c$ndici$ne* c$nt+$lada* de 3el$cidad6 ,+e*ión #
Sistema no presurizado) %a+a aleación lí4uida* c$n alta +eacti3idad c$n el
$>í
$>í
#ona #ona &% #ona$4 #ona
Cálculos y resultados:
&e mue*t+a el e*4uema de la ,ie.a 4ue *e a5+icó6 *e +eali.ó la di3i*ión de la ,ie.a en *iete .$na* de#ona acue+d$' al 3$lumen # a la* -+ea* de t+an*e+encia*)
#ona ( #ona ) #ona *
Figura '. Es(uema de la piea &a!ricada de hierro nodular
&e mue*t+an l$* 3$lmene* # -+ea* de t+an*e+encia de cada .$na6 a*í c$m$ l$* módul$* de *$lidiicación
#ona 1
+iámetr Altura o '.' %.$
Área de Volumen Módulo de trans,erenc solidi-caci ia ón (/./4 40.*0 /.*&
7,4 4
133,7
172,03
1,23
&.* '.% '.) &.* &.* %.)
(%./) (*./4 &%.%&
'*.0) 0(.0) &/.(%
/.0' $.4& /.0'
7,4 3,7
133,7
160,03
1,2
&.* & &'.*$ &4./% ).4 $.* )*.*% )).4% 8 Tabla $1 +i,erentes dimensiones de las ie!as1
/.0' /.0*
3 4 5
7
&e elei*te un ma#$+ módul$ de *$lidiicación6 en e*te ca*$ la* .$na 1 # 6 4ue ,+e*entan 3al$+e* *imila+e* de módul$* de *$lidiicación
%"lculo de alimentadores seg&n %hvorinov:
'e5id$ a 4ue la $+ma del alimentad$+ e* cilínd+ica) &e u*a+- la +elación H'? 1
Dimensiones para el cuello de un alimentador superior:
Ln? Altu+a del cuell$ &e +ec$mienda 4ue
6 ,$+ l$ tant$)
'n? di-met+$ del cuell$
'n? JK %"lculo de alimentadores seg&n 'dams (aylor:
El -+ea de t+an*e+encia de cal$+ *e ,uede *u*titui+ ,$+)
La ecuación inalmente 4ueda)
C$n*ide+and$ l$* *i
&u*titu#end$ en la ecuación6 4ueda la *i
Re*$l3iend$ la ecuación cuad+-tica *e $5tiene)
Dimensiones para el cuello de un alimentador superior:
Ln? Altu+a del cuell$ &e +ec$mienda 4ue
'n? di-met+$ del cuell$
'n? "22
Sistema de colada
6 ,$+ l$ tant$)
+iámetro in,erior3 $1( cm Altura de ba2ada3 $$14 cm +iámetro suerior3 &14 cm (1& al rimer corredor3 )1) cm +istancia de la ba2ada $1)' $&1)
&e c$n*ide+a un *i*tema ,+e*u+i.ad$6 ,$+ l$ tant$ la* +elación A))C e* ) 10)0@)00 E*,e*$+ c+ític$ de la ,ie.a) 1@2 ,ul
'e5id$ a 4ue n$ e* un *i*tema ideal6 *e c$n*ide+a un c$eiciente de de*ca+
C-lcul$ de -+ea t+an*3e+*al de 5a=ada
C-lcul$ del di-met+$
+ea t+an*3e+*al ine+i$+ de 5a=ada ? 0"K2@ cm 2 +ea t+an*3e+*al t$tal del c$++ed$+) 0"J0 cm2 +ea t+an*3e+*al t$tal de la8*9 ent+ada*8*9 ?0" cm2 tiem,$ de llenad$ teó+ic$ ? 1"
Análisis de resultados
%anel de $t$<+aía* 1 I I.4uie+da) Alimentad$+e* ,a+a una ,ie.a de c$lada de /ie++$ n$dula+ 'e+ec/a) %ie.a* de c$lada de /ie++$ n$dula+ &u,e+i$+) C$n *i*tema de alimentación Ine+i$+) &in *i*tema de alimentación 'e acue+d$ c$n la* $t$<+aía* ,+e*entada* ante+i$+mente *e $5*e+3a la im,$+tancia de c$l$ca+ alimentad$+e* en nue*t+a* ,ie.a* de undición Al in*,ecci$na+ la ,ie.a a la cual n$ *e c$l$có alimentad$+ *e ,ud$ $5*e+3a+ la ,+e*encia de +ec/u,e*6 e*t$ dete+i$+a n$ta5lemente la calidad del ,+$duct$ Al c$l$ca+ alimentad$+e* l$* +ec/u,e* *e 3$l3ie+$n ca*i nul$* E* im,$+tante +ec$+da+ 4ue el +ec/u,e n$ *e elimina6 *in$ 4ue *e t+a*lada al alimentad$+
El
'limentado r
D) * +cm,
Ln +cm ,
%hvorinov 'dams/ (aylor Empleados en la pr"ctica
2" 11
2KJ JK J@ "22
'? @ H?@
2
Dn +cm ,
2@
-olumen 'limentador +Sin cuello, +cm.,
JKJ@ @01" 11J
metal ,a+a *i*tema de
alimentación calculad$ ,$+ C/3$+in$3 e* de KK cm J # de 1002 cm J ,$+ Adam* Ta#l$+ N$ *e anali.a+$n la* ,ie.a*6 *in em5a+<$ *e e*,e+a 4ue *i l$* alimentad$+e* 4ue *e c$l$ca+$n en la ,ie.a /u5ie+an +e*,etad$ l$* c+ite+i$* calculad$*6 *e di*minu#e la ,+$5a5ilidad de enc$nt+a+ +ec/u,e* 'e acue+d$ c$n la lite+atu+a el 3al$+ de la di*tancia eecti3a de alimentación ,a+a un /ie++$ n$dula+ e* de 1 cm 8en nue*t+$ ca*$ J" cm ,$+ tene+ d$* alimentad$+e*96 la l$nimadamente de J0 cm6 ,$+ l$ tant$ c$l$ca+ d$* alimentad$+e* *i e* una ,+$,ue*ta 3ia5le ,a+a elimina+ l$* +ec/u,e* La* dimen*i$ne* $5tenida* ,a+a el *i*tema de c$lada *$n *imila+e* a la* 4ue *e lle3a+$n a ca5$ en el e>,e+iment$ E*t$ a#uda ,a+a $5tene+ una ,ie.a *ana6 li5+e de deect$* a*$ciad$* a lu=$ de luid$* 8$+mación de e*c$+ia6 e+$*ión de a+ena de m$lde$ # at+a,amient$ de
L$* alimentad$+e* *$n de <+an utilidad ,a+a e3ita+ deect$* ,$+ c$nt+acción en ,ie.a* de undición &e calcula+$n la* dimen*i$ne* del almentad$+ ,$+ l$* mt$d$* de 'limentado D) * C/$+in$3 # Ln Dn -olumen Adam* Ta#l$+ r +cm, +cm, +cm, 'limentador +Sin cuello, +cm., %hvorinov 'dams/ (aylor Empleados en la pr"ctica
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$5tenind$*e l$* *i
L$* *i*tema* de c$lada *$n im,$+tante* ,a+a e3ita+ ,+$5lema* ,$+ lu=$ de luid$*6 l$* +e*ultad$* $5tenid$* ue+$n) +ea t+an*3e+*al ine+i$+ de 5a=ada ? 0"K2@ cm 2 +ea t+an*3e+*al t$tal del c$++ed$+) 0"J0 cm2 +ea t+an*3e+*al t$tal de la8*9 ent+ada*8*9 ?0" cm2 tiem,$ de llenad$ teó+ic$ ? 1" Bibliografía
Mate+ial de A,$#$ ,a+a la cla*e de undiciónUNAM Facultad de Química &mile#6 &c/idt C$m,ute+ 'e*i
ANE( 'i*tancia* de alimentacón ,a+a die+ente* metal*
