DISEÑO Y CÁLCULO DE UN SISTEMA DE TRANSPORTE DE PIEZAS DE ACERO CON ENFRIAMIENTO POR CONVECCIÓN FORZADA, PARA PROCESO DE FORJA EN LA INDUSTRIA METALÚRGICA

Abstract

Este trabajo final de grado presenta el diseño y cálculo de un sistema de transporte de piezas de acero cilíndricas con enfriamiento por convección forzada, aplicado a la industria metalúrgica para optimizar un proceso de forja. El objetivo es garantizar un enfriamiento controlado de piezas que, tras pasar por un tren de hornos de inducción, no llegan a la temperatura requerida permitiendo así su realimentación al proceso con una temperatura objetivo. El estudio aborda la problemática de la variabilidad térmica y los riesgos operativos asociados al uso de autoelevadores en la manipulación de piezas calientes. Se propone un sistema de cadenas transportadoras que mejora la seguridad, elimina interrupciones en la producción y asegura un enfriamiento homogéneo. La metodología incluye la simulación numérica en Matlab, utilizando el método de diferencias finitas para resolver la ecuación de calor para el caso aquí estudiado, considerando conducción, convección forzada y radiación. Se crea una simulación que calcula el tiempo de enfriamiento y a partir de él se obtiene la velocidad de las cadenas, además de seleccionar el tipo de cadena a usar, para transportar las piezas sobre ella y determinar la potencia requerida. El documento detalla el marco teórico, el desarrollo de los cálculos, los resultados y las conclusiones, destacando la mejora en la calidad del producto y la eficiencia operativa. Se incluyen recomendaciones para optimizar el sistema de ventilación y futuras iteraciones del diseño. Este trabajo ofrece una solución teórica robusta que puede servir como base para desarrollos prácticos en la industria metalúrgica.