Metodos Numericos

Páginas: 5 (1153 palabras) Publicado: 22 de agosto de 2013
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

Maestría en Ingeniería con Orientación en Mecánica.

Materia;
Métodos Numéricos para Ingeniería Mecánica.

Actividad;
Proyecto Final



Introducción.
Graftech es una compañía internacional con más de 125 años de experiencia en materiales de
grafito. Manufactura electrodos los cuales son esenciales para los hornos de arco eléctrico defundición
de acero y la producción de coque tipo aguja, el cual a su vez sirve de materia prima para los electrodos
de grafito.
Un electrodo de grafito es una barra de 8 a 20” de diámetro por 72 a 110” de largo y que se usa
como conductor eléctrico para los hornos de fundición. Las características que lo hacen apropiado para
la industria de la fundición son una alta resistencia a la temperatura(se sublima arriba de los 3000°C),
baja resistencia eléctrica, baja expansión térmica, alta conductividad calorífica y que no se combina
con el material fundido.
En la figura 1 se observa como es que los electrodos de grafito son los medios principales de
transmisión de energía al material a fundir y también son los que soportan el arco eléctrico de 44,000
amperios.

Figura 1.- Esquema deun horno eléctrico.

El proceso de producción de grafito sintético consta de 5 macro procesos (figura 2);
1.- Molienda, mezcla y formado (MMF).
2.- Cocimiento.
3.- Impregnación.
4.- Grafitación.
5.- Maquinado y embalaje.
2

En el proceso de MMF, se muelen y mezclan a temperaturas 200°C diversos tipo de coques y
breas provenientes de la refinación del petróleo, con el fin de generar unapasta homogénea la cual
finalmente se extruye en barras de diversos diámetros y largos. Estas barras pasan después al proceso
de cocimiento donde la finalidad es extraer lentamente los volátiles de la mezcla de coque y brea. Se
debe hacer con lentitud para evitar fracturas y daños estructurales a la barra extruida.
En el proceso de impregnación, se le agrega brea liquida a la barra cocidapara disminuir las
porosidades que dejo el proceso de cocimiento y por ende aumentar la resistencia estructural del
producto. La barra debe pasar por un segundo cocimiento después de impregnación, este cocimiento es
mucho más rápido que el primero.
En grafitación es precisamente, como el nombre lo indica, en donde el carbón se transforma en
grafito. Para ello se les hace pasar a las barras unacorriente de 100,000 amperes con el fin de elevar su
temperatura a 3500°C, temperatura a la cual las moléculas de carbón se reorganizan en capas de
grafeno lo que da lugar a una barra de grafito sintético.
Finalmente, con un maquinado se le da el diámetro final deseado a la barra, además de
proveerles un medio de unión entre barras mediante un roscado ahusado. Este medió de unión esimportante, pues la industria de la fundición requiere electrodos de 6 a 10 metros de largo, lo que sería
imposible si los electrodos no se pudiesen unir unos con otros.

Figura 2.- Proceso de grafitación.

3

Descripción de problema.
El presente trabajo se enfoca en el primer paso del proceso de producción de grafito; MMF. Aquí se
utiliza diferentes coques del petróleo como materia prima, loscuales se criban con el fin de obtener
granulometrías adecuadas que den las características de resistencia mecánica y eléctrica necesarias para
un excelente desempeño en campo.
Cada electrodo pesa en promedio 1.5 toneladas métricas y utiliza para su manufactura una cantidad
similar de partículas de coque junto con otros aditamentos que en suma, dan el peso anteriormente
mencionado. Loselectrodos se extruyen en verde (significa que la barra sigue siendo coque) en lotes de
74 piezas aproximadamente por lo que para producir un lote se requiere de 112 toneladas de coque con
diversa granulometrías.
El coque llega a la planta en carros de tren, los cuales deben ser descargados y almacenados en grandes
tolvas hasta su utilización. El coque de arribo tiene una cierta distribución de...
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