Modelación y simulación del proceso de fundición para el zinc y aluminio.

Abstract

El presente proyecto de investigación tuvo como propósito desarrollar el modelado y simulación de los procesos de fundición del zinc y aluminio; procesos muy importantes desde la perspectiva de los estudiantes del Instituto Tecnológico Superior Cotopaxi en sus prácticas de laboratorio, hasta la operatividad de las industrias metalúrgicas de la ciudad de Latacunga. Entre las tareas específicas, el trabajo identifico y modelo matemáticamente el comportamiento térmico del proceso de fundición del zinc y aluminio; también, categorizó los procesos de fundición del zinc y aluminio que rige el dimensionamiento matemático y computacional. Además, se establecieron los procesos de fundición del zinc y aluminio en MATLAB y se evalúo el proceso de fundición en una interfaz GUIDE del programa antes mencionado. La metodología utilizada fue de tipo Extreme Programming (XP) y estuvo caracterizado de cinco dimensiones principales, la recopilación de las características del horno de fundición, la identificación de las variables en sistema lineal, el modelamiento matemático (preprocesado, procesado y postprocesado), la simulación del modelo matemático en MATLAB GUIDE y la verificación de resultados; cada proceso tuvo su algoritmo, iteración y depuración. Entre los resultados obtenidos del simulador de horno de fundición se encuentran que el aluminio se funde a una temperatura promedio de 601,86 ºC en un tiempo promedio de 22,55 minutos, mientras que el zinc se funde a una temperatura de 387 ºC en un tiempo promedio de 27,14 minutos. Con los datos experimentales se pudo verificar el buen funcionamiento de la simulación, las diferencias que se encontraron en el proceso de precalentamiento es del 10,5% para el aluminio y 9,6% para el zinc, mientras que en el proceso de fundición es de 9,7% para el aluminio y 8,9% para el zinc en la mayoría de los casos, lo que demuestra que el modelo tiene un gran potencial para simular el horno de prueba.