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Facultad de Química, UNAM FUNDICIÓN

Departamento de Ingeniería Metalúrgica 2011-2

BALANCE DE CARGA Problema 1
Efectuar el balance de carga para la siguiente aleación base aluminio fundida en horno de crisol C. Q. Requerida C.Q. Promedio Rendimientos (η) (Normas) Si = 8.0 – 12.0 % Si = 10 % 99 % Cu = 2.5 – 3.5% Cu = 3 % 98.5 % Zn = 1.0 – 3.0 % Zn = 2 % 98.5 % Al Resto Al = 85 % 96.5 % Sedebe usar 10% de retornos y al menos dos materias primas Se usaran 10% retornos 15% de Chatarra 1 Base de cálculo 100 Kg Materias Primas Al (%) C.Q. requerida Ch 1 Ch 2 Ch 3 Ch 4 Ch 5 Ch 6 Al-Si (50 - 50) Cobre catodo Zn lingotes Al lingote 85 88 88 87 87 80 83 50 ----100 Si (%) 10 8 6 8 10 10 7 50 ------Cu (%) 3 0 1.5 1 1 10 7 100 ----Zn (%) 2 4 4.5 4 2 0 3 --100 ---

1.- Cálculo de la cantidadde elementos necesarios. En función de los parámetros de fusión: Rendimientos y tratamientos del metal líquido.

I.Q.M. Eusebio C. Atlatenco

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2. Cálculo de la cantidad de elementos aportados por las materias primas prefijadas. Retornos (10%) y chatarra 1. 10% Retornos = 10 Kg 15% Ch1 = 15kg

3. Balance en función de un elemento “crítico”. Elemento critico seleccionado: Cu Ret + Ch1 = 25 Kg Ch4 + Ch5 = 75 Kg ⇒ Ch4 = 75 – Ch5 Req Ret. Ch1 3.04 Kg = 0.3 Kg + 0.0 Kg + Ch4 (1.0/100) + Ch5 (10/100) 3.04 Kg = 0.3 + (75 – Ch5) (1.0/100) + Ch5 (10/100) 3.04 Kg = 0.3 + 75/100 - Ch5 (1.0/100) + Ch5 (10/100) 3.04 Kg = 0.3 + 0.75 + Ch5 (9/100) 1.99 = Ch5 (9/100) Ch5 = 1.99 (100/9) = 22.11 Ch4+ 22.11 Kg = 75 Kg ⇒ Ch4 = 52.89 Kg 4. Cálculo de la cantidad de elementos aportados por Ch4 Ch5

5. Balance de cada elemento. Balance para Si Req. Ret. Ch1 Ch4 Ch5 10.1 Kg = 1 Kg + 1.2 Kg + 5.289 Kg + 2.211 10.1 = 9.7 Kg ¿Esta bien? Balance para Cu Req. Ret. Ch1 Ch4 Ch5 3.04 Kg = 0.3 Kg + 0.0 Kg + 0.528 Kg + 2.211 Kg 3.04 Kg = 3.039 Kg O.K. Balance para Zn Req. Ret. Ch1 Ch4 Ch5 2.03 Kg = 0.2Kg + 0.6 Kg + 1.05 Kg + 0.0 Kg

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2.03 =1.85 O.K. dentro de intervalo Balance para Al Req. Ret. Ch1 Ch4 Ch5 Al lingote 88.08 Kg = 8.5 Kg + 13.2 Kg + 46.01 Kg + 17.688 Kg + Al (100/100) 88.08 Kg = 85.398 + Al (00/100) ⇒ lingote de Al = 2.682 Kg Tabulación deresultados Materias primas Kg Retornos Chatarra 1 Chatarra 4 Chatarra 5 Zn lingote Al lingote Si Kg 10 9.738 1.0 15 14.608 1.2 52.89 51.508 5.289 22.11 21.532 2.211 --2.682 2.611 -102.682 100 9.7 10.1 Kg % Cu Kg 0.3 0.0 0.528 2.211 --3.039 3.04 Kg Zn Kg 0.2 0.6 1.05 0.0 --1.85 2.03 Kg Al Kg 8.5 13.2 46.01 17.688 -2.682 88.08 88.08 Kg

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BALANCE DE CARGA Problema 2
Hierro gris matriz perlítica C. Q. Requerida C.Q. Promedio Rendimientos (η) (Normas) C = 3.2 – 3.6 % C = 3.4% 92% Si = 2.4 – 2.8% Si = 2.6% 94% Mn = 0.6 – 0.8% Mn = 0.7 96% S = 0.10% S = 0.10% 100% P = 0.10% P = 0.10% 100% Se usaran 10% retornos Inoculación 0.10% base silicio Base de Cálculo: 100KgMaterias Primas % C % Si % Mn % S %P Retornos 3.3 2.6 0.65 0.06 0.05 Chatarra 1 3.8 2.5 0.6 0.07 0.07 Chatarra 2 3.6 2.6 0.5 0.08 0.07 Chatarra 3 3.6 2.0 0.6 0.07 0.06 FeSi -75 ---FeMn --60 --Recarburante 90 ----Horno de inducción

15% de Chatarra 2

1.- Cálculo de la cantidad de elementos necesarios. En función de los parámetros de fusión: Rendimientos y tratamientos del metal líquido.

2.Cálculo de la cantidad de elementos aportados por las materias primas prefijadas. Retornos (10%) y chatarra 2. 10% Retornos = 10 Kg 15% Ch2 = 15 kg

I.Q.M. Eusebio C. Atlatenco

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3. Balance en función de un elemento “crítico”. Elemento critico seleccionado: C Ret + Ch2 = 25 Kg Ch1 + Ch3 =...