Diseño de horno de fundición y del proceso semiautomático de la fabricación de calibradores de aluminio, en la empresa Equipos El Prado S. A.

Abstract

El proyecto de diseño de un horno de fundición y del proceso semiautomático de la fabricación de calibradores de aluminio será realizado para la empresa Equipos El Prado S. A. Se requiere aumentar la producción de calibradores de aluminio a un 15%, esto mediante el diseño y fabricación de un horno de fundición de aleaciones no ferrosas, el cual debe cumplir con una capacidad de 60 kg de material fundido, esto se definió mediante la elección de un crisol, con las dimensiones internas convenientes para cumplir el objetivo. El crisol se va a ubicar en el interior de la cámara de combustión cilíndrica, esta va a estar conformada por material refractario, tanto ladrillo como aislante, así como una carcasa metálica. Por otra parte, el diseño de horno contempla su ubicación en el recinto, por lo tanto, se procuró hacer el diseño lo más compacto posible, con dimensiones aproximadamente de 1000 mm de diámetro y 1000 mm de altura. Se llevó a cabo un análisis térmico para poder conocer la potencia requerida por el horno al lograr la fundición completa del material, la cual es de aproximadamente de 33 kW. Por otra parte, se realizó el diseño de un molde que procure evitar operaciones de maquinado posteriores, solo se llevaría a cabo el proceso de acabado final en una fresadora CNC, debido a la naturaleza de la pieza. El fin del molde es que sea automatizado y que mediante el uso de pistones y monitoreo de temperatura expulse el producto en el momento idóneo. Es importante realizar un sistema de refrigeración mediante un canal que recorra todo el molde y ayude a realizar este proceso de una manera más rápida. Debido a la naturaleza del horno, el tipo de material y químicos desgasificantes encontrados en este proceso, se diseña un sistema de extracción de vapores compuesto por una campana, un ducto, filtro y un ventilador extractor de techo. Se diseña una chimenea con una altura mínima de 5,23 m, de acuerdo con la Norma UNE 123. 001. Se recomienda emplear rutinas de mantenimiento en este tipo de equipos electromecánicos.

This project is about the design of a smelting furnace and the semi-automatic process for the manufacture of aluminum calibrators that will be constructed in Equipos El Prado S.A. Company. It is required to increase the production of aluminum calibrators about a 15%, this may be achieved through the design and manufacture of a non-ferrous alloysmelting furnace, which must meet a capacity of 60 kg of molten material, and this is defined by the choice of a crucible with convenient internal dimensions to meet the objective. The crucible will be located inside the cylindrical combustion chamber, which will be made of refractory material, both brick and insulation, as well as a metal shell. The furnace design contemplates its location in the enclosure; therefore, the design is made as compact as possible, with dimensions approximately 1000 mm diameter and 1000 mm height. A thermal analysis was necessary to know the power required by the furnace when achieving the complete melting of the material, which is approximately 33 kW. The design of a mold that tries to avoid subsequent machine operations was carried out. The final finishing process would be necessary in a CNC milling machine, due to the nature of the part. The purpose of the mold is that it will be automated, with aims of pistons and temperature monitoring, expelling the product at the ideal time. It is important to make a cooling system through a channel that records the entire mold and helps execute the process faster. Because of the nature of the furnace, the type of material, and degassing chemicals found in this process a vapor extraction system is designed consisting of a hood, a duct, a filter, and a ceiling extractor fan. A chimney with a minimum height of 5,23 meters is designed, in accordance with UNE 123.001 Standard. It is recommended to use maintenance routines according to this type of electromechanical equipment.