Metalurgico

Determinar el valor mas adecuado de la capa de gas y las dimensiones mínimas del horno para calentar un lingote cuadrado de acero de 305 mm. por lado y largo de 2590 mm. desde 38 ºC hasta 1150 ºC,el horno tiene una temperatura de 1260 ºC. Utilizar la Regla Práctica nº 2 que dice que un lingote de acero se caliente de 15 a 20 minutos por pulgada de espesor.

Tiempo de calentamiento 20 x305 / 25,4 = 240 minutos o 4 horas
Peso de la carga 0,305x 0,305 x 2,590 x 7800 = 1879 Kgs.
Superficie expuesta : 3 caras de 0,305 x 2,590 = 2,36985 m2

k = Wx Cp / t x A) x ln [(Tg-Ti)/(Tg-Tf)]

K : Coeficiente de Calor transmitido en { Kcal. / m2 h ºC}

A : Area expuesta al calor en m2


Tg : Temperatura de los gases del horno en ºC 1260 ºC


Tf : Temperatura dela carga en ºC 1150 ºC


t : Tiempo en horas 4 horas

W : Peso de la carga en Kgs 1879

Cp : Calor específico de la carga en { Kcal. / Kg. ºC } = 0,165

ln [( Tg-Ti)/(Tg-Tf)] : ln[(1260-38)/(1260-1150) ln 11,1 = 2,41

K = (1879 x 0,165 x 2,41) /(4 x 2,36985) = 78,8

Cálculo de la temperatura media de la superficie de la carga
ts = 2/3 (Tf- Ti) + 38 = 2/3 (1260- 38) +38 = 852,6
Cálculo de la temperatura media entre la temperatura media de la superficie de la carga y los gases.















Tiempo
ts = 2/3 (Tf – Ti) + 38 = 2/3 ( 1260 -38) +38 = 852,6

Tm = (853 + 1260) /2 = 1056 ºC

Si se utiliza gas natural, los productos de combustión son 10 % CO2 y 19 % de vapor de agua.

Para una capa de gas de 0,3048 m :
CO2 : 0,3048 x0,1 = 0,03048
H2O : 0,3048 x 0,19 = 0,0579

Los valores del Coeficiente de Transmisión de calor para cada gas (de los gráficos respectivos de los apuntes) son:

KH20 = 30
KCO2 = 27
Total 57valor inferior a 78,37 de los cálculos anteriores.

Para una capa de gas de 0,50 metros
Los valores son:
KH20 = 55
KCO2 = 30
Total 85
Valor aceptable. El horno debería tener por lo menos...