Diseño y automatización de un horno de nitruración gaseosa

Abstract

La nitruración es un proceso termoquímico ampliamente usado en la industria de componentes mecánicos fabricados en acero para mejorar sus propiedades mecánicas superficiales y su resistencia al desgaste a la corrosión y a la fatiga. En las últimas décadas, varios intentos se llevaron a cabo para automatizar el control de los hornos de nitruración para mejorar sus prestaciones minimizando la intervención del factor humano. El principal objetivo de este trabajo es presentar el diseño de un prototipo de un horno vertical de nitruración gaseosa en atmosfera controlada y su automatización. El diseño de la automatización se realiza con las herramientas de diseño estándar según IEC 1131 para automatismos GRAFCET y GEMMA. La automatización del proceso secuencial de nitruración gaseosa es proyectada con la ayuda de un bloque de sensores analógicos, que miden el porcentaje de concentración residual de hidrogeno y oxigeno en la disociación del amoniaco y la temperatura de la retorta del horno, y de un sistema de electroválvulas y caudalímetros. Las entradas y salidas de señal analógica y digital son controladas por un Autómata Programable Industrial (PLC). Se expone el diseño y soluciones previstas desde el punto de vista mecánico, térmico, eléctrico y digital.