miércoles, 13 de mayo de 2020

QUEMADORES GAS OXIGENO (OXI-GAS)




¿Qué es el Oxigeno (O2)?
El comburente es el encargado de oxidar el combustible favoreciendo la combustión. El comburente más habitual en la tierra es el oxígeno (O2), que se encuentra en la atmósfera en una proporción de un 21%. Esta proporción es más que suficiente para que se produzca la combustión de los combustibles.. se obtiene industrialmente mediante destilación fraccionada del aire líquido. En la parte alta de la columna de destilación se separa el nitrógeno gaseoso que es el componente más volátil, mientras que el oxígeno se recoge líquido por la base de la misma.

¿Qué es el gas propano (C3H8)?
El gas propano (C3H8) es un Gas Licuado del Petróleo, es decir, un gas obtenido de los yacimientos del petróleo y del gas natural que se transforma en líquido para su distribución y uso doméstico o industrial.

Combustión Mejorada con Oxígeno O2
Las tecnologías de combustión mejorada con oxígeno pueden ayudar a incrementar el rendimiento del horno mediante la sustitución del aire de combustión por oxígeno. Incluso un pequeño aumento de la concentración de oxígeno puede tener un impacto espectacular sobre los procesos en los hornos. El redimiento o rango de temperaturas de llama de los gases y los combustibles comunes del aire versus el oxigeno
Propano con oxigeno: Entre 2800 C hasta 5072 F
Propano en el Aire:     Entre 1980 C hasta 3596 F

ENRIQUECIMIENTO DEL AIRE

Al enriquecer el aire con Oxígeno o utilizar oxígeno puro, la combustión es más eficiente. Esto permite incrementar el nivel de producción, disminuir el consumo de combustible y reducir el volumen de gases de combustión, en los procesos de fundición.
La tecnología se puede implementar en el procesamiento de materiales férricos y no férricos, así como en hornos que ocupan gas natural, combustible líquido o coke (hornos de cubilote).

VENTAJAS
Se logra incrementar la capacidad de producción del horno (entre 20 y 40%).
Se disminuye el costo de producción por Kg de material procesado (plomo, hierro, acero, vidrio, etc.)
Se reduce el consumo de combustible (entre 25 y 35%), debido a un mejor aprovechamiento del poder calorífico de éste.
Se reduce el volumen de gases de combustión, por la reducción en el ingreso de nitrógeno (del aire).Normalmente se utiliza el quemador (Aire-Gas), siendo mínima la inversión para la adaptación.

APLICACIONES
En procesos de combustión y fundición en hornos cuando: 
La capacidad instalada está saturada y se requiere incrementar la producción de metal líquido.
Se requiere acortar el ciclo de fusión.
Se requiere mayor temperatura de flama para el proceso de calcinación.


martes, 12 de mayo de 2020

AIR/GAS RATIO REGULATION ZERO GOVERNOR





Air/Gas Ratio Regulation

ZERO GOVERNOR
En este articulo hablaremos de un componente importante en los sistemas de combustión con calentamiento a Gas. Existen diferentes formas modelos y tamaños que varían según su uso, operación y fabricante, sin embargo su funcionamiento es el mismo.
Puede ser usado cualquier tipo de tratamiento térmico, hornos o cualquier sistema de calentamiento a gas, sin variar su funcionamiento

Regulador del Zero Governor controla la presión de salida de la válvula con el objetivo de que la presión cero en la salida permita que el flujo de gas solo se produzca con una señal de presión negativa del Venturi Mixers. Un ajuste que define el flujo máximo de gas a través de la válvula de gas a fuego alto hacia al quemador

Zero Governor mantiene la presión aguas abajo en cero incluso cambiando la solicitud de flujo; es un dispositivo de relación aire/gas, mantiene constantemente la relación aire/gas incluso cambiando la presión del aire. De acuerdo al tipo de válvula, su uso y fabricante se puede suministrar incluso en la versión con relación de mezcla de gas/aire 2:1 o 10:1.

Funcionamiento
La válvula de gas de presión negativa del sistema de combustión, regula el gas al quemador en función de la cantidad de flujo de aire a través del venturi mixer.
El funcionamiento correcto de la operación del calentamiento y el sistema de combustión depende de la configuración adecuada del flujo de gas y por consiguiente del quemador o quemadores

La función de un ZG es entregar gas a pedido, en cantidades variables, pero un "cero" constante o presión atmosférica al inspirador. Un ZG para un antebrazo a gas debe tener un rango operativo de cuatro a veintiocho pulgadas de columna de agua. La presión de gas al lado de entrada del ZG debe ser de catorce a diecisiete pulgadas de columna de agua durante operación. La presión de salida, durante la operación, a cualquier presión de fuego, debe ser de 0 a -.1 "w.c. Debe venir calibrado y sin ajustes debe hacerse durante la operación. Debería venir con la entrada y cámaras de salida perforadas, grabadas y tapadas para que las presiones puedan ser verificado en ambas cámaras durante la operación.
Si la presión en la entrada El ámbar es incorrecto, ajuste el regulador de gas para corregirlo. Si la presión en el canal de salida es incorrecto, 2. Cuando la válvula de asiento del ZG está cerrada, hay tan poca tensión que se producirá una ligera fuga. (5 a 15 CFH, dependiendo del gobernadortamaño.)  El ZG no se puede usar como válvula de cierre y se debe precedido por una válvula de cierre hermética al gas.

1. El ZG debe instalarse a no más o menos de 15 a 20 pulgadas de El inspirador. El ZG debe estar nivelado y horizontal, con el extendido pezón hacia arriba y los tapones de tubería de 1/8 "hacia afuera
antebrazo
2. El ZG está construido para funcionar con una presión de entrada de 4 "a 28" W.C. (3 onzas a 16 oz / sq.in.). La presión de funcionamiento recomendada es de rango medio 8 oz a 10 oz. (13.8 a 17 "W.C.). La baja presión de entrada reduce la capacidad y Se encontrará una alta presión negativa en la cámara de descarga.
3. Los orificios de ventilación en el tapón de la tubería en la carcasa superior del diafragma la carcasa debe estar abierta para permitir la presión atmosférica en la parte superior del diafragma superior
4. Para verificar el ZG, primero asegúrese de que haya de 8 a 10 oz. de presión de gas en La cámara de entrada. La presión en la cámara de salida debe ser de cero a un negativo de 0.1 "W.C. Al verificar el lado de salida de un ZG, seleccione dos diferentes presiones de fuego como 1 "y 5". La lectura debe ser la lo mismo a ambas presiones. Si no, o si encuentra una presión positiva, El ZG debe devolverse a la fábrica para su reconstrucción y recalibración.
5. El regulador cero está configurado de fábrica y debe cambiarse, no reconstruirse, porque requiere un equipo especial para la calibración.
6. Posibles fallos de funcionamiento:
a. Tapón de ventilación bloqueado. (se puede borrar con un clip)
si. Piezas incautadas de suciedad y arena.

Diafragma roto.
Un gobernador cero malo puede causar una mezcla de combustión inadecuada que podría provocar ampollas y / o ciclos de temperatura debido a variaciones en el relación de combustión

lunes, 11 de mayo de 2020

Horno Microondas Industrial

HORNO MICROONDAS INDUSTRIAL

El horno de microondas es un electrodoméstico usado en la cocina para cocinar o calentar alimentos que funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de la radiación en torno a los 2450 MHz (2.45 109 Hz). .

El horno microondas permitido ganarse un lugar permanente en cualquier cocina y en otros sectores en los que son utilizados en distintos procesos, como en el secado de papel, cuero, corcho y muchos otros materiales

el horno de microondas industrial como el convencional funcionan con base en radiación electromagnética La radiación es moviliza las moléculas, calentando el agua que contienen o los líquidos que se añaden y actúa con extrema rapidez, lo que a su vez provoca un aumento de la temperatura por fricción entre las diferentes moléculas.

Dentro del horno existe un dispositivo eléctrico que se conoce como magnetrón. Dicho dispositivo crea microondas de alta densidad y las hace girar a un ventilador para que sean transmitidos al plato donde se colocan los alimentos.

MAGNETRON

E un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía electromagnética en forma de microondas. Fue desarrollado hacia el final de los años 30 con el fin de alimentar a radares

Al mismo tiempo, un poderoso imán colocado en el interior del horno de microondas industrial genera los electrones, que a su vez provocan las microondas. Los electrones rebotan en las paredes del horno de microondas industrial porque están recubiertas de metal

INTERFERENCIAS

Los hornos de microondas, aunque protegidos por razones de seguridad, aún emiten bajos niveles de radiación de microondas. Esto no es perjudicial para los seres humanos, pero a veces puede causar interferencias en la señal Wi-Fi o Bluetooth y en dispositivos que se comunican en las bandas de onda de 2.45 GHz; particularmente a corta distancia.

 

COMPONENTES

Un horno de microondas consiste en:

Una fuente de alimentación de alto voltaje, comúnmente un transformador simple o unconvertidor de potencia electrónico, que pasa energía al magnetrón.Un condensador eléctrico de alto voltaje conectado al magnetrón, al transformador y por medio de un diodo al chasis.

Un magnetrón de cavidad, que convierte la energía eléctrica de alto voltaje en radiación de microondas.

Un circuito de control de magnetrón (generalmente con un microcontrolador).

Una guía de onda corta (para acoplar la potencia de microondas del magnetrón a la cámara de cocción).

Una cámara de cocción de metal.

Un plato giratorio o una guía de onda de metal.

Un panel de control.

 

El proceso que se produce se puede dividir en cuatro fases: 

Fase 1: La producción y la aceleración de un haz de electrones

Cuando no existe campo magnético, se produce un movimiento uniforme y directo de los electrones desde el cátodo a la placa. Si la intensidad del campo magnético aumenta, la curva que dibujan los electrones es más pronunciada. Cuando se alcanza el valor del campo crítico, los electrones son desviados lejos de la placa y la intensidad en la placa cae. Cuando la intensidad de campo se hace aún mayor, las caídas de corriente de placa llegan a cero o casi cero.

 

Fase 2: La velocidad de modulación del haz de electrones

El campo eléctrico en el oscilador magnetrón es el producto de los campos de CA y CC. El campo de CC se extiende radialmente a partir de segmentos adyacentes del ánodo al cátodo. Los campos de corriente alterna, que se extienden entre los segmentos adyacentes, se muestran en un instante de la magnitud máxima de una alternancia de las oscilaciones de radio frecuencia que se producen en las cavidades. Los electrones que se mueven hacia los segmentos de ánodo cargado positivamente se aceleran. Obtienen una mayor velocidad tangencial. Por otro lado los electrones que se mueven hacia los segmentos con carga negativa reducen su velocidad. Como consecuencia de una velocidad tangencial menor.

 

Fase 3: Formación de un "espacio de carga de la rueda"

La acción acumulativa de muchos electrones regresando al cátodo, mientras que otros se mueven hacia el ánodo forma un patrón parecido a los radios de una rueda en movimiento conocido como "el espacio de carga de la rueda". La rueda de carga espacial gira alrededor del cátodo a una velocidad angular de 2 polos (segmentos de ánodo) por ciclo del campo de corriente alterna. Esta relación de fase permite la concentración de electrones para liberar de forma permanente energía para mantener las oscilaciones de radiofrecuencia.

 

Fase 4: Distribuir la energía para el campo de CA

Recordemos que un electrón en movimiento contra un campo E es acelerado por el campo y toma la energía del campo. Además, si prescindimos de la energía de un electrón en un campo y se ralentiza el movimiento en la misma dirección que el campo (de positivo a negativo). El electrón pasa la energía de cada cavidad a medida que pasa el tiempo y llega al ánodo cuando su energía se gasta. Por lo tanto, el electrón ha ayudado a mantener las oscilaciones, ya que ha tomado la energía del campo de CC y la ha dado al campo de corriente alterna.

 

Normalmente, para que los imanes permanentes no dejen de funcionar por alcanzar la temperatura de Curie, los magnetrones industriales se enfrían con agua, o en su defecto, con un sistema de dispersión que consiste en placas metálicas, que a la vez filtran las ondas electromagnéticas producidas, gracias al principio de resonancia.

 

El Magnetrón puede producir salidas de potencia continua de más de 1 kW de potencia a una frecuencia de 1 GHz. La salida baja a medida que la frecuencia aumenta. Por ejemplo, a los 10 GHz, un magnetrón puede producir de 10 a 20 vatios de la radio frecuencia de salida continua.


Termopar o Termocupla??

TERMOPAR O TERMOCUPLA

Un termopar (También llamado termocupla), es un sensor para medir la temperatura. Se compone de dos metales diferentes, unidos en un extremo (soldados generalmente). Cuando la unión de los dos metales se calienta o enfría, se produce una tensión que es proporcional a la temperatura. Las aleaciones de termopar están comúnmente disponibles como alambre.

Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura. (efecto Seebeck)  es la conversión de la diferencia de temperatura a voltaje eléctrico y viceversa

Cada tipo termocupla está estructurada con dos tipos de alambre distintos, esto se debe al rango de temperatura en que trabajaran versus la linealidad de la curva de salida de voltaje en los extremos de los alambres.

“COMPENSACIÓN DE CERO”

El principal inconveniente de las termocuplas es su necesidad de “compensación de cero". Esto se debe a que en algún punto, habrá que empalmar los cables de la termocupla con un conductor normal de cobre. Actualmente los instrumentos de control lo compensan automáticamente.

Como el termopar o termocupla son los sensores más comunes utilizados en la industria para medir temperatura, sin embargo existen una infinidad de dispositivos que realizan esta tarea también.

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viernes, 8 de mayo de 2020

HORNO DE BARRO O LEÑA



Horno de leña (también horno a leña) es un ingenio calorífico usado para calentar, cocer, fundir o tostar, tanto en el ámbito doméstico (cocinas), como en el industrial (obradores, laboratorios, talleres, etc) y cuyo combustible es la leña.
Los hornos de barro son una tradición que perdura a pesar del paso del  tiempo desde las épocas preincásicas. Muchas poblaciones indígenas y mestizas aún lo usan y hay una tendencia en sumarlo a las viviendas modernas.
Desde el punto de vista del consumo energético, es el menos eficiente y el que más emisiones de dióxido de carbono tiene, pero un horno de leña bien hecho y funcione correctamente  imprima desde el punto de vista gastronómico magia, sabor y salud

COMO FUNCIONA?
Los hornos de barro funcionan gracias a dos principios esenciales el flujo del calor y la refracción del calor.
Flujo del calor o sistema de convección. El aire frío entra por la boca o puerta del horno de barro se calienta al entrar en contacto con la leña o brasas y calienta las paredes del horno antes de salir por el tiro o chimenea.
Refracción del calor. Los materiales utilizados en la fabricación del horno de barro acumulan y conservan el calor durante más tiempo. Los materiales refractarios se calienten en muy poco tiempo y perdure el calor hasta 24 horas.

Horno tradicional
 El primero que debemos mencionar es El tradicional, y el más antiguo, que posee una cúpula en cuyo interior se hace él fuego para luego retirar las brasas y, en el mismo lugar, cocer el pan u otro alimento  después de alcanzar la temperatura adecuada.
Esta pieza, fundamentalmente hecha de barro y paja, posee una estructura de fierro o varillas de luma, que le dan la curvatura, y que se recubren con el material de construcción para que no se quemen. Entre gruesas capas de barro, por lo general se instalan ladrillos que mantendrán el calor. En la cúpula posee una o dos entradas -para introducir el producto que pondremos en cocción y para extraer las brasas y cenizas- y una chimenea para la salida del humo y regular el tiraje, para lo cual posee una lengüeta. Se construye sobre una base elevada del suelo hasta una altura cómoda de 40 centímetros a un metro- para la persona que usará el homo.
Su gran desventaja reside en la pérdida de energía, ya que, una vez calentado, las brasas deben ser retiradas para poner el pan. Pueden usarse más tarde, pero por lo general no se aprovechan, salvo en el invierno, cuando se ponen en braseros para calefaccionar. Por otra parte, como la cámara de cocción alcanza una elevada temperatura, las primeras horneadas se logran muy rápidamente y debe vigilarse para que el producto no se queme.
Requiere una paleta grande (parecida a un remo) para introducir y sacar lo que estemos horneando, y una escoba especial para limpiar las cenizas del piso de la cámara antes de meter los alimentos o el pan.

Horno de ladrillos
Otro tipo de horno es el de ladrillos recubiertos con barro y paja, cuya cámara de combustión se ubica en la parte baja y puede extenderse también hacia los costados de la cámara de cocción que es metálica. Como el fogón queda separado, se puede estar horneando sin retirar las brasas, permitiendo además alimentar y mantener el fuego por tiempo indefinido.
Su forma y terminaciones son diferentes de lo tradicional. Como dijimos, el horno es metálico, especialmente fabricado para el caso.

Horno de tambores y barro
El tercero y más utilizado, debido a su mayor eficiencia -y bastante más económico-, es el que se hace con los clásicos tambores de 200 litros. Como también se recubre de barro, constituye, al igual que el tradicional, un elemento decorativo que llamará la atención en su parcela.
La base, de una adecuada altura para hornear con facilidad, es de ladrillos, y en ella se ubica la cámara del fuego. Sobre ella se instala la cámara de cocción, fabricada con dos tambores colocados horizontalmente. Uno de ellos, el homo propiamente tal, contiene una bandeja deslizable, que corre por dos rieles soldados a las paredes del tambor, y cuya tapa se parte a la mitad, reforzándola con fierro de construcción. Bajo éste -y por sobre el fogón- se coloca arena y ripio fino, que cumplirán una acción refractaria y permitirán que el fierro resista mejor e¡ calor. Sobre este tambor, y envolviendo al anterior por encima y los costados, se instala otro, abierto por la mitad, dejando entre ambos una separación de 5 a 10 cm, por donde circulará el aire caliente.
Desde el fogón, y por la parte posterior, se instala la chimenea con su regulador para la salida del humo de la combustión.

Este horno da la opción de conectar a la chimenea un ahumador para piezas de carne, receptáculo que recibe el humo a través del fogón y donde se cuelgan pescados, mariscos secos, trozos de chancho y aves, para conservarlos ahumados.
Además cumple una función semiecológica dentro de la parcela, debido a que permite emplear como combustible todos los desechos y basuras, como los papeles, cartones; tronquitos de podas, tablas, corontas secas de choclos, diarios viejos, entre otros.

Banco de piedra para asados y cocina rustica
Ya tenemos un novedoso homo que  por fuera, parece hecho totalmente de barro, con una puerta metálica para introducir lo que deseamos hornear y un fogón inferior. Pero tenemos todavía otra alternativa: instalar a cada lado de él una barbacoa o banco de piedras para asados y una cocina rústica para preparar cocimientos y cazuelas, ambos con sus propios generadores de fuego y también recubiertos con la mezcla de barro y paja.
Para la construcción del  banco de piedra bastará levantar una base de ladrillos, dejando el hueco correspondiente para el fuego, y sobre la cual se instala la parrilla del tipo que se prefiera. En tanto, al otro lado del horno se hará una base con el compartimiento para el fuego, dejando en el centro de la cubierta un agujero protegido por un zuncho de barril, en el cual podrá colocarse un fondo u olla grande, en donde prepararemos sabrosos caldos.
De este modo, el horno, la cocina y el banco de piedra formarán una sola y rústica unidad de barro, junto a la cual las fiestas o almuerzos adquirirán un ambiente muy especial, estimulando la participación de todos, familiares y amigos, para pasar horas de descanso y verdadero agrado.

¿Cómo hacer la mezcla para el horno de barro?
La preparación de la mezcla básica con que se pegan los elementos y se recubre cualquiera de estos tipos de hornos se lleva a cabo en el mismo terreno, en el que se traza un rectángulo que luego se moja hasta convertirlo en barro. Debe quedar lo bastante licuado para ir agregando poco a poco la paja de trigo, que constituye un tercio del total de la mezcla. Luego se amasa con los pies hasta conseguir una pasta homogénea y bien incorporada. Posteriormente se deja reposar 24 horas, para que madure y se vuelva más consistente y asi trabajarla con facilidad. Las herramientas que se necesitan son, primero, muchas ganas de hacer el homo, además de una lienza, un plomo, una llana (especie de paleta con asa) y una regla de 2×1″, confeccionada con una simple tabla recta de álamo. Y si no tiene tiempo para construirlo usted mismo, es seguro que en el sector de su parcela habrá un maestro que podrá hacerlo. Lo importante es que cerca de la casa, además de las típicas tinajas, el visitante pueda recrear la vista en un homo de barro.

miércoles, 6 de mayo de 2020

Acondicionamiento del vidrio (Envases de Vidrio)



Acondicionamiento delvidrio (Envases de Vidrio)

Luego del proceso pesado y mezclado de materia prima (Según formula) requerida según envases a producir, son transportados al horno de fundición. En el horno se realiza el proceso principal de fundición del material (procedimiento que hablaremos mas adelante)

Después de fundir el material viene la etapa de acondicionar el vidrio para que llegue con las condiciones ideales (peso, forma, densidad, temperatura, entre otras) a la Maquina IS o formadora de los envases de vidrio.

Esta etapa de acondicionamiento, consta de zonas del canal de vidrio controladas individualmente Cada una de ellas tiene una función en particular durante este proceso de acondicionamiento. Este canal consta de zonas individuales por nombrar las más importantes son llamadas zona del Refinador, zona de atrás, zona del medio y zona del frente. En este proceso a veces son utilizados sistemas complementarios de calentamiento como un horno de arco eléctrico

En este resumen quisiera mostrarle un Diagrama de componentes estándar utilizados en el proceso de control para cada una zona del canal de acondicionamiento antes de comenzar su transición hacia la maquina IS o formadora del envases de vidrio

Por nombrar algunos componentes tenemos Motores de aire de combustión, válvulas de control automáticos de gas, aire de combustión también ventiladores de enfriamiento, switch de presión entre otros.
Más adelante continuaremos aportando información sobre temas similares

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martes, 5 de mayo de 2020

Horno de Arco Eléctrico


Horno de Arco Eléctrico
Un horno de arco eléctrico es aquel horno, que como su nombre lo dice, se calienta a través de un arco eléctrico. Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero, vidrio entre muchos otros. No solo puede proporcionar temperaturas hasta 1930 C, sino que también puede controlarse eléctricamente con un alto grado de precisión. Debido a que no emplea combustible alguno, no se introduce ningún tipo de impurezas. El resultado es un acero de lo más limpio.

Los tamaños de un horno de arco eléctrico van desde la tonelada de capacidad (utilizado en fundiciones) hasta las 400 toneladas de capacidad utilizado en la industria metalúrgica. Además, existen hornos de laboratorio y usados por dentistas que tienen una capacidad de apenas doce gramos.

La temperatura en el interior de un horno de arco eléctrico puede alcanzar los 3800 grados Celsius
El horno de arco eléctrico para acero consiste en un recipiente refractario alargado, refrigerado por agua para tamaños grandes, cubierto con una bóveda también refractaria y que a través de la cual uno o más electrodos de grafito están alojados dentro del horno.

El horno está compuesto principalmente de tres partes:
El armazón. Que consiste en las paredes refractarias y la cimentación.
El hogar. Que consiste en el lecho refractario que bordea la cimentación.
La bóveda o cubierta. De aspecto esférico o de frustrum (de sección cónica), cubre el horno con material refractario. Puede estar refrigerada con agua. La bóveda está construida con materiales de alta resistencia giroscópica (generalmente hormigón refractario) para soportar grandes choques térmicos y en la que se encuentran los electrodos de grafito que producen el arco eléctrico.
El hogar puede tener una forma hemiesférica u ovoidal. En talleres de fundición modernos, el horno suele levantarse del suelo, así la cuba y los vertederos y las cucharas de colada pueden maniobrar sobre la base del horno. Separado de la estructura del horno está el sistema eléctrico y el soporte del electrodo, además de la plataforma basculante sobre la que descansa el horno.

Un horno típico de corriente alterna tiene tres electrodos. Los electrodos tienen una sección redonda y, por lo general, segmentos con acoplamientos roscados, de modo que a medida que se desgastan los electrodos, se pueden agregar nuevos segmentos. El arco se forma entre el material cargado y el electrodo. Así la carga se calienta tanto por la corriente que pasa a través de la carga como por la energía radiante generada por el arco. Los electrodos suben y bajan automáticamente mediante un sistema de posicionamiento, que puede emplear ya sean montacargas eléctricos o cilindros hidráulicos.

El sistema de regulación mantiene aproximadamente constante la corriente y la potencia de entrada durante la fusión de la carga, a pesar de que la chatarra puede moverse debajo de los electrodos a medida que se derrite. Los brazos del mástil de sujeción de los electrodos llevan pesados embarrados, los cuales pueden ser huecos, con tuberías de cobre refrigeradas por agua, llevando corriente eléctrica a las sujeciones de los electrodos. Los modernos sistemas utilizan "brazos calientes", donde el brazo entero conduce la corriente, aumentando el rendimiento. Estos se pueden fabricar de acero revestido de cobre o de aluminio. Puesto que los electrodos se mueven de arriba a abajo, de forma automática para la regulación del arco y se levantan para permitir quitar la bóveda del horno, unos cables refrigerados por agua pesada conectan el haz de tubos y brazos con el transformador situado junto al horno. Para proteger el transformador del calor, éste se instala en una cámara acorazada.

Construcción.
El horno está construido sobre una plataforma basculante para que el acero líquido se vierta en otro recipiente para el transporte. La operación de inclinación del horno para verter el acero fundido se conoce como "tapping". Originalmente, todos los hornos de producción de acero tenían un caño para verter, que estaba revestido de refractario, por el que aliviaban cuando estaban inclinados, pero a menudo los hornos modernos tienen una desembocadura excéntrica en la parte inferior (EBT) para reducir la inclusión de nitrógeno y de escoria en el acero líquido. Estos hornos tienen una abertura que pasa verticalmente a través del hogar y el armazón, y se encuentra fuera del centro en la estrecha "nariz" del hogar ovalado. Las plantas modernas pueden tener dos armazones con un solo sistema de electrodos que se pueden transferir entre los dos armazones; un armazón precalienta la chatarra mientras que el otro armazón se utiliza para la fusión. Otros hornos basados en corriente continua tienen una disposición similar, pero tienen electrodos para cada armazón y un solo sistema electrónico.

Existen hornos de CA que por lo general exhiben un patrón de calor y puntos fríos alrededor del perímetro del hogar, con los puntos fríos situados entre los electrodos. Hay hornos modernos que montan quemadores de combustible de oxígeno en la pared lateral y los utilizan para proporcionar energía en esos puntos fríos, consiguiendo un calentamiento del acero más uniforme. La energía química adicional se proporciona mediante la inyección de oxígeno y carbono en el horno; históricamente esto se hacía a través de lanzallamas en la puerta de la escoria, ahora esto se hace principalmente a través de múltiples equipamientos de inyección empotrados en la pared.

Un moderno horno de fabricación de acero de tamaño mediano tiene un transformador de 60 MVA de potencia, con una tensión secundaria entre 400 y 900 voltios y una corriente secundaria de más de 44.000 amperios.

En un taller moderno, un horno debería producir una cantidad de 80 toneladas métricas de acero líquido en aproximadamente 60 minutos de carga con chatarra fría para aprovechar el horno. En comparación, los hornos básicos de oxígeno pueden tener una capacidad de 150-300 toneladas por lote, y pueden producir un lote entre 30 y 40 minutos. Existen enormes variaciones en los detalles del diseño y el funcionamiento del horno, dependiendo del producto final y las condiciones locales, así como de los últimos estudios para mejorar la eficiencia del horno. El mayor horno dedicado a chatarra (en términos de capacidad y de tamaño de transformador) se encuentra en Turquía, con una capacidad de 300 toneladas métricas y un transformador de 300 MVA.

Requerimientos de energía eléctrica
Producir una tonelada de acero en un horno de arco eléctrico requiere aproximadamente de 400 kWh de electricidad por tonelada corta, o alrededor de 440 kWh por tonelada métrica. La cantidad mínima teórica de energía requerida para fundir una tonelada de chatarra de acero es de 300 kWh (punto de fusión 1520°C/2768°F). Por lo tanto, dicho horno de arco eléctrico de 300 toneladas y 300 MVA requeriría aproximadamente de 132 MWh de energía para fundir el acero, y un "tiempo de encendido" (el tiempo que el acero se funde con un arco) de aproximadamente 37 minutos. La fabricación de acero con arco eléctrico es sólo rentable donde hay electricidad abundante, con una red eléctrica bien desarrollada.


sábado, 2 de mayo de 2020

¿Qué es un horno de Crisol?


Crisol es una cavidad en los hornos que recibe el metal fundido. El crisol es un aparato que normalmente está hecho de grafito con cierto contenido de arcilla y que puede soportar elementos a altas temperaturas, ya sea el oro derretido o cualquier otro metal, normalmente a más de 500 °C. Algunos crisoles aguantan temperaturas que superan los 1500 °C. También se le denomina así a un recipiente de laboratorio resistente al fuego y utilizado para fundir sustancias. Es utilizado en los análisis gravimétricos.

DESCRIPCIÓN
Fundiendo oro en un crisol de grafito. Uno de los usos más primitivos del crisol fue la elaboración y obtención del platino para hacer metales acrisolados. Más recientemente, los metales tales como el níquel y el circonio se han empleado en el crisol. Los metales acrisolados se elaboran, o se trabajan a grandes temperaturas para ser incluidos en una especie de molde. Los moldes permiten que los gases se expandan y se liberen durante su enfriamiento. Los moldes se pueden fabricar de muchas formas y de varios tamaños, pero rara vez de tamaños de menos de 10–15 milímetros; en estos casos suelen ser de porcelana.

Un crisol es igualmente un contenedor en el que un metal se funde, por regla general a temperaturas por encima de los 500 °C. Estos crisoles se elaboran a menudo de grafito con barro como ligazón entre los materiales. Estos crisoles son muy durables y resistentes a temperaturas por encima de los 1600 °C. Un crisol suele colocarse de forma habitual en un horno y cuando el metal se ha fundido se vierte en un molde. Algunos hornos (generalmente los de inducción o eléctricos) tienen embebidos los crisoles.


EMPLEO EN ANÁLISIS QUÍMICOS
En el área de los análisis químicos los crisoles se emplean en las determinaciones gravimétricas cuantitativas (análisis midiendo la masa de la sustancia a analizar). Con los crisoles más comunes un residuo o precipitado resultante de un método de análisis puede ser recolectado y filtrado con algún elemento o solución libre de cenizas, como puede ser un filtro de papel. El crisol y el elemento se pre-pesan con mucha precisión en una analítica gravimétrica. Tras haber lavado y secado el residuo en el papel de filtro se introduce en el horno (caliente a una muy alta temperatura) hasta que todas las sustancias volátiles y humedad se han eliminado por completo de la muestra. El filtro de papel se quemará por completo, sin dejar rastro alguno. Finalmente, tanto el crisol como la muestra se dejan enfriar en un desecador. Tanto el crisol como la muestra se someten a otro análisis gravimétrico en una balanza y se determina el peso de ambos precisamente a temperatura ambiente (si se pesara a temperaturas altas las corrientes de aire provocadas por la conveccion del aire podría falsear las medidas y dar resultados poco precisos). La masa del crisol, medida con antelación, es sustraída y el resultante es la masa de la muestra una vez secada en el crisol.

Los crisoles que poseen pequeñas perforaciones en su parte inferior (o fondo) se diseñan específicamente para ser empleados en la filtración, en especial en los análisis gravimétricos tal y como se ha descrito anteriormente, en estos casos este diseño especial se denomina crisol gooch en honor de su inventor: Frank Austen Gooch.

Para poder realizar medidas completamente precisas es necesario que se laven las manos y que éstas estén libre de polvo o suciedad que se pueda adherir al crisol, ya que este evento podría falsear las medidas gravimétricas. Los crisoles de porcelana son higroscópicos, es decir que absorben una cierta cantidad de humedad del aire. Por esta razón, tanto el crisol de porcelana como la muestra son pre-calentados antes de ser calibrados en peso. De esta forma se determina correctamente el peso del crisol y de la muestra sin interferencias. En algunos casos se realizan dos o varias operaciones de este tipo para saber que no hay problemas con la medida gravimétrica y que está completamente seca.

EMPLEO EN EL ANÁLISIS DE CENIZAS
Dentro del área del análisis químico los crisoles se emplean también en el análisis cuantitativo de la medida de la masa (análisis gravimétricos) de la ceniza

CENIZAS
La ceniza es el producto de la combustión de algún material, compuesto por sustancias inorgánicas no combustibles, como sales minerales. Parte queda como residuo en forma de polvo depositado en el lugar donde se ha quemado el combustible (madera, basura, etc.) y parte puede ser expulsada al aire como parte del humo.

martes, 28 de abril de 2020

Que es el Aluminio?






El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8 % de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.2​ En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Este metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2812,5 kg/m³) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX3​ es el metal que más se utiliza después del acero. 

Características físicas
El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo aventajado por el oxígeno y el silicio. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es grisáceo y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230 W/(m·K)).

Características mecánicas
Es un material blando (escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia en tracción de 160-200 N/mm² (160-200 MPa). Todo ello le hace adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre las operaciones de fundición y forja, así como la extrusión del material. También de esta forma se utiliza como soldadura. 
Características químicas
La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Esto hace que reaccione con el oxígeno de la atmósfera formando con rapidez una fina capa gris mate de alúmina Al2O3, que recubre el material, aislándolo de posteriores corrosiones. Esta capa puede disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos. Por lo demás, el aluminio se disuelve en ácidos y bases. Reaccionan con facilidad con el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico.

Aplicaciones y usos
La utilización industrial del aluminio ha hecho de este metal uno de los más importantes, tanto en cantidad como en variedad de usos, siendo hoy un material polivalente que se aplica en ámbitos económicos muy diversos y que resulta estratégico en situaciones de conflicto. Hoy en día, tan solo superado por el hierro/acero. El aluminio se usa en forma pura, aleado con otros metales o en compuestos no metálicos. En estado puro se aprovechan sus propiedades ópticas para fabricar espejos domésticos e industriales, como pueden ser los de los telescopios reflectores. Su uso más popular, sin embargo, es como papel aluminio, que consiste en láminas de material con un espesor tan pequeño que resulta fácilmente maleable y apto por tanto para embalaje alimentario. También se usa en la fabricación de latas y tetrabriks.

Por sus propiedades eléctricas es un buen conductor, capaz de competir en coste y prestaciones con el cobre tradicional. Dado que, a igual longitud y masa, el conductor de aluminio tiene poco menos conductividad, resulta un componente útil para utilidades donde el exceso de peso es importante. Es el caso de la aeronáutica y de los tendidos eléctricos donde el menor peso implica en un caso menos gasto de combustible y mayor autonomía, y en el otro la posibilidad de separar las torres de alta tensión.

Además de eso, aleado con otros metales, se utiliza para la creación de estructuras portantes en la arquitectura y para fabricar piezas industriales de todo tipo de vehículos y calderería. También está presente en enseres domésticos tales como utensilios de cocina y herramientas. Se utiliza asimismo en la soldadura aluminotérmica y como combustible químico y explosivo por su alta reactividad. Como presenta un buen comportamiento a bajas temperaturas, se utiliza para fabricar contenedores criogénicos. Cuanto más puro, será más liviano y en algunas piezas de aviación, tendrá una alta resistencia gracias al oxígeno que lo compone. Es conocido como "Aluminio oxigenado o Aero Aluminio".

El uso del aluminio también se realiza a través de compuestos que forma. La misma alúmina, el óxido de aluminio que se obtiene de la bauxita, se usa tanto en forma cristalina como amorfa. En el primer caso forma el corindón, una gema utilizada en joyería que puede adquirir coloración roja o azul, llamándose entonces rubí o zafiro, respectivamente. Ambas formas se pueden fabricar artificialmente.​ y se utilizan como el medio activo para producir la inversión de población en los láser. Asimismo, la dureza del corindón permite su uso como abrasivo para pulir metales. Los medios arcillosos con los cuales se fabrican las cerámicas son ricos en aluminosilicatos. También los vidrios participan de estos compuestos. Su alta reactividad hace que los haluros, sulfatos, hidruros de aluminio y la forma hidróxida se utilicen en diversos procesos industriales tales como mordientes, catálisis, depuración de aguas, producción de papel o curtido de cueros. Otros compuestos del aluminio se utilizan en la fabricación de explosivos.


PRODUCCIÓN
El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre (8 %) y uno de los metales más caros en obtener. La producción anual se cifra en unos 33,1 millones de toneladas, siendo China y Rusia los productores más destacados, con 8,7 y 3,7 millones respectivamente. Una parte muy importante de la producción mundial es producto del reciclaje. En 2005 suponía aproximadamente un 20 % de la producción total.
La materia prima a partir de la cual se extrae el aluminio es la bauxita, que recibe su nombre de la localidad francesa de Les Baux, donde fue extraída por primera vez. Actualmente los principales yacimientos se encuentran en el Caribe, Australia, Brasil y África porque la bauxita extraída allí se disgrega con más facilidad. Es un mineral rico en aluminio, entre un 20 % y un 30 % en masa, frente al 10 % o 20 % de los silicatos alumínicos existentes en arcillas y carbones. Es un aglomerado de diversos compuestos que contiene caolinita, cuarzo óxidos de hierro y titania, y donde el aluminio se presenta en varias formas hidróxidas como la gibbsita Al (OH)3, la boehmita AlOOH y la diásporo AlOOH.

La obtención del aluminio se realiza en dos fases: la extracción de la alúmina a partir de la bauxita (proceso Bayer) y la extracción del aluminio a partir de esta última mediante electrolisis. Cuatro toneladas de bauxita producen dos toneladas de alúmina y, finalmente, una de aluminio. El proceso Bayer comienza con el triturado de la bauxita y su lavado con una solución caliente de hidróxido de sodio a alta presión y temperatura. La sosa disuelve los compuestos del aluminio, que al encontrarse en un medio fuertemente básico, se hidratan

El óxido de aluminio así obtenido tiene un punto de fusión muy alto (2000 °C) que hace imposible someterlo a un proceso de electrolisis. Para salvar este escollo se disuelve en un baño de criolita, obteniendo una mezcla eutéctica con un punto de fusión de 900 °C. A continuación se procede a la electrólisis, que se realiza sumergiendo en la cuba unos electrodos de carbono (tanto el ánodo como el cátodo), dispuestos en horizontal. Cada tonelada de aluminio requiere entre 17 y 20 MWh de energía para su obtención, y consume en el proceso 460 kg de carbono, lo que supone entre un 25 % y un 30 % del precio final del producto, convirtiendo al aluminio en uno de los metales más caros de obtener. De hecho, se están buscando procesos alternativos menos costosos que el proceso electrolítico. El aluminio obtenido tiene un pureza del 99,5 % al 99,9 %, siendo las impurezas de hierro y silicio principalmente. De las cubas pasa al horno donde es purificado mediante la adición de un fundente o se alea con otros metales con objeto de obtener materiales con propiedades específicas. Después se vierte en moldes o se hacen lingotes o chapas.

lunes, 27 de abril de 2020

Tratamiento e inspección de envases de vidrio


TRATAMIENTO INTERNO
Después del proceso de conformación, algunos envases, particularmente aquellos destinados para contener productos alcohólico, se someten a un tratamiento para mejorar la resistencia química de su interior, denominado desalcalización, en general mediante la inyección de un sulfuro o una mezcla de gas conteniendo flúor cuando el vidrio está a altas temperaturas. El gas es típicamente aplicado al envase con el aire utilizado en el proceso de soplado, o a través de una tobera que dirige una corriente del gas a la boca de la botella. El tratamiento hace el envase más resistente a la disolución de álcalis, que puede causar aumentos en el pH del producto, y la degradación del envase en algunos casos.

En los últimos años se ha intensificado notablemente el estudio de los tratamientos de lasuperficie del vidrio, con la finalidad de crear, en unos casos, capas protectoras y, en otros, de dotar a este material de propiedades ópticas y eléctricas especiales.
Tras una introducción general sobre las características de la superficie del vidrio, se presenta una amplia revisión de los diferentes tipos de tratamientos, clasificados dentro de tres grandes grupos: tratamientos sustractivos, tratamientos de cambio iónico y tratamientos aditivos. Dentro de cada uno de ellos se describen los diferentes procedimientos físicos y químicos empleados para la obtención de capas delgadas, comparándose sus ventajas e inconvenientes.
Aqui describimos brevemente las principales aplicaciones de los recubrimientos en distintos campos.

Recocido
Cuando el vidrio se enfría, se solidifica y se contrae. El enfriamiento desigual causa un vidrio débil debido a tensiones residuales internas. Un horno de recocido (conocido en la industria como Lehr) calienta los envases a aproximadamente 1020 °F y después los enfría gradualmente durante un tiempo que depende del grosor del vidrio

Proceso en frío
En el postproceso en frío se aplica un spray de recubrimiento de polietileno para mejorar la esistencia a la abrasión y reducir el rozamiento, se etiquetan, se inspeccionan los posibles defectos de los envases, y se empaquetan en contenedores para su expedición.

Recubrimientos
Los recipientes de vidrio normalmente reciben dos recubrimientos de superficie, uno en el procesado en caliente, justo antes del recocido y uno en el procesado en frío, justo después del recocido. En el primer proceso se añade una capa muy delgada de óxido de estaño (IV) utilizando un compuesto orgánico seguro o inorgánico, el cloruro de estaño. Los sistemas basados en el estaño no son los únicos utilizados, pero son los más habituales. El cloruro de titanio o los titanatos orgánicos también son utilizados. En todos los casos el recubrimiento hace la superficie del vidrio más adhesiva al segundo recubrimiento en frío, típicamente una capa de cera de polietileno, aplicada a través de una emulsión basada en agua. Esto hace el vidrio resbaladizo, evitando enganchones y paradas en las cintas transportadoras que mueven los envases por la línea de producción. El invisible recubrimiento combinado resultante proporciona al envase una superficie virtualmente inrayable. Estos recubrimientos a menudo se denominan endurecedores (debido a la reducción de daños que suponen), aunque una definición más correcta podría ser la de recubrimientos protectores.

Los envases de vidrio son inspeccionados al 100%; máquinas automáticas, o a veces personas, inspeccionan cada envase para detectar una serie de defectos (como pequeñas grietas o inclusiones de restos de material refractario (Piedras) del horno, o gránulos de arena de gran tamaño defectuosamente fundidos, retirando los envases con fallos para ser fundidos de nuevo. Retirar estos envases es especialmente importante debido a que estos defectos incrementan el peligro de rotura del vidrio. Por ejemplo, estos elementos pueden generar cantidades importantes de tensión térmica, causando que el envase se destruya de forma explosiva cuando es calentado.

Otros defectos incluyen las burbujas (denominadas blisters en inglés), las paredes excesivamente delgadas, o el defecto de fabricación que se conoce como lágrimas o marcas interna. En el sistema de compresión y soplado, si un émbolo y su molde están fuera de alineación, o se han calentado a una temperatura incorrecta, el vidrio se adherirá a cualquier elemento y acabará desgarrado.

Además de rechazar los envases defectuosos, el equipo de inspección confecciona estudios estadísticos que se facilitan a los operarios de las máquinas de conformación. Sistemas de ordenador recogen la información necesaria para localizar los moldes donde se estén produciendo fallos. Esto es posible porque cada molde marca con un código de puntos los envases que produce. Los operadores también llevan a cabo una serie de controles manualmente en muestras de envases, normalmente controles visuales y dimensionales.

Embalaje
Los envases de vidrio son embalados de varias maneras. En Europa son frecuentes los paléts con entre 1000 y 4000 envases cada uno. Se forman con máquinas automáticas (paletizadores) que disponen y apilan los envases en capas superpuestas separadas por láminas de apoyo. Otras posibilidades incluyen cajas e incluso bolsas cargadas a mano. Una vez embalados los envases, los nuevos paquetes son etiquetados y almacenados.