HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA
EXTENSIÓN MARACAY – NÚCLEO CAGUA

PROPUESTA DE LA INDUSTRIA TRÉBOL C.A. (INDUSTRIA MANUFACTURERA DE HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO PARA EL SECTOR SIDERÚRGICO)

DOCENTE:                                                                                  AUTORES:

ING. LUIS FUENTES                                                                  DIEGO PARRA
                                                                                                   YERSON CORTES
                                                                                                   CARLOS PINEDA
                                                                                                   SERGIO SALAZAR
                                                                                                   DANIEL SIFONTES
                                                                                                   RANGEL AXEL
                                                                                                         IM – 601

CAGUA, OCTUBRE 2016

CAPÍTULO I

ARCO ELÉCTRICO

        Un arco eléctrico se define como un tipo de explosión eléctrica, debida a un cortocircuito sostenido en el tiempo a través del aire ionizado. Este es causado por una rápida liberación de energía debido a una deficiencia en el aislamiento eléctrico entre una parte energizada y otra a otro potencial (falla entre barras, falla a tierra, fallas fase-neutro). Un arco eléctrico se genera generalmente a partir de un error en la manipulación de los sistemas eléctricos o bien por la falla en los aislamientos eléctricos en un punto determinado de un sistema eléctrico.  

En el momento de un arco eléctrico, las temperaturas pueden alcanzar hasta 20.000ºC. Esta descarga repentina de energía tiene la capacidad de destruir barras de cobre o aluminio (usadas generalmente para la distribución de energía) hasta su fase de vaporización. El resultado es un aumento brusco del volumen de los materiales contenidos en  el aire (explosión), la explosión de arco, estimada en una expansión de 40.000 a 1. Una explosión de arco puede devastar todo a su paso, produce los niveles de sonido superiores a 120 dB, y puede crear una metralla mortal durante su ocurrencia.

HORNOS DE ARCO ELÉCTRICO

Un horno de arco eléctrico es un horno que se calienta por medio de un arco eléctrico valga la redundancia. Los tamaños de un horno de arco eléctrico van desde la tonelada de capacidad (utilizado en fundiciones) hasta las 400 toneladas de capacidad utilizada 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 calentamiento de materiales para su fundición por arco eléctrico se realiza básicamente por el paso de la corriente eléctrica entre dos o más electrodos; uno de los cuales puede ser la propia carga. Los campos principales de aplicación industrial del calentamiento por arco son:

• Los hornos de fusión de metales
• Los hornos de reducción de minerales

        En los hornos de arco de fusión de metales se coloca la carga en el interior de la cuba y se establece el arco entre los electrodos o entre los electrodos y la carga. Pueden disponerse un solo electrodo (hornos de corriente continua), dos electrodos dispuestos horizontalmente (calentamiento indirecto por radiación del arco al interior de la cuba) o tres electrodos (hornos de corriente alterna).

        En los hornos de arco de reducción de minerales, utilizados en la fabricación de ferroaleaciones, carburo de calcio, silicio metal, etc., los electrodos están sumergidos en el baño de material fundido y el calentamiento se realiza realmente por resistencia directa del material, aunque pueden producirse pequeños arcos entre los electrodos y la superficie de la carga o incluso dentro de la carga. Existen tres (3) tipos de hornos por arco eléctrico:

• Horno de arco radiante (calentamiento indirecto)
• Horno de arco fusión (por corriente alterna y por corriente continua)
• Horno de arco de reducción (calentamiento por resistencia).

        En nuestro caso vamos a inclinarnos  al diseño  del horno de arco fusión, el cual, va a estar enfocado en las especificaciones de la industria Trébol C.A. la cual desde el inicio de este trabajo hemos seleccionado como principales clientes para el desarrollo de este diseño.

        Ahora bien, también podemos encontrar otros tipos de hornos los cuales se asemejan a los anteriores mencionados, estos son:

• horno de cubilote 
• horno de inducción.

CAPITULO II

HORNOS DE ARCO RADIANTE

En un horno típico de arco radiante la cuba metálica está revestida interiormente de material refractario. Se disponen horizontalmente los dos electrodos entre los que salta el arco en el centro de la cuba. Se dispone un accionamiento manual de los electrodos y un accionamiento automático por cilindro hidráulico mandado por el equipo de regulación de potencia.

La cuba tiene un movimiento de oscilación de gran amplitud sobre roldanas, lo que permite que el metal fundido se desplace en el interior, absorbiendo en gran parte el calor almacenado por el revestimiento en su exposición, durante una gran parte del tiempo, a la radiación directa del arco. De este modo se uniformiza la temperatura en el baño y se reducen las pérdidas de calor por el revestimiento.

Terminada la fusión el mecanismo de oscilación actúa sobre un mayor ángulo para colar el metal fundido.

...