ES2114039T5

ES2114039T5 - Tratamiento termico de piezas coladas de metal y recuperacion de arena en horno.

Info

Publication number: ES2114039T5
Application number: ES93904665T
Authority: ES
Inventors: Scott P. Crafton
Original assignee: Consolidated Engineering Co Inc
Current assignee: Consolidated Engineering Co Inc
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2013-01-27
Also published as: ATE165030T1; CN1097662A; JP2849213B2; DE69318000T3; BR9305607A; JPH11129055A; DE69318000T2; JPH07506299A; ES2114039T3; EP0612276B1; WO1994004297A1; DE69318000D1; CA2121047C; EP0612276B2; KR100263975B1; CN1090066C; AU3594693A; AU677774B2; TW213490B; EP0612276A1

Abstract

UN METODO Y APARATO PARA RECUPERAR LA ARENA SUSTANCIALMENTE PURA DE UN HORNO DE TRATAMIENTO TERMICO (19); EN DONDE UNA COLADA CON UN NUCLEO DE ARENA Y/O MOLDE DE ARENA, QUE CONTIENE ARENA UNIDA MEDIANTE UN AGLUTINANTE COMBUSTIBLE, UNIDA A LA MISMA SE INTRODUCE EN EL HORNO DE TRATAMIENTO TERMICO (19); O EN DONDE LAS PORCIONES DE NUCLEO DE ARENA Y/O MOLDE DE ARENA NO UNIDAS A UNA COLADA SE INTRODUCEN EN EL HORNO DE TRATAMIENTO TERMICO (19). EN LA RECUPERACION DENTRO DEL HORNO (19) SE LLEVA A CABO, EN PARTE, MEDIANTE LA UTILIZACION DE UN FLUIDIFICANTE (40) QUE FOMENTA LA COMBUSTION DEL AGLUTINANTE MEDIANTE UNO O MAS PROCESOS DE AGITACION, CALENTAMIENTO Y OXIGENACION. EN DONDE LAS CARACTERISTICAS DE LA ARENA RECUPERADA (25) SE CONTROLAN SELECTIVAMENTE A BASE DE CONTROLAR EL TIEMPO DE PERMANENCIA DE LA ARENA (25) DENTRO DEL HORNO DE TRATAMIENTO TERMICO (19).

Description

Tratamiento térmico de piezas coladas de metal y recuperación de arena en horno.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere de manera general al campo del tratamiento térmico de piezas coladas de metal y al campo de la recuperación de arena, de machos de arena y de moldes de arena, utilizados para preparar piezas fundidas o coladas de metal.

De manera general, los métodos y los aparatos de la técnica anterior exigen que se emprendan dos o tres etapas distintamente separadas para tratar térmicamente una pieza colada de metal formada por medio de un molde permanente o un molde de arena con un macho de arena, y recuperar arena suficientemente pura del molde de arena o macho de arena (véase, por ejemplo, el documento US 4.478.572, en el que se basan los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 10, el documento US 4.620.586 y el documento US 4.700.766). La presente invención permite el tratamiento térmico y la recuperación de arena suficientemente pura en una sola etapa.

Son bien conocidos los métodos y los aparatos para la fabricación de piezas coladas de metal. Se utilizan moldes y machos para desplazar el material fundido de modo que cuando el material fundido se solidifique se forme una pieza colada que refleje las características del molde y del macho. Los moldes tienen las características exteriores de la pieza colada formadas en las paredes interiores del molde y los machos tienen las características interiores de la pieza colada formadas en la superficie exterior del macho. Los machos se fabrican típicamente de arena mientras que los moldes se fabrican a veces de arena. Los moldes y los machos de arena son típicamente premoldeados a partir de una mezcla de arena y un aglomerante combustible. Por razones de simplicidad, a continuación los moldes de arena y los machos de arena se denominan simplemente "macho (o machos)" de arena.

De conformidad con alguna de la técnica anterior, una vez se ha formado la pieza colada, se realizan tres etapas distintamente diferentes a fin de tratar térmicamente la pieza colada de metal y de recuperar arena suficientemente pura a partir del macho de arena. La primera etapa separa partes de macho de arena respecto a la pieza colada. El macho de arena es separado típicamente de la pieza colada por medio de un proceso o una combinación de procesos. Por ejemplo, la arena puede cincelarse separándola de la pieza colada o la pieza colada puede sacudirse físicamente para destruir el macho de arena y sacar la arena. Una vez se ha sacado la arena de la pieza colada, se realizan las etapas segunda y tercera. En esta típica técnica anterior en tres etapas, el orden en el cual se emprenden las etapas segunda y tercera no es importante, dado que la arena ya ha sido separada de la pieza colada. La segunda etapa consiste en tratar térmicamente la pieza colada. Típicamente, la pieza colada se trata térmicamente si es deseable darle mayor resistencia o endurecerla. La tercera etapa consiste en la purificación de la arena que se separó de la pieza colada. Los procedimientos de purificación se realizan típicamente por medio de un proceso o una combinación de procesos. Estos pueden incluir el quemado del aglomerante que recubre la arena, la abrasión de la arena y el hacer pasar partes de la arena a través de tamices. Es importante que la arena recuperada sea suficientemente pura para que pueda reutilizarse adecuadamente en la construcción de nuevos machos de arena. También es útil que la arena recuperada esté redondeada, por lo menos en cierto grado, de modo que se facilite el colado de superficies lisas y se facilite el buen aglomerado de los granos de arena que causa que los machos sean fuertes. Por ello, las partes de arena pueden volverse a someter a procedimientos de recuperación hasta que se ha recuperado una arena suficientemente pura.

El documento JP 56 53867 A describe un método y un aparato para extraer arena de piezas coladas de aluminio de machos de moldes de arena. El método comprende las etapas de calentar las piezas coladas de aluminio de machos de moldes de arena para debilitar la resistencia de la arena del macho inyectando, de manera repetitiva, chorros intermitentes de aire a alta presión a las piezas coladas para extraer la arena del macho de ellas y enfriar las piezas coladas de las que ha sido extraída la arena. El documento GB 2 137 114 A revela un método de recuperación de arenas de moldeo usadas que contienen un aglomerante orgánico, que comprende las etapas de: separación de dicha arena de la pieza colada, a continuación suministrar dicha arena a un lecho de fluidos en una zona de alimentación del mismo, sin calentar dicha arena en un lecho de fluidos en presencia de un gas de soporte de la combustión antes de suministrar dicha arena al lecho de fluidos, y fluidización de dicha arena en dicho lecho de fluidos con gas de soporte de la combustión introducido en la arena en varias ubicaciones de modo que la arena permanece en el lecho de fluidos en estado fluidizado a una gama de temperaturas de tratamiento elevadas para recuperar la arena.

La pureza de la arena recuperada puede medirse en función de la cantidad de aglomerante no quemado. Cuanto menos aglomerante no quemado hay, más pura es la arena. Cuando se busca una mayor pureza, algo de arena se reduce a "partículas finas". "Partículas finas" es la expresión utilizada para las partículas de arena menores de un tamaño específico. Las partículas finas son tan pequeñas que exigen excesivas cantidades de aglomerante. Estas dos medidas (pureza y partículas finas) son, de manera general, contrapuestas entre sí, puesto que cuanto mayor es la una, menor es la otra. Es importante equilibrar estas medidas; por ello, es importante que los procedimientos de recuperación de arena sean capaces de controlar estas medidas.

De conformidad con la exposición de una invención anterior del inventor de la presente, correspondiente a la solicitud U.S. nº de serie 07/705.626, sólo necesita emprenderse una etapa para tratar térmicamente piezas coladas metálicas formadas por machos de arena y para recuperar arena de dichos machos de arena. Esta etapa se realiza introduciendo las piezas coladas, con los machos de arena fijados a las mismas, en un horno con una atmósfera oxigenada que se calienta hasta por lo menos la temperatura de combustión del material aglomerante de los machos de arena. Esto provoca la combustión de alguna parte del aglomerante del macho de arena, lo cual, en combinación con otros medios, hace que el macho de arena se separe de la pieza colada. El sistema revelado en la solicitud nº de serie 07/705.626 fomenta la combustión del aglomerante más de lo que se requiere para separar el macho de arena respecto a la pieza colada. El sistema revelado en la solicitud nº de serie 07/705.626 lanza arena desde el horno en un estado suficientemente puro para algunas aplicaciones, pero este sistema no es capaz de quemar una cantidad suficiente de aglomerante (o de procesar de otra forma el macho de arena) para hacer que la arena sea suficientemente pura para ciertas otras aplicaciones. Además, este sistema no prevé medios para hacer variar las características de la arena recuperada ni es posible un control selectivo sobre la redondez de la arena, la cantidad de partículas finas o la cantidad de aglomerante no quemado en la arena recuperada. Por ello, la arena recuperada utilizando el método y el aparato expuestos en la solicitud nº de serie 07/705.626 pueden exigir otro procesado adicional a fin de obtener arena que sea suficientemente pura para ciertas aplicaciones o arena que tenga ciertas características. Por ello, los anteriores sistemas de recuperación de arena son inherentemente ineficaces porque requieren por lo menos un procedimiento en dos etapas, realizado en dos lugares separados por un equipo separado y especializado, a fin de tratar térmicamente una pieza colada de metal formada por medio de un macho de arena y de recuperar arena suficientemente pura a partir del macho de arena.

Por ello, existe la necesidad de un método más eficaz y de un correspondiente aparato que permitan un tratamiento térmico más eficaz, la extracción del macho o de los machos de arena y la recuperación de arena suficientemente pura a partir del macho o de los machos de arena.

Sumario de la invención

Esta necesidad se consigue por medio de un método y un aparato para el tratamiento térmico de una pieza colada con un macho de arena de acuerdo con las características de las reivindicaciones 1 y 9 independientes.

En las reivindicaciones dependientes se describen realizaciones preferidas.

Expuesto brevemente, la presente invención proporciona un método y un aparato mejorados para el tratamiento térmico de piezas coladas de metal que se fabrican utilizando machos de arena y para la recuperación de arena de los machos de arena. Más específicamente, la presente invención proporciona un método y un aparato mejorados para la recogida de arena dentro de un horno de tratamiento térmico, la purificación de la arena y la expulsión de la arena desde el horno. La presente invención puede recuperar arena que es más pura que la típicamente extraída de los hornos de tratamiento térmico. El método y el aparato de la presente invención también permiten el control selectivo sobre la cantidad de aglomerante y de partículas finas en la arena expulsada del horno.

La presente invención incluye, asociado con el horno, un aparato para agitar la arena que ha sido recogida dentro del horno. Este aparato de agitación utiliza aire a presión para lograr la función de agitación por medio de un proceso de "fluidificación" o "fluidización" y se denominará en la presente "fluidificador" o "fluidizador". Este proceso de fluidización hace pasar aire, procedente de una fuente a presión, a través de la arena recogida en el horno haciendo que partes de la arena sean suspendidas y actúen como un fluido turbulento. El fluidizador, conjuntamente con otros componentes del horno, hacen que la parte de aglomerante de los machos de arena se queme suficientemente dentro del horno para que se recupere arena suficientemente pura. Los machos de arena, de los cuales se quema el aglomerante, están fijados a las piezas coladas que son transportadas dentro del horno. Una realización preferida de horno, y algunos de los elementos del interior del horno, se revelan en la solicitud nº de serie 07/705.626. El fluidizador y algunos de los elementos asociados con el mismo se revelan por primera vez en esta solicitud.

El fluidizador de la presente invención provoca la fluidización de arena que se ha recogido dentro de la tolva del horno. La fluidización provoca que partes de arena se abrasionen las unas contra las otras y, en por lo menos una realización, se abrasionen también contra un blanco o diana metálicos, de una manera que deje expuesto el aglomerante. Entonces el aglomerante expuesto se quema. El procedimiento se repite hasta que se ha quemado una suficiente cantidad de aglomerante para satisfacer al usuario en cuando a la pureza de la arena.

En la realización preferida de la presente invención, el fluidizador añade oxígeno a la tolva del horno de modo que se fomente la combustión del aglomerante. En una realización preferida de la presente invención, el fluidizador se suministra o alimenta con aire precalentado procedente de una fuente secundaria de calor, de modo que se fomente adicionalmente la combustión del aglomerante. En una realización alternativa preferida, el aire del fluidizador no se precalienta. De conformidad con un aspecto de la presente invención, se emplean varios fluidizadores y, en tal realización, se eligen realizaciones apropiadas de los fluidizadores y se colocan selectivamente a lo largo de un horno con varias secciones.

La presente invención incluye además métodos y aparatos para descargar la arena recuperada del horno. En la realización preferida de la presente invención, este descargado está controlado de modo que se controle el volumen de arena contenida en el horno. Esto afecta a la cantidad de tiempo en que la arena se somete a la fluidización, determinando así un control sobre las características de la arena recuperada.

Además, en la presente invención se puede utilizar una unidad suplementaria de recuperación de arena (la "SSRU", de las siglas en inglés). La unidad suplementaria de recuperación de arena, que actúa conjuntamente con la fuente de calor del horno y conjuntamente con el fluidizador y otros componentes del horno, proporciona una recuperación suplementaria de arena previamente recuperada de los machos de colado. Por ejemplo, la arena recogida por los agitadores de la técnica anterior y la arena descargada de los bajantes del horno de la solicitud número de serie 07/705.626 se vuelve a procesar por medio de la unidad suplementaria de recuperación de arena. La unidad suplementaria de recuperación de arena incluye un depósito que está en el exterior del horno. Un tubo está conectado a una salida del depósito y entra en el horno. El tubo pasa, dentro del horno, por la inmediata proximidad de los calentadores del horno y acaba hacia la tolva del horno. La arena recogida es depositada en el depósito en donde se calienta por encima de la temperatura de combustión del aglomerante y se expone a una atmósfera rica en oxígeno; esto provoca una combustión inicial del aglomerante. Entonces la arena se introduce en el tubo. Mientras atraviesa el tubo, la arena se caliente por medio de los calentadores del horno y se produce otra combustión del aglomerante. Cuando la arena sale del tubo, cae en el horno, en donde es, preferentemente, purificada adicionalmente por la unidad de la presente invención, de recuperación de arena dentro del horno.

Por ello, es un objetivo de la presente invención proporcionar un método y un aparato mejorados para tratar térmicamente piezas coladas, con material de machos de arena fijado a las mismas, y recuperar arena del material de machos de arena.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato mejorados para eliminar o sacar material de machos de arena de una pieza colada y recuperar arena del material de machos de arena.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para recuperar, dentro de un horno, arena de partes de machos de arena que se separan de las piezas coladas de dentro del horno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para agitar, dentro de un horno, la arena que se recoge dentro del horno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para fluidizar, dentro de un horno, la arena que se recoge dentro del horno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para mejorar la combustión, dentro de un horno de tratamiento térmico, del aglomerante que recubre la arena que se recoge en el horno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para calentar, a partir de una fuente secundaria, la arena que se recoge dentro de un horno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para proporcionar oxígeno a la zona en la cual se recoge la arena dentro de un horno.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para recuperar arena fuera del horno y para purificar la arena recuperada dentro de un horno.

Aún otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para controlar la cantidad de tiempo en el que el material de machos de arena se expone al procesado de recuperación de arena dentro de un horno de modo que puedan controlarse las características de la arena recuperada.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes con la lectura y la comprensión de esta memoria, tomada conjuntamente con los dibujos anexos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en sección de una combinación de horno de tratamiento térmico y de unidad de recuperación de arena en el horno, de conformidad con la realización preferida de la presente invención.

La Fig. 2 es una vista en sección de elementos elegidos de la unidad de recuperación de arena de la Fig. 1.

La Fig. 3 es una vista en planta por encima, y en sección de elementos elegidos de la unidad de recuperación de arena de la Fig. 1, que muestra algunos de los elementos que están seccionados en la Fig. 1.

La Fig. 4 es una vista en planta por encima y en sección de elementos elegidos de la unidad de recuperación de arena de la Fig. 1, que muestra algunos de los elementos que están seccionados en la Fig. 1.

La Fig. 5 es una vista en alzado lateral y en sección del conjunto de la válvula de descarga de la Fig. 1.

La Fig. 6 es una vista en planta por encima y en sección de una parte de una unidad de recuperación de arena en el horno, de conformidad con una realización alternativa y preferida de la presente invención.

La Fig. 7 es una vista en alzado lateral y en sección de una parte del aparato de la Fig. 6.

La Fig. 8 es una vista en sección transversal de la conducción de fluidizador de la Fig. 6, tomada por la línea 8-8 de la Fig. 7.

La Fig. 9 es una vista en alzado lateral de una unidad de recuperación de arena en el horno, de conformidad con una realización alternativa y preferida de la presente invención.

La Fig. 10 es una vista detallada en perspectiva del anillo de fluidización de la Fig. 9.

La Fig. 11 es una vista en sección transversal del anillo de fluidización de la Fig. 9, tomada por la línea 11-11 de la Fig. 10.

La Fig. 12 es una vista en sección transversal del anillo de fluidización de la Fig. 9, tomada por la línea 12-12 de la Fig. 11.

La Fig. 13 es una vista en sección de una parte de una unidad de recuperación de arena dentro de un horno, según una realización alternativa de la presente invención.

La Fig. 14 es una vista en sección de una realización con varias zonas o secciones del sistema de horno de tratamiento térmico y de recuperación de arena en el horno, de conformidad con la presente invención.

La Fig. 15 es una vista lateral aislada de una unidad suplementaria de recuperación de arena que forma parte de una realización alternativa de la presente invención.

La Fig. 16 es una vista lateral y en sección de la unidad suplementaria de recuperación de arena de la Fig. 15 montada en la parte superior de la combinación de horno de tratamiento térmico y de unidad de recuperación de arena en el horno.

La Fig. 17 es una vista en sección de la tolva recuperadora de la Fig. 15.

Descripción detallada de la realización preferida

Este capítulo de la memoria consta de dos partes. La primera parte presenta los componentes y describe su orientación y sus interconexiones. La segunda parte describe el funcionamiento de los componentes y proporciona algunos ejemplos de componentes aceptables.

Con referencia ahora con mayor detalle a los dibujos, en los cuales los números iguales representan componentes iguales en todas las distintas vistas, la Fig. 1 muestra una vista parcialmente en sección de una combinación de horno 19 de tratamiento térmico y de unidad 20 de recuperación de arena en el horno según la realización preferida de la presente invención. La unidad 20 de recuperación de arena en el horno incluye una tolva 30 que tiene una pared 31 de tolva y que define una entrada 33 de tolva y una salida 35 de tolva. Una parte de la pared 31 de tolva y otros elementos están seccionados en la Fig. 1 de modo que puedan verse claramente estos elementos. La unidad 20 de recuperación de arena en el horno incluye además un fluidizador 40, un tubo 80 de guía, un disco 90 de abrasión y un conjunto 100 de válvula de descarga. El fluidizador 40 se muestra atravesando la pared 31 de la tolva. El tubo 80 de guía se muestra orientado hacia arriba del fluidizador dentro de la tolva 30. El disco 90 de abrasión se muestra orientado encima del tubo 80 de guía dentro de la tolva 30. El conjunto 100 de válvula de descarga se muestra conectado a la salida 35 de la tolva. En la realización preferida de la presente invención, la tolva 30 de la unidad 20 de recuperación de arena en el horno actúa al mismo tiempo como la tolva 30 del horno 19 de tratamiento térmico. Un horno 19 apropiado de tratamiento térmico se describe en la solicitud nº de serie 07/705.626. La memoria de la solicitud de patente U.S. nº de serie 07/705.626 se incorpora en la presente como referencia. El conjunto 100 de válvula de descarga proporciona un trayecto hacia el exterior del horno.

La Fig. 2, que es una vista en alzado lateral y en sección de elementos elegidos de la Fig. 1, muestra el fluidizador 40 con mayor detalle. También se muestra arena 25, en forma representativa, recogida en la salida 35 de la tolva. El fluidizador 40 se ve incluyendo un conducto 41 del fluidizador; el conducto 41 del fluidizador tiene un extremo 42 de fluidización que se halla dentro de la tolva 30 y un extremo 43 de fuente que está fuera de la tolva 30. Una parte del conducto 41 del fluidizador ha sido seccionada para dejar vista una parte interior 44 del conducto que está definida por el conducto 41 de fluidización. El extremo 43 de fuente del conducto 41 del fluidizador está sellado por una placa extrema 47. La placa extrema 47 está fijada al extremo 43 de fuente de una manera que pueden comprender los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura. Una parte de la placa extrema 47 está seccionada en la Fig. 2 para dejar totalmente visto un calentador 60. El calentador 60 está fijado a través de la placa extrema 47 de una manera que facilita la extracción para la reparación o la substitución por medio de un tipo diferente de calentador. El calentador 60 tiene un extremo 61 de salida situado dentro de la parte interior 44 del conducto y un extremo 62 de admisión fuera del conducto 41 del fluidizador. Se suministra aire a presión en el extremo 62 de admisión del calentador 60 a través de una admisión 65 de aire. En la realización preferida de la presente invención, el calentador 60 es un quemador de gas a alta presión. En una realización alternativa de la presente invención, el calentador 60 está compuesto por un elemento de calentamiento eléctrico. Son aceptables otros tipos de calentador.

Un manómetro 70 de generación de señales está conectado al conducto 41 del fluidizador por medio de un conducto 71 de manómetro. Esta conexión se realiza de tal forma que el manómetro 70 de generación de señales esté en comunicación con la parte interior 44 de conducto y pueda detectar la presión dentro del conducto 41 del fluidizador. Un ajustador 74 de señales está asociado con el manómetro 70 de generación de señales. El manómetro 70 de generación de señales está conectado con una fuente o suministro de energía eléctrica por medio de un cable 72 de energía del manómetro. El manómetro 70 de generación de señales está conectado por medio de un cable 73 de señales al conjunto 100 de válvula de descarga que no se muestra en la Fig. 2.

El extremo 42 del fluidizador del conducto 41 del fluidizador está vuelto hacia arriba en la Fig. 2, hacia un tubo 80 de guía y hacia el disco 90 de abrasión. El tubo 80 de guía, una parte del cual está seccionada en la Fig. 2, tiene una pared 81 del tubo y define un paso 82 del tubo. El disco 90 de abrasión, una parte del cual está seccionada en la Fig. 2, tiene un dorso 92 del disco y una cara cóncava 91 del disco.

La Fig. 3 es una vista en planta por encima del aparato de la Fig. 2, con mayor detalle y con el disco 90 de abrasión sacado. Como se muestra en la Fig. 3, el tubo 80 de guía está conectado a varillas 85a,b de soporte de tubo que están conectadas a la pared 31 de la tolva. Estas conexiones se realizan de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura o por empernado. El tubo 80 de guía está situado de modo tal que el tubo 80 de guía está orientado por encima del extremo 42 del fluidizador del conducto 41 del fluidizador y el paso 82 de tubo está alineado con la parte interior 44 del conducto en el extremo 42 del fluidizador.

La Fig. 4 es una vista en planta por encima del aparato de la Fig. 2 con mayor detalle. En la Fig. 4, la cara 91 del disco 90 de abrasión está orientada hacia el extremo 42 del fluidizador y por ello no se ve. Como se ve en las Figs. 2 y 4, el disco 90 de abrasión está conectado a unos cables 95 de soporte del disco que están fijados a la pared 31 de la tolva. Los cables 95 tienen un extremo 96 de disco, un extremo 97 de gancho y un tensor 98 dispuesto entre el extremo 96 de disco y el extremo 97 de gancho. Los extremos 96 de disco de los cables 95 están fijados al disco 90 de abrasión de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura o empernado. El extremo 97 de gancho de cada cable 95 está fijado a la pared interior 31 de la tolva por un gancho 99 de ojete; los extremos 97 de gancho están enganchados a los ganchos 99 de ojete. Los ganchos 99 de ojete están conectados a la pared 31 de la tolva de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura o empernado. Hay varios ganchos 99 de ojete, cada uno de los cuales está orientado de modo que la altura del disco 90 de abrasión por encima del extremo 42 del fluidizador pueda ser ajustada, como se explicará posteriormente. El extremo 42 del fluidizador, la parte interior 44 del conducto y el tubo 80 de guía no se ven en la Fig. 4 debido a que están ocultos por el disco 90 de abrasión.

La Fig. 5 es una vista en alzado lateral y en sección del conjunto de válvula de descarga mostrado en la Fig. 1. El conjunto 100 de válvula de descarga incluye una doble válvula basculante 110 y un accionador neumático 130 de la válvula. La doble válvula basculante 110 tiene una entrada 111 de válvula y una salida 112 de válvula. La entrada 111 de válvula está conectada con la salida 35 de la tolva (véase la Fig. 1) de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura o empernado. La salida 112 de válvula está situada fuera del horno 19 de tratamiento térmico de modo tal que la doble válvula basculante 110 proporciona un trayecto desde el interior de la tolva 30 hacia el exterior del horno 19. Una parte de la doble válvula basculante 110 está seccionada en la Fig. 5 para dejar visto un primer disco 116, un segundo disco 117, un primer asiento 118 y un segundo asiento 119. El accionador neumático 130 de la válvula está conectado con la doble válvula basculante 110 de una manera que será comprendida por los razonablemente entendidos en la técnica, de modo tal que el accionador neumático 130 de la válvula controle el funcionamiento de la doble válvula basculante 110. El accionador neumático 130 de la válvula está conectado a una conducción 131 de alimentación neumática y al cable 73 de señales. En una realización alternativa de la presente invención, el accionador neumático 130 de la válvula está substituido por un accionador eléctrico y motorizado de la válvula, un accionador hidráulico de la válvula o algún otro tipo de accionador de la válvula.

La Fig. 6 y la Fig. 7 muestran una realización alternativa de la presente invención. La Fig. 6 es una vista en planta por encima y seccionada de unas partes de la presente invención de conformidad con una realización alternativa. Esta realización alternativa no incluye el tubo 80 de guía ni el disco 90 de abrasión. Esta realización alternativa incluye un fluidizador 40' que es algo similar al fluidizador 40. Sin embargo, el fluidizador 40' tiene un conducto 41' de fluidizador que se divide en tres conductos 41'a,b,c de fluidizador, cada uno de los cuales atraviesa la pared 31 de la tolva. Los conductos 41'a,b,c de fluidizador se originan en un distribuidor 55 de conductos. El distribuidor 55 de conductos se origina en el extremo 43 de fuente del conducto 41' de fluidizador. Además, los extremos 43'a,b,c de fluidizador están sellados de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo mediante un tapón 50. Además, como se indica por medio de la Fig. 7, que es una vista en alzado lateral del fluidizador 40' que muestra una parte de la tolva 30, cada conducto 41'a,b,c de fluidizador define una pluralidad de orificios 51 de fluidización que están orientados hacia la salida 35 de la tolva (en la Fig. 7, dos de los conductos 41'b,c del fluidizador están ocultos por uno de los conductos 41'a del fluidizador). La Fig. 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 8 - 8 de la Fig. 7; solamente se muestra un conducto 41'a de fluidizador por razones de simplicidad, estando construidos de una manera similar los otros conductos 41'b,c. Como se ve en la Fig. 8, los orificios de fluidización están en comunicación con la parte interior 44' del conducto. Además, en la realización mostrada en las Figs. 7 y 8, los orificios 51 de fluidización están separados lineal y radialmente a lo largo de la parte del conducto 41'a del fluidizador que queda frente a la salida 35 de la tolva. Preferentemente, el ángulo entre los ejes 52 definidos por dos orificios 51 de fluidización que están radialmente situados el uno con respecto al otro es de noventa grados. En unas realizaciones alternativas de la presente invención, los orificios 51 de fluidización están separados de una manera diferente.

Otra realización alternativa de la presente invención, que no se ilustra, es similar a la realización alternativa anteriormente expuesta de las Figs. 6 - 8, excepto que el conducto 40 del fluidizador se divide en seis conductos de fluidizador. Tres de los seis conductos del fluidizador penetran en una tolva 30 del horno y los otros tres de los seis conductos del fluidizador penetran en una tolva diferente 30 del horno. Realmente existen varias realizaciones alternativas de la presente invención que son variantes respecto a las acabadas de describir. Aunque no se muestra en las Figs. 6 y 7, el manómetro 70 de generación de señales, con todos sus correspondientes elementos, está incluido en estas realizaciones alternativas de la presente invención.

La Fig. 9 muestra una realización alternativa de la presente invención que no incluye el tubo 80 de guía ni el disco 90 de abrasión. En esta realización alternativa, un anillo 140 de fluidización está dispuesto entre la salida 35 de la tolva y la entrada 111 de la válvula. El anillo 140 de fluidización está conectado a la salida 35 de la tolva y a la entrada 111 de la válvula de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura o empernado. También se muestra en la Fig. 9 un conducto 41'' del fluidizador. El conducto 41'' del fluidizador define una parte interior 44'' (no ilustrada) del conducto. El conducto 41'' del fluidizador tiene un extremo 42'' de fluidización, que está conectado con el anillo 140 de fluidización, y un extremo 43'' de fuente, dentro del cual se suministra aire a presión.

La Fig. 10 es una vista en perspectiva detallada del anillo 140 de fluidización de la Fig. 9. El anillo 140 de fluidización incluye un bastidor hueco 141 de anillo que define una parte interior 142 (véase la Fig. 11) de anillo. El anillo 140 de fluidización delimita una zona abierta 145 que está en comunicación con la parte interior 142 del anillo por medio de una pluralidad de orificios 146 de fluidización que están definidos por el bastidor 141 de anillo. Por razones de simplicidad sólo se referencian dos de los orificios de fluidización en la Fig. 10. El bastidor 141 de anillo define además un orificio 147 de conexión del conducto. El bastidor 141 de anillo está conectado, en el orificio 147 de conector del conducto, con el extremo 42'' de fluidización del conducto 41'' del fluidizador de modo tal que la parte interior 44'' del conducto está en comunicación con la parte interior 142 del anillo. Esta conexión se realiza de una manera que puede ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura.

La Fig. 11 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 11-11 de la Fig. 10. La Fig. 11 muestra la parte interior 142 del anillo. La Fig. 12 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 12-12 de la Fig. 11. La Fig. 12 muestra uno de los varios orificios 146 de fluidización definidos por el bastidor 141 de anillo. Los orificios 146 de fluidización forman un ángulo suficientemente inclinado para que las partes de macho de arena que atraviesen la zona abierta 145 definida por el bastidor 141 de anillo no puedan emigrar fácilmente hacia arriba, a través de los orificios 146 de fluidización, hacia la parte interior 142 del anillo.

En una realización alternativa de la presente invención, no se incluye manómetro 70 de generación de señales. Como se muestra en la Fig. 13, que es una vista en sección, esta realización alternativa de la presente invención incluye sensores 170a,b,c de generación de señales que están montados dentro de la tolva 30, en la pared 31 de la tolva. Los sensores 170a,b,c están montados de modo tal que detectan un nivel predeterminado de machos de arena en la tolva 30. Cada sensor 170a,b,c de generación de señales está conectado por medio del cable 73' de señales al conjunto 100 de válvula de descarga (no ilustrado en la Fig. 13). Un selector 171 está asociado con los sensores 170a,b,c de generación de señales. En la realización preferida de esta realización alternativa, los sensores 170a,b,c de generación de señales son sondas eléctricas.

La Fig. 14 muestra una realización de la presente invención con varias zonas, la cual incluye un horno 211 con varias zonas que emplea varias realizaciones de la unidad 20 de recuperación de arena en el horno. Un ejemplo de horno 211 se revela en la solicitud nº de serie 07/705.626. Como se revela en su Fig. 14, el horno 211 incluye: una cámara 215 de trabajo; zonas o secciones 216A-H, calentadores 218 del horno, una cámara 224 de precalentamiento, una puerta 225 de entrada al horno, un extremo superior 226 del horno, una puerta 227 de descarga del horno, un extremo inferior 228 del horno, una cámara 234 de fusión, de rodillos, rodillos 236, cestos 240 para transportar piezas coladas, ventiladores axiales 244, una parte superior 245 del horno, tamices 252, separadores 253, un transportador 259 de arena y un depósito central 260 de recogida. Para una clara comprensión del horno 211, se ruega consultar la solicitud nº de serie 07/705.626, que se ha incorporado en esta memoria. El horno 211 incluye además tolvas 30 y conjuntos 100 de válvula de descarga. Las zonas o secciones 216A,B están equipadas con el fluidizador 40 (véanse las Figs. 1, 2, 3 y 4), con el tubo 80 de guía y con el disco 60 de abrasión. La cámara de precalentamiento y la zona 216E están equipadas con el fluidizador 40' (véanse las Figs. 6, 7 y 8) y las zonas 216F, G, H están equipadas con el fluidizador 40'' (véanse las Figs. 9, 10, 11 y 12). Se muestra arena 25, en forma representativa, recogida en la salida 35 de las tolvas.

La Fig. 15 muestra una unidad suplementaria 180 de recuperación de arena que podría ser utilizada adicionalmente en la presente invención. La unidad suplementaria 180 de recuperación de arena incluye una tolva 181 del recuperador que tiene una entrada 182 del recuperador, una salida 183 del recuperador y una pared 184 del recuperador. La unidad suplementaria 180 de recuperación de arena incluye además un descargador 190 que tiene una entrada 191 del descargador y una salida 192 del descargador. En la realización preferida alternativa, el descargador 190 es un transportador de tornillo. La entrada 191 del descargador está conectada con la salida 183 de la tolva de una manera que podrá ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por soldadura o empernado. La unidad suplementaria 180 de recuperación de arena incluye además un tubo 195 de entrega que define una parte interior 199 del tubo. El tubo 195 de entrega tiene también una entrada 196 del tubo, una salida 197 del tubo y una tubería 198 de suministro de oxígeno que está en comunicación con la parte interior 199 del tubo. La entrada 196 del tubo está conectada con la salida 192 del descargador de una manera que podrá ser comprendida por los razonablemente entendidos en la industria, por ejemplo por medio de soldadura o empernado.

La Fig. 16 es una vista en sección de la unidad suplementaria 180 de recuperación de arena de la Fig. 15 montada en la parte superior de la combinación de horno 19 de tratamiento térmico y de unidad 20 de recuperación de arena en el horno, de conformidad con una realización alternativa de la presente invención. La tolva 181 y el descargador 190 del recuperador están situados fuera del horno 19 de tratamiento térmico. El tubo 195 de entrega penetra en el horno 19 de tratamiento térmico y está en la inmediata proximidad de los calentadores 218' del horno, en forma de tubos en U. La salida 197 del tubo está orientada hacia la entrada 33 de la tolva.

La Fig. 17 es una vista en sección de la tolva 181 del recuperador de la Fig. 15. Una parte de la pared 184 del recuperador está seccionada para mostrar una parte interior 185 del recuperador que está definida por la pared 184 del recuperador. Incluidos dentro de la parte interior 185 del recuperador se hallan calentadores 186, suministradores 187 de oxígeno y un indicador 188 de nivel. La tolva 181 del recuperador incluye también un conducto 189 de salida de reciclado que sale penetrando en el horno 19 de tratamiento térmico, y un conducto 198 de salida hacia la cámara de bolsas filtrantes.

Funcionamiento

Con referencia de nuevo a las Figs. 1 y 14, cuando la pieza colada, con machos de arena fijados a la misma, es manipulada de conformidad con el método y el aparato revelados en la solicitud nº de serie 07/705.626, unas partes de arena y de macho de arena caen a través de la entrada 33 de la tolva y la arena se recoge dentro de la tolva 30 hacia la salida de la tolva. Antes de que se acumule un nivel definido de arena en la tolva 30, el primer disco 116 y el segundo disco 117 del interior de la doble válvula basculante 110 se mantienen en contacto con el primer asiento 118 y el segundo asiento 119, respectivamente. Por ello, a medida que las partes de arena y los machos de arena siguen cayendo a través de la entrada 33 de la tolva, aumenta el nivel de machos de arena dentro de la tolva 30.

Las Figs. 1, 2, 3 y 4 revelan la primera realización, preferida, de la presente invención. El equipo y el procedimiento que se hallan en la esencia de la primera realización preferida se denominan como de "fluidización a alta temperatura con una diana (o blanco)". En esta realización, se suministra aire presurizado a través de la admisión 65 de aire. La salida oxigenada y calentada procedente del calentador 60 se descarga desde el extremo 42 del fluidizador del conducto 41 del fluidizador. A medida que el nivel de arena asciende por encima del nivel del extremo 42 del fluidizador, empieza la fluidización; la salida oxigenada y calentada fluidiza partes de los machos de arena que están encima del extremo 42 del fluidizador. Esto es, la salida asciende a través de la arena, haciendo que la arena sea suspendida y actúe como un fluido turbulento. La fluidización propulsa además partes de arena a través del paso 82 del tubo de guía en donde la trayectoria de las partes arrastradas de arena es orientada hacia la cara 91 del disco 90 de abrasión. Partes de arena entran en contacto con el disco 90 de abrasión y vuelven a caer hacia el extremo 42 del fluidizador en donde se fluidizan adicionalmente. Las partes de arena que se fluidizan se abrasionan la una contra la otra y contra la cara 91 del disco. La abrasión provocada por este procedimiento desprende la ceniza que está adherida a la arena. Esto deja expuesto el aglomerante no quemado y fomenta así la combustión del aglomerante. Además de fomentar la combustión del aglomerante por dejar expuesto el aglomerante no quemado, el fluidizador 40 fomenta la combustión al proporcionar un ambiente caliente y oxigenado. Así, el aglomerante expuesto se quema para fomentar la purificación de la arena recuperada de los machos de arena. Dado que la "fluidización a alta temperatura con una diana" incorpora varias técnicas para recuperar la arena (que incluye, por lo menos, la fluidización, la fluidización en combinación con un disco de abrasión, el calentamiento para fomentar la combustión y la oxigenación para fomentar la combustión) tiene una capacidad relativamente alta en comparación con los procedimientos a los que se hará posteriormente referencia.

Algunas realizaciones alternativas de la presente invención, una de las cuales se muestra en las Figs. 6, 7 y 8, se denominan "fluidización en caliente". La "fluidización en caliente" no propulsa partes de machos de arena hacia una diana. Sin embargo, la "fluidización en caliente" es por lo demás similar a la "fluidización en caliente con una diana". Se suministra aire a presión a través de la admisión 65 de aire. La salida oxigenada y calentada del calentador 60 se descarga desde los orificios 51 del fluidizador. A medida que el nivel de arena se acerca al nivel de los orificios 51 de fluidización, empieza la fluidización. La fluidización es fomentada y mejorada por la colocación y la orientación de los orificios 51 de fluidización. Las partes de arena que son fluidizadas se abrasionan las unas contra las otras. La abrasión provocada por este procedimiento desprende la ceniza que está adherida a la arena. Esto deja expuesto el aglomerante no quemado y fomenta así la combustión del aglomerante. Además de fomentar la combustión del aglomerante por exposición del aglomerante no quemado, el fluidizador 40' fomenta la combustión al proporcionar un ambiente caliente y oxigenado. Así, el aglomerante expuesto se quema para fomentar la purificación de la arena recuperada del macho de arena. Dado que la "fluidización en caliente" no utiliza una diana, típicamente no causa tanta abrasión como la "fluidización en caliente con una diana". Así, la "fluidización en caliente" deja expuesto típicamente menos aglomerante que la "fluidización en caliente con una diana" y por ello causa menos combustión que ésta. Por ello, la "fluidización en caliente" tiene típicamente menos capacidad que la "fluidización en caliente con una diana". Así, se utiliza la "fluidización en caliente con una diana" cuando caen a través de la entrada 33 de la tolva partes relativamente grandes de arena y de machos de arena, y se utiliza "fluidización en caliente" cuando caen a través de la entrada 33 de la tolva partes relativamente moderadas de arena y de machos de arena.

Otras realizaciones alternativas de la presente invención, una de las cuales se muestra en las Figs. 9, 10, 11 y 12, se denominan "fluidización en frío". La "fluidización en frío" es algo similar a la "fluidización en caliente" excepto que no comprende el calentamiento. Se suministra aire presurizado al extremo 43'' de fuente del conducto 41'' del fluidizador. El aire a presión se introduce en la parte interior 142 del anillo por medio del extremo 42'' del fluidizador del conducto 41'' del fluidizador y el orificio 147 de conexión del conducto. El aire presurizado escapa entonces del anillo 140 de fluidización a través de los orificios 146 de fluidización. A medida que el nivel de la arena asciende por encima de los orificios 146 de fluidización, empieza la fluidización. Las partes de arena que están fluidizadas se abrasionan las unas contra las otras. La abrasión provocada por este procedimiento desprende la ceniza que está adherida a la arena. Esto deja expuesto el aglomerante no quemado y fomenta así la combustión del aglomerante. Además de fomentar la combustión del aglomerante por exposición del aglomerante no quemado, el fluidizador 40'' fomenta la combustión al proporcionar oxígeno añadido al ambiente (el calor necesario para la combustión es proporcionado por el horno 19 de tratamiento térmico). Así, el aglomerante expuesto se quema para fomentar la purificación de la arena recuperada del macho de arena. Dado que la "fluidización en frío" no añade calor para fomentar la combustión, no provoca típicamente tanta combustión como la "fluidización en caliente". Por ello, la "fluidización en frío" tiene típicamente menos capacidad que la "fluidización en caliente". Así, se utiliza la "fluidización en frío" cuando caen a través de la entrada 33 de la tolva partes relativamente pequeñas de arena relativamente limpia. La "fluidización en frío", además de recuperar arena, enfría partes de arena antes de que atraviesen la doble válvula basculante 110. Esto protege a la doble válvula basculante 110 respecto a los esfuerzos y tensiones relacionados con el calor y permite el uso de una doble válvula basculante 110 menos cara.

Como se ha especificado anteriormente, las diferentes realizaciones de la presente invención tienen diferentes capacidades o potencias. Como se especifica en la solicitud nº de serie 07/705.626, las diferentes zonas 216 (véase la Fig. 14) del interior de un horno 211 de procedimiento continuo tienen diferentes capacidades para soltar los machos de arena de las piezas coladas. Por ello, es necesario recuperar más arena en algunas zonas 216 y menos arena de otras. De conformidad con una realización con varias zonas de la presente invención, como se muestra en la Fig. 14, se emplean realizaciones de mayor capacidad de la unidad 20 de recuperación de arena en el horno (por ejemplo, Figs. 1-4) en las secciones 216A,B de alta capacidad, se emplean realizaciones de capacidad moderada de la unidad 20 de recuperación de arena en el horno (por ejemplo, Figs. 6-8) en la cámara 224 de precalentamiento y en las zonas 216E de capacidad moderada y se emplean realizaciones de inferior capacidad de la unidad 20 de recuperación de arena en el horno (por ejemplo, Figs. 9-12) en las secciones de inferior capacidad 216F,G,H del horno 211. Así mismo, se prefiere emplear realizaciones de mayor capacidad, de la presente invención, en los hornos de tipo intermitente de mayor capacidad y realizaciones de menor capacidad, de la presente invención, en los hornos de tipo intermitente de menor capacidad.

En varias realizaciones de la presente invención, el manómetro 70 de generación de señales y el equipo asociado con el mismo sirven para proporcionar un control positivo sobre el nivel y, por ello, el volumen de arena que se acumula dentro de la tolva 30 (véanse las Figs. 2 y 9). A medida que las partes de arena siguen cayendo a través de la entrada 33 de la tolva, aumenta el nivel de arena dentro de la tolva 30. A medida que aumenta el nivel existe más resistencia a la circulación de aire desde el extremo del fluidizador del conducto 42 y aumenta la contrapresión en el conducto 41 del fluidizador. El ajustador 74 de señales asociado con el manómetro 70 de generación de señales se ajusta de modo que cuando se detecta cierta contrapresión dentro de la parte interior 44 del conducto, por medio del manómetro 70 de generación se señales, se genera una señal de "nivel alto". El accionador neumático 140 de la válvula recibe la señal de "nivel alto" a través del cable 73 de señales. Mientras el accionador neumático 140 de la válvula recibe la señal acciona la doble válvula basculante 120. La doble válvula basculante 120 es accionada de modo tal que el primer disco 126 y el segundo disco 127 se muevan alternadamente alejándose del primer asiento 118 y del segundo asiento 119, respectivamente, y volviendo luego a los mismos. Esta operación es tal que mientras el primer disco 116 no está en contacto con el primer asiento 118, el segundo disco 117 está en contacto con el segundo asiento 119 y viceversa. Así, mientras está trabajando la doble válvula basculante 110 y está fluyendo arena desde el interior de la tolva 30 hacia el exterior del horno 19 de tratamiento térmico por medio de la doble válvula basculante 110, se mantiene una contrapresión en la salida 35 de la tolva de modo que no se interrumpe la fluidización. Es importante que la contrapresión se mantenga a la salida 35 de la tolva debido a que el aire presurizado que se está suministrando a través del conducto 41 del fluidizador seguirá el trayecto o camino de menor resistencia. Si tanto el primer disco 116 como el segundo disco 117 se hallaran fuera de sus asientos y existiera un nivel de arena dentro de la tolva, el trayecto de menor resistencia sería a través de la doble válvula basculante 110 hacia la atmósfera del exterior del horno. Por ello, el aire a presión fluiría o circularía a través de la doble válvula basculante 110 en vez de forzar su camino hacia arriba a través de la arena acumulada en la tolva. En una realización alternativa de la presente invención, la doble válvula basculante 110 está substituida por una válvula de estrella o un transportador de tornillo o cualquier otro tipo de dispositivo que realice un descargado y una función de sellado.

En realizaciones alternativas de la presente invención, unos sensores 170 de generación de señales, montados en la pared 31 de la tolva (véase la Fig. 13), sirven para proporcionar un control positivo sobre el nivel, y por ello sobre el volumen, de la arena que se acumula dentro de la tolva 30. En una realización, los sensores 170 de generación de señales están compuestos por sondas de capacitancia eléctrica. Una sonda de capacitancia eléctrica está montada en la pared de la tolva en cada posición que corresponde a un nivel en el cual se desea hacer funcionar la doble válvula basculante 110. El nivel particular al que funcionará la dobla válvula basculante es establecido por medio del accionamiento del selector 171 que establece la sonda eléctrica que está efectuando el control. A medida que el nivel de arena aumenta y entra en contacto con la sonda eléctrica que está efectuando el control, se genera una señal de "nivel alto". El accionador neumático 140 de la válvula recibe la señal de "nivel alto" a través del cable 73' de señales. Cuando el accionador neumático 140 de la válvula recibe la señal, acciona a la doble válvula basculante 110 como se ha expuesto anteriormente.

Las características de la arena recuperada son controladas por medio del control del tiempo de permanencia de las partes de arena dentro de la tolva 30. Cuanto más largo es el tiempo de permanencia, más larga es la cantidad de tiempo en la que se fluidizan las partes de arena. Cuando las partes de arena recubiertas con aglomerante son fluidizadas durante un período relativamente más largo de tiempo, queda contenido menos aglomerante en la arena recuperada pero quedan contenidas más partículas finas en la arena recuperada. Cuando las partes de arena recubiertas de aglomerante son fluidizadas durante un período de tiempo relativamente más corto, queda contenido más aglomerante en la arena recuperada pero quedan contenidas menos partículas finas en la arena recuperada. El tiempo de permanencia es controlado por medio del control del volumen de arena que se deja acumular en la tolva 30. Cuanto mayor es el volumen de arena que se deja acumular en la tolva 30, mayor es el tiempo de permanencia (suponiendo una entrada constante de arena). El volumen de arena que se deja acumular en la tolva 30 se elige por medio del ajuste del ajustador 74 de señales en una realización de la presente invención o por medio del ajuste del selector 171 en la segunda realización descrita de la presente invención. En la realización que incluye el manómetro 70 de generación de señales, se acumula un mayor volumen de arena en la tolva 30 cuando el ajustador 74 de señales se ajusta de modo que el manómetro 70 de generación de señales emita una señal de "nivel alto" a mayor presión. Se acumula en la tolva 30 un menor volumen de arena cuando el ajustador 74 de señales se ajusta de modo que el manómetro 70 de generación de señales emita una señal de "nivel alto" a una presión inferior. En la realización que incluye sensores 170 de generación de señales, se deja que se acumule en la tolva 30 un volumen mayor o menor de arena por medio del ajuste del selector 171 para elegir el sensor 170 de generación de señales que está montado en el nivel que corresponde al volumen
deseado.

Con referencia de nuevo a las Figs. 2 y 4, las características de la arena recuperada se controlan también, en la realización preferida de la presente invención, por medio del ajuste de la altura del disco 90 de abrasión por encima del extremo 42 del fluidizador del conducto 41 del fluidizador. La altura se ajusta aflojando los tensores 98, desenganchando los extremos 97 de gancho respecto a los ganchos 99 de ojete, enganchando los extremos 97 de gancho a los ganchos 99 de ojete apropiados y apretando los tensores 98. Puede accederse a estos componentes entrando en la tolva 30 a través del horno 19 o a través de puertas de trampilla de la pared 31 de la tolva. De manera general, cuando la altura del disco 90 de abrasión se disminuye, se produce más abrasión debido a que las partes propulsadas de arena chocan con el disco 90 de abrasión con más fuerza; por ello, queda contenido menos aglomerante en la arena recuperada y quedan contenidas más partículas finas en la arena recuperada. De manera general, cuando se aumenta la altura se produce menos abrasión debido a que las partes propulsadas de arena chocan con menos fuerza con el disco 90 de abrasión; por ello, queda contenido más aglomerante en la arena recuperada y quedan contenidas menos partículas finas en la arena recuperada.

Con referencia de nuevo a las Figs. 15-17, la unidad suplementaria 180 de recuperación de arena se utiliza, conjuntamente con el fluidizador 40 y los otros componentes del horno 19 de tratamiento térmico, para purificar adicionalmente la arena que ya ha sido recuperada por algún otro procedimiento, y para recuperar la arena de las partes de machos de arena recuperadas inicialmente por otro procedimiento. Las partes de machos de arena y la arena recubierta que se introducen en la unidad suplementaria 180 de recuperación de arena no se adhieren a las piezas coladas. Solamente como ejemplo, si accidentalmente un macho se moldeó en una forma errónea tal que no pudiera utilizarse para el colado, podría triturarse y sus partes podrían introducirse en la unidad suplementaria 180 de recuperación de arena. Se introducen partes de macho de arena y arena recubierta dentro de la unidad suplementaria 180 de recuperación de arena a través de la entrada 182 del recuperador. Los calentadores 186 y los suministradores 187 de oxígeno mantienen una atmósfera, dentro de la parte interior 185 del recuperador, que hace que algo del aglomerante asociado con la arena introducida y con las partes de macho de arena se queme, de modo tal que la arena es recuperada dentro de la tolva 181 del recuperador. La arena recuperada es transferida desde la tolva 181 del recuperador al tubo 195 de entrega por el descargador 190. La arena del interior del tubo 195 de entrega es llevada por gravedad desde la entrada 196 del tubo hacia la salida 197 del tubo. La arena del tubo 195 de entrega es calentada debido al hecho de que el tubo 195 de entrega está en la inmediata proximidad de los calentadores 218' del horno, de tubo en forma de U. La arena del tubo 195 de entrega queda también expuesta al oxígeno que se suministra a través de la tubería 198 de suministro de oxígeno. Por ello, por lo menos una parte del aglomerante expuesto que atraviesa el tubo 195 de entrega se quema. A medida que pasa arena desde la salida 197 del tubo, cae hacia el interior de la tolva 30 en donde se purifica adicionalmente por fluidización, como se ha discutido anteriormente.

Las realizaciones de la presente invención pueden construirse a partir de varios materiales y pueden incluir varios componentes. Solamente como ejemplo se indican los siguientes: la tolva 30, el tubo 80 de guía y el disco de abrasión podrían fabricarse de varias aleaciones resistentes a la abrasión. Más específicamente, la tolva 30 y el tubo 80 de guía podrían fabricarse de acero 4130, 4140 o 1020 y el disco 90 de abrasión podría fabricarse de una aleación colada, con alto contenido de manganeso. El anillo 140 de fluidización podría construirse de tubo cuadrado de acero de construcción A36. El quemador de alta presión, que sirve como calentador 60 en una realización de la presente invención, podría ser de la marca Eclipse. El manómetro 70 de generación de señales podría ser un manómetro fotoeléctrico de la marca Dwyer. Las sondas de capacitancia eléctrica, que sirven como sensores 170 de generación de señales, en una realización de la presente invención, y el indicador 188 de nivel podrían ser una sonda de capacitancia de la marca Endress Hauser, serie LSC 1110. Se aplica una baja tensión a estas sondas y cuando la sonda entra en contacto con algún material (por ejemplo arena) circula corriente hacia el material y la sonda detecta la circulación de corriente. La doble válvula basculante 110 podría ser una doble válvula basculante de alta temperatura, de aleación Ni-Hard y níquel-cromo, fabricada por Plattco Corporation. El conducto 41 del fluidizador podría construirse de acero inoxidable. El calentador 186 podría ser un elemento de calentamiento de carburo de silicio de la marca National.

Si bien esta invención se ha descrito en detalle con referencia particular a realizaciones preferidas y a realizaciones alternativas de la misma, se comprenderá que pueden efectuarse variaciones y modificaciones dentro del alcance de la invención, tal como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims

1. Un método para tratar térmicamente una pieza colada con machos de arena, que comprenden arena aglomerada por un aglomerante combustible, fijados a la misma, y para recuperar arena de los machos de arena, que comprende las siguientes etapas:

introducir la pieza colada en un horno (19);

calentar dicho horno (19) de modo tal que partes de los machos de arena se suelten de la pieza colada; y

recuperar las partes soltadas de arena recuperadas dentro de dicho horno (19), en el que la etapa de recuperación incluye, por lo menos, la fluidización de dichas partes soltadas de arena dentro de dicho horno (19).

2. El método según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:

exponer las partes soltadas de los machos de arena a una atmósfera oxigenada; y

abrasionar los subproductos de combustión de las partes soltadas de los machos de arena, por lo que el aglomerante de las partes soltadas de los machos de arena se expone a la atmósfera oxigenada y se quema.

3. El método según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además la etapa de:

hacer que las partes soltadas de los machos de arena se abrasionen las unas contra las otras.

4. El método según la reivindicación 1, que comprende la etapa de:

hacer que las partes soltadas de los machos de arena se suspendan y actúen como un fluido turbulento.

5. El método según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además las etapas de:

descargar la arena recuperada del horno (19); y

controlar selectivamente el tiempo de permanencia por medio del control del volumen de arena que se deja acumular en la tolva (30).

6. El método según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además las etapas de:

descargar la arena recuperada del horno (19); y

controlar selectivamente las características de la arena recuperada por medio del ajuste de la altura de un disco (90) de abrasión por encima de un extremo (42) del fluidizador de un conducto (41) del fluidizador.

7. El método según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además las etapas de:

controlar el descargado por medio de la determinación de la cantidad de partes de machos de arena recogidas en el horno (19);

e iniciar dicha etapa de descargado cuando se ha recogido en el horno (19) una cantidad predeterminada de partes de machos de arena.

8. El método según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además las etapas de:

introducir partes no fijadas de machos de arena en el horno (19), no estando fijadas a la pieza colada las partes no fijadas de machos de arena; y

recuperar arena de partes soltadas de machos de arena y arena de partes no fijadas de machos de arena dentro de dicho horno (19), incluyendo dicha etapa de recuperación, por lo menos, agitar las partes de machos de arena.

9. Un aparato para el tratamiento térmico de una pieza colada con machos de arena, que comprenden arena aglomerada con un aglomerante combustible, fijados a la misma, y para recuperar arena de los machos de arena, que comprende:

un horno (19) para recibir una pieza colada en el mismo;

medios de calentamiento del horno para calentar dicho horno (19) y dichas partes soltadas de machos de arena; y

un fluidizador (40) para fluidizar dichas partes soltadas de machos de arena, por lo que dichas partes soltadas de machos de arena se recuperan y fluidizan dentro de dicho horno (19).

10. El aparato según la reivindicación 9, caracterizado además por un conjunto suplementario (20) de recuperación de arena, incluyendo por lo menos:

una tolva (30) de recuperador, que define una parte interior hueca de la tolva, incluyendo dicha tolva (30) por lo menos:

una entrada (33) de la tolva, a través de la cual se depositan en la parte interior de la tolva partes de machos de arena; y

una salida (35) de la tolva desde la cual salen de dicha parte interior de la tolva partes parcialmente recuperadas de dichos machos,

medios (40, 80, 90) para recuperar parcialmente partes de machos de arena dentro de la parte interior de la tolva, y

medios (100, 110) de descarga, conectados con dicha salida (35) de dicha tolva, para expulsar las partes de machos de arena parcialmente recuperadas.

11. El aparato según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque unos medios (40, 80, 90) para la recuperación dentro en dicho horno (19) incluyen por lo menos dicho fluidizador (40).

12. El aparato según la reivindicación 11, caracterizado porque el fluidizador (40) incluye una fuente de aire a presión y un conducto (41) del fluidizador que define una parte interior hueca (44) del conducto, extendiéndose dicho conducto (41) del fluidizador desde un primer extremo (43) que está en comunicación con dicha fuente de gas y que acaba en un segundo extremo (42) de manera que cause que las partes soltadas de machos de arena sean fluidizadas dentro de dicho horno (19).

13. El aparato según la reivindicación 12, caracterizado por un anillo (140) de fluidización conectado a dicho segundo extremo (42) de dicho conducto (41) del fluidizador, incluyendo dicho anillo (140) de fluidización un bastidor (141) de anillo que limita por lo menos parcialmente una zona central abierta (145) y que define una parte interior hueca (142) del anillo en comunicación con la parte interior (44) de dicho conducto (41) del fluidizador, y una pluralidad de orificios (146) de fluidización que ponen en comunicación la zona central abierta (145) y la parte interior (142) del anillo para fluidizar las partes de machos de arena que caen en dicha entrada (33) de la tolva y que tienden a acumularse hacia dicha salida (35) de la tolva.

14. El aparato según por lo menos una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque

dichos medios (40, 80, 90) de recuperación incluyen además un disco (90) de abrasión dentro de dicho horno (19), estando construidos y orientados dicho fluidizador (40) y dicho disco (90) de abrasión de modo tal que las partes soltadas de macho de arena sean propulsadas por dicho fluidizador (40) hacia dicho disco (90) de abrasión de forma que las partes soltadas de machos de arena entren en contacto con dicho disco (90) de abrasión de una manera que contribuye a recuperar la arena.

15. El aparato según la reivindicación 14, caracterizado porque dichos medios de recuperación incluyen además un tubo (80) de guía que define un paso (82) de guía a su través y orientado entre dicho segundo extremo (42) de dicho conducto (41) del fluidizador y dicho disco (90) de abrasión de modo tal que las partes soltadas de machos de arena sean propulsadas por dicho fluidizador (40) hacia el interior del paso (82) de guía en donde las partes soltadas de machos de arena son dirigidas hacia dicho disco (90) de abrasión.

16. El aparato según por lo menos una de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado por

medios de permanencia para controlar selectivamente dichos medios (100, 110) de descarga, incluyendo medios (74, 171) de medida para determinar la cantidad de partes de machos de arena recogida dentro de la parte interior de la tolva, y

medios (70, 170) de señal para generar una señal cuando dichos medios (74, 171) de medida determinan que se halla dentro de la parte interior de la tolva una cantidad predeterminada de partes de machos de arena, respondiendo dichos medios (100, 110) de descarga a dicha señal de dichos medios (70, 170) de señal para efectuar la descarga de partes de machos de arena, saliendo partes de machos de arena desde la parte interior de la tolva y siendo descargadas de dicho horno (19).

17. El aparato según por lo menos una de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado por

un transportador de tornillo dispuesto entre dichos medios (100, 110) de descarga y dicha salida (35) de tolva.