Calculo de Carga en La Elaboracion de Aleaciones No Ferrosas

8/17/2019 Calculo de Carga en La Elaboracion de Aleaciones No Ferrosas

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CÁLCULO DE CARGA EN LA ELABORACIÓN DE ALEACIONES NOFERROSAS

1. Se desea elaborar 200 kg. de la Aleación de Fusión CuZn35 (Latón Comn de Fundición!" a#artir de la siguiente materia #rima met$lica%

• Cables &rensados de Cobre 'lectroltico" Cu))"))

• Lingotes de Zinc Fino" Zn ))"))

'l e*ui#amiento de Fusión es un +orno de crisol calentado #or #etróleo diesel" el cualocasiona las #erdidas #or ,usión de 1"2- #ara el Cobre /"5- #ara el Zinc.

eterminar la carga necesaria #ara la elaboración" en kg. en #orcentae.

2. Se desea ,abricar un lote de 30 $lulas #ara la industria *umica" re*uirindose *ue seanaltamente resistentes a la corrosión. &ara tal e,ecto" se selecciona la siguiente aleación de

,usión% Latón de ,undición CuZn/0Al 2" #ara aciado en molde met$lico #ermanente(co*uilla!

'l #eso de cada $lula se estima en /2 4g.

'l e*ui#amiento de ,usión es un +orno de crisol calentado #or #etróleo residual (#rdidas#or ,usión de 1"2- #ara el Cobre" /"5- #ara el Zinc "5- #ara el Al!.

Los materiales de elaboración dis#onibles son%

6etornos de Latón Comn de Fusión Cu Zn 356etornos de ZA7AC Comn Zn Al / Aluminio de alta #ure8a Al ))"))

Como el #roceso es de #recisión no se re*uiere mecani8ado de arran*ue de irutas ni seadmiten #ie8as resultantes de,ectuosas" solo se considera un #orcentae de retornos debidoa corte de material" del 5-.

Se #ide%

a. Carga necesaria #ara la elaboración" en kg. en #orcentaeb. 'l tiem#o *ue durar$ la ,usión si el +orno tiene una ca#acidad de /00 kg. " sabiendo

adem$s *ue la #rimera ,usión demora 90 minutos las restantes 25 minutos cada una.

Solución.-

&eso total en #roductos terminados%

/2 : 30 ; 120 4g. de CuZn/0Al 2

Cantidad de aleación a elaborar ; &eso total en #roducto bruto

120 4g. de CuZn/0Al 2 )5- < 100-

" de donde% < ; 132"32 4g. de CuZn/0Al 2

'l #eso en 4g. de cada elemento en la cantidad total de aleación a elaborar" es%



Al ; 0"02 : 132"32 ; 2"53 132"32 4g. de CuZn/0Al 2 Zn ; 0"/0 : 132"32 ; 530"53 Cu ; 0"59 : 132"32 ; =)"2= >otal 132"32 4g.

>eniendo en cuenta las #rdidas #or ,usión" +allamos la demanda #or cada elemento (<!%

Cu% =)"2= 4g. Cu )9"9- < Cu 100-

<Cu ; ==9"14g. (&roenientes de CuZn35!

Zn% 530"53 4g.Zn )5"5- < Zn 100-

<Zn ; 555"534g. (&roenientes de CuZn35 del Zn Al /!

Al% 2"53 4g. de Al )3"5- < Al 100-

< Al ; 29"3=4g. (&roenientes del Zn Al / del Al electroltico!

?alance%

==9"1 4g. Cu 5- @ CuZn35 100-

@ CuZn35 ; 11)="9 4g.

(Conteniendo% 0"35 : 11)="9 ; /1)"25 4g de Zn!o% 11)="9==9"1;/1)"25 4g. de Zn!

Zn a#ortado #or el ZA7AC" Zn Al /%

555"53 /1)"25 13"29 4g.

'ntonces de ZnAl / tenemos%

13"29 4g. de Zn )- @ ZnAl / 100-

@ ZnAl / ; 1/1") 4g.

(A#ortando% 0"0/ : 1/1") ; 5"9 4g. de Alo% 1/1") B 13"29 ; 5"9 4g. de Al.!

&or ltimo%

@ Al ))")) ; 29"3= B 5"9 ; 22") kg.

@ Al ))")) ; 22") kg.



Com#robación% < ; @

==9"1D555"53D29"3= ; 11)="9D1/1")D22")

1 32"51;1 32"51

a! 'ntonces%

Carga Kg. %@ CuZn 35 11)="9 9=")2 -

@ ZnAl / 1/1") 10"/2-

@ Al ))")) 22") 1"= -

>otal 1 32"51 100-

b! &or la ca#acidad del +orno (/00 4g.!% E de cargas ; (132"51G/00!;3"/1Ha 3 cargas com#letas de /00 4g.Iltima carga% 132"513(/00! ; 12"51 4g." *ue se ,undir$n a no en 25 min." sino en% 25(12"51G/00! ; 10"1 min.

>iem#o total de ,usión; 90D2(25!D10"1; 1/0"1 min. (2"3/ +.!

ROBLE!AS RESUEL"OS

ro#l$a r$&u$l'o () Los datos siguientes se +an obtenido a #artir de #ruebas de laboratorioen una muestra re,ractaria #orosa%

'l #eso en el aire de la muestra seca es de 2/= g.'l #eso en el aire de la muestra remoada es de 2=9 g.'l #eso en el agua de la muestra remoada es de 1/= g.

Calcular%

a. La #orosidad a#arenteb. 'l #orcentae de agua absorbida en relación a la muestra secac. La densidad a#arented. La densidad reale. La #orosidad real

Su#oner *ue todos los #oros de la muestra est$n abiertos.

Solución. -

; 2/=gJ ; 2=9g

S ; 1/=g

a* oro&i+a+ a,ar$n'$ r$laciona+a &olo a ,oro& a#i$r'o&*

& (-! ;

100 xS W

DW

−

−

& (-! ;

%66,23(%)100147278

247278=⇒

−

− P x

#* % +$ agua a#&or#i+a $n r$lación a la u$&'ra &$ca



- H2K absorbida ;

100 x D

DW −

- H2K absorbida ;

100247

247278 x

−

- H2K absorbida ; 12"55-

c* La +$n&i+a+ a,ar$n'$) B /

(J B S! ; 'm#ue ; #eso del l*uido des#la8ado

(J B S! G ρH2K ; olumen de l*uido des#la8ado ; olumen del sólido

ρH2K ; ensidad del agua

3

2

/1/)147278(

247

)( cm g S W

D

O H

B −

=−

=

ρ

ρ

3/89,1 cm g B = ρ

d! ensidad real% ρs ;M

100(%) xS

BS

ρ

ρ ρ −=Π

∏ se relaciona con #oros abiertos cerrados.

&or condición del #roblema" no +a #oros cerrados. &or lo tanto%

∏ (-! ; & (-!

0" 23 ;

S

S

ρ

ρ 89,1−

3/47,2 cm g S = ρ

Kbserar *ue siem#re% ρS N ρ?

e! ∏ (-! ; M

∏ (-! ; 23"-

ro#l$a r$&u$l'o 0) In cuer#o re,ractario se #roduce me8clando 100 lb. de CaK. SiK2 con50 lb. de arcilla caolinita Al2K3 . 2 SiK2 . 2 H2K La me8cla es secada +orneada a 1300 C+asta *ue se logra el e*uilibrio. eterminar la com#osición de la cer$mica cocida.

Solución.-

a. eterminamos los #esos moleculares de los ó<idos%

7CaK ; /0"09 D 1 ; 5"09 lb G molBlb7SiK2 ; 29"0) D 2 (1! ; 0"0)lb G molBlb



7Al2K3 ; 2 (2")9! D 3 (1! ; 101") lb G molBlb7H2K ; 2 (1! D 5 ; 19"00 lb G molBlb

b. 'n las 100 lb de CaK.SiK2 " el #eso de cada ó<ido es%

CaK ;

lblb x 27,4810009,6008,56

08,56=

+

SiK2 ;

lblb x 73,5110009,6008,56

09,60=

+

c. 'n las 50 lb de Al2K3 . 2 Si K2 . 2H2K " el #eso de cada ó<ido es%

Al2K3 ;

lb xlb x 5014,258

96,10150

)18(2)09,60(296,101

96,101=

++

;1)"=5 lb

Si K2 ;

lblb x 28,2314,258

600950

14,258

)09,60(2==

lblb xO H 97,614,258

180050

14,258

)18(22 ===

d. es#us de la cocción o +orneado toda el agua de cristali8ación es se#arada eliminada.Luego" el #eso la com#osición de la cer$mica obtenida ser$%

-CaK ; /9"2= lb 33"=5Si K2 ; 51"=3 D 23"19 ; =5"02 lb 52"/5 Al2K3 ; 1)"=5 lb 13"90 >K>AL 1/3"03 lb 100"00-

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