ES2247194T3 - Molde de fundicion de precision y metodo de fabricacion. - Google Patents

Molde de fundicion de precision y metodo de fabricacion.

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ES2247194T3
ES2247194T3 ES01993516T ES01993516T ES2247194T3 ES 2247194 T3 ES2247194 T3 ES 2247194T3 ES 01993516 T ES01993516 T ES 01993516T ES 01993516 T ES01993516 T ES 01993516T ES 2247194 T3 ES2247194 T3 ES 2247194T3
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Buntrock Industries Inc
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Abstract

Método para la fabricación de un molde de fundición de precisión que comprende: mezclar fibra y un relleno refractario para formar una primera mezcla seca, mezclar fibra y un relleno refractario para formar una segunda mezcla seca, que puede ser igual o diferente a la primera mezcla seca, mezclar la primera mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal para formar una pasta refractaria de capa de preparación, mezclar la segunda mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal para formar una pasta refractaria de capa de soporte, que puede ser igual o diferente a la pasta refractaria de capa de preparación, aplicar un revestimiento de la pasta de capa de preparación sobre un patrón expansible de material termoplástico para producir una preforma de preparación revestida, aplicar un estuco de material refractario en la preforma de preparación revestida, secar la preforma de preparación revestida estucada resultante, aplicar un revestimiento de la pasta refractaria de capa de soporte sobre la preforma de preparación revestida estucada para producir una preforma refractaria de soporte revestida, aplicar un estuco de material refractario en la preforma revestida de soporte para producir una preforma revestida de soporte estucada, secar la preforma refractaria de soporte revestida estucada, retirar el patrón expansible de la preforma refractaria revestida de soporte para producir un molde de cáscara en bruto, y calentar el molde de cáscara en bruto a una temperatura suficiente para producir un molde de cáscara de cerámica cocido.

Description

Molde de fundición de precisión y método de fabricación.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a métodos y composiciones mejoradas para la tecnología de fundición de precisión.
Antecedentes de la técnica
La fundición de precisión por el procedimiento de pérdida de cera, tuvo sus orígenes en el antiguo Egipto y China. Sin embargo, el procedimiento tal y como se practica en la actualidad, es una tecnología relativamente nueva que data de la década de los años 30 y representa un negocio y ciencia que están creciendo rápidamente. La tecnología de fundición de precisión simplifica la producción de formas complejas de metal, fundiendo el metal fundido en moldes de cáscaras de cerámica expansibles formadas alrededor de los patrones de cera expansibles, que duplican la forma deseada del metal. "Fundición de precisión de Precisión", por ejemplo, PIC, es el término en la técnica que se refiere a esta tecnología.
El procedimiento PIC comprende seis etapas principales:
(1) Preparación del patrón
Se realiza un patrón positivo expansible en un material termoplástico, de la fundición de metal deseada, tal como cera que se fundirá, se vaporizará o quemará completamente para no dejar residuos contaminantes en el molde de la cáscara de cerámica desacerada. El patrón positivo es preparado inyectando el material termoplástico en un troquel de metal segmentado negativo, o "herramientas" diseñadas para producir patrones de la forma, la dimensión y acabado de superficie requeridos para la fundición de metal. Los patrones simples o múltiples pueden ser ensamblados fundiéndolos en un "sistema de orificio de colada" de cera expansible que alimenta el metal fundido para llenar el molde de la cáscara;
(2) Construcción del molde de cáscara
(a)
sumergiendo el conjunto del patrón en una pasta refractaria que tiene granos de particulado refractario fino en una solución acuosa de un ligante de sílice coloidal estabilizado por alcali, para definir un revestimiento del material refractario en el patrón;
(b)
poniendo en contacto el revestimiento refractario con granos de particulado refractario seco o "estuco" para definir un revestimiento de estuco, y
(c)
secar por medio de aire para definir un revestimiento "en bruto" enlazado insoluble secado con aire.
Estas etapas del procedimiento pueden ser repetidas para construir capas sucesivas para un molde de cáscara "en bruto" secado por aire del espesor deseado.
(3) Desparafinado
El patrón de cera expansible es retirado del molde de cáscara "en bruto" secado con aire por medio de autoclave de vapor, taponando el molde de la cáscara en bruto en un horno de desparafinado instantáneo calentado a una temperatura de 1000ºF a 1900ºF, o por cualquier otro método que caliente y derrita rápidamente la cera, de modo que la acumulación de presión excesiva no rompa el molde de cáscara.
(4) Horneado
El molde de cáscara desparafinado es calentado a una temperatura de aproximadamente 1600ºF a 2000ºF para eliminar los residuos volátiles, y formar enlaces estables de cerámica en el molde de cáscara.
(5) Vertido
El molde de cáscara caliente es recuperado del horno y colocado para recibir metal derretido. El metal puede ser fundido por gas, arco indirecto, o calentamiento por inducción. El metal fundido puede ser fundido en el aire o en una cámara de vacío. El metal fundido puede ser vertido estáticamente o centrífugamente, y desde un caldero o un crisol de fundición directa. El metal fundido es enfriado para producir una fundición de metal solidificada en el
molde.
(6) Recuperación de la fundición
Los moldes de cáscara que tienen fundición de metal solidificada en los mismos, son separados y las fundiciones de metal son separadas del material de la cáscara de cerámica. La fundición puede ser separada del sistema de edificio de colada, aserrándolos o cortándolos con discos abrasivos. La fundición puede ser limpiada por volteo, o chorro de granalla o granalla cortante.
Los moldes de cáscara de fundición de precisión tienden a ser frágiles y propensos a las roturas. En un esfuerzo para mejorar la resistencia de los moldes de cáscara de fundición de precisión, se han agregado cantidades pequeñas de fibras refractarias cortadas y fibras orgánicas cortadas a las pastas refractarias acuosas. Las pastas refractarias que comprenden éstas tienen pequeñas cantidades de fibras refractarias cortadas que facilitan la aplicación de revestimientos más gruesos a una preforma. Sin embargo, estas pastas requieren cantidades importantes de polímeros para lograr propiedades satisfactorias de resistencia y de flujo de las pastas en bruto.
Por lo tanto, existe una necesidad de materiales y métodos que produzcan moldes de cáscara de fundición de precisión, que tengan una resistencia mejorada y eviten las desventajas de la técnica anterior.
Exposición de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para formar rápidamente un molde de cáscara de cerámica sobre un elemento de soporte expansible, y a los moldes de cáscara de cerámica obtenidos por este procedimiento. El procedimiento comprende la formación de una mezcla seca que comprende fibras refractarias, fibra de vidrio, y relleno refractario. La mezcla seca entonces es mezclada con un ligante de solución de sílice coloidal acuoso para formar una pasta refractaria. La pasta refractaria entonces puede ser utilizada en la fabricación de moldes de cáscara de
cerámica.
La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un molde de fundición de precisión, como se ha definido en la reivindicación 5 adjunta.
El procedimiento de la presente invención ofrece un número de ventajas para la fabricación de moldes de cáscara de cerámica sobre la técnica anterior. Por ejemplo, la formación de mezclas secas de fibras y de relleno refractario hacen posible la adición rápida del relleno refractario y de las fibras al ligante de solución de sílice coloidal, sin la necesidad de mezclar o volver a mezclar continuamente la solución de sílice y la premezcla previa de fibras antes de usarla. Otra ventaja es que las fibras no necesitan ser dispersadas previamente en un ligante líquido o combinadas con un polímero antes de agregar el relleno refractario. Una ventaja adicional es que no se requieren aditivos ligantes poliméricos para lograr una resistencia mejorada del molde en bruto. Otras ventajas son que la invención evita los problemas de la técnica anterior de la aglomeración de la fibra bajo una mezcla de alto corte y de la capacidad para construir revestimientos más gruesos por inmersión.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1, ilustra un patrón 1 expansible positivo de una fundición de metal deseada.
La figura 2, es una vista isométrica de una cáscara en bruto 10 antes de retirarla del patrón 1.
La figura 3, es una vista isométrica de una cáscara de cerámica en bruto, secada, desacerada 20.
Modos de poner en práctica la invención
En un primer aspecto de la invención, se prepara una mezcla seca de relleno del refractario, fibra refractaria y fibra de vidrio. La mezcla es mezclada con un ligante de solución de sílice coloidal para preparar una pasta refractaria. La pasta refractaria resultante es utilizada para preparar moldes de cáscara de fundición de precisión.
En otro aspecto, se forma una mezcla seca de fibra refractaria y fibra de vidrio. Esta mezcla seca se vuelve a mezclar con una mezcla que comprende una solución de sílice acuosa y relleno refractario. La pasta refractaria resultante es utilizada para preparar moldes de cáscara de fundición de precisión.
En otro aspecto de la invención, se prepara una mezcla seca de relleno refractario y fibra de vidrio, opcionalmente con fibras poliméricas. La mezcla seca es combinada con una mezcla de solución de sílice coloidal y relleno refractario para producir una pasta refractaria. Esta pasta también puede ser utilizada para preparar moldes de cáscara de fundición de precisión.
En otro aspecto de la invención, se comprende ceniza de cáscara de arroz en la mezcla seca que es mezclada con la solución de sílice coloidal para formar una pasta. Esta pasta también puede ser utilizada para preparar moldes de cáscara de fundición de precisión.
Mezclas secas
Los rellenos refractarios que pueden ser empleados en las mezclas secas comprenden una amplia variedad de materiales. Los ejemplos de los rellenos refractarios útiles comprenden, pero no están limitados a granos, tales como sílice fundida, alúmina y aluminosilicatos como mulita, cianita, y moloquita, y mezclas de los mismos.
Las fibras refractarias que pueden ser empleadas en las mezclas secas generalmente tienen, pero no están limitadas a, una proporción de aspecto de longitud ancho de aproximadamente 20 : 1. Los ejemplos de las fibras refractarias útiles comprenden, pero no están limitadas a, fibra One Orleans de Wallastonita del Orleans Resource Group, localizada en Quebec, Canada, fibra NIAD G de Wallastonita de NYCO Minerals Co., en Willsboro, NY, fibras de metal, fibras de aramida, fibras de carbón, así como fibras de cerámica cortadas o molidas, tales como aluminosilicatos tales como mulita, óxidos tales como óxidos de alúmina y zirconia, nitruros tales como nitruros de silicón, carbón, y carburos tales como carburos de silicón, y mezclas de los mismos. Las fibras de cerámica cortadas y molidas se encuentran en el mercado de fuentes numerosas, tales como Thermal Ceramics Corp.
Las fibras de vidrio que pueden ser empleadas en las mezclas secas comprenden fibras de vidrio cortadas y molidas. Las fibras de vidrio cortadas que pueden ser empleadas comprenden, pero no están limitadas a, fibras de vidrio E, y fibras de vidrio S y mezclas de las mismas. Los ejemplos de las fibras de vidrio E que pueden ser empleadas comprenden, pero no están limitadas a, aquellas que miden de aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 6 mm de longitud y tienen un diámetro de aproximadamente 10 micras tales como las de PPG Industries, Shelby, NC bajo la marca comercial de Chop Vantage 8610. Las fibras de vidrio S cortadas que pueden ser empleadas comprenden, pero no están limitadas a, aquellas que miden desde aproximadamente 3 mm hasta aproximadamente 6 mm de longitud y tienen un diámetro de aproximadamente 10 micras como aquellas que se consiguen en AGY Inc. Aiken, SC. Los ejemplos de las fibras de vidrio E molidas útiles, comprenden pero no están limitadas a, fibras floculares 731ED de 3 mm las cuales tienen una longitud de aproximadamente 0,125'', y un diámetro promedio de 15,8 micras y una densidad de volumen de 0,17 gm/cm^{3} provenientes de Owens Corning
Co.
Las fibras orgánicas que pueden ser empleadas en las mezclas secas comprenden una amplia variedad de materiales tales como olefinas, fibras de tipo de nailon, y fibras de aramida. Los ejemplos de las olefinas que pueden ser utilizadas, comprenden pero no están limitadas a, polietileno, y polipropilenos tales como aquellos comercializados por Minifibers, Inc. Los ejemplos de las fibras de tipo de nailon que pueden ser utilizadas, comprenden pero no están limitadas a las fibras de Wex Chemical Co. Los ejemplos de las fibras de aramida que pueden ser utilizadas, comprenden pero no están limitadas a las fibras Kevlar de DuPont. Otras fibras orgánicas que pueden ser empleadas comprenden fibras de poliéster, tales como las que son comercializadas por Wex Chemical Co. y fibras de celulosa tales como las comercializadas por Interfibe Corp.
En las mezclas secas, las cantidades de fibra refractaria, fibra de vidrio, relleno refractario y fibra polimérica opcional, pueden variar en un amplio intervalo. En donde una mezcla seca comprende fibra refractaria, fibra de vidrio, y relleno refractario, la cantidad de fibra refractaria puede ser de aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la mezcla seca, la cantidad de fibra de vidrio puede ser de aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la mezcla seca, y la cantidad de relleno refractario puede ser de aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 98,5% en peso de la mezcla seca. El relleno refractario puede tener un amplio intervalo de tamaños de partículas tales como desde aproximadamente 325 mesh hasta aproximadamente
25 mesh.
En donde la mezcla seca comprende fibra refractaria, fibra de vidrio, relleno refractario y fibra polimérica, la cantidad de fibra refractaria puede ser de aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la mezcla seca, la cantidad de fibra de vidrio puede ser de aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la mezcla seca, y la cantidad de relleno refractario puede ser de aproximadamente el 76% en peso hasta aproximadamente el 98% en peso de la mezcla seca, y la cantidad de fibra polimérica puede ser de aproximadamente el 0,3% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso de la mezcla seca.
El ligante de solución de sílice que es combinado con la mezcla seca para formar la pasta refractaria preferentemente es una solución acuosa de sílice coloidal y se puede conseguir bajo el nombre comercial de Megasol® en Wesbond, Inc. Wilmington, DE. Las soluciones acuosas de sílice Megasol® están disponibles en un intervalo de valores de pH, contenidos titulables de Na_{2}O, así como contenidos de sólidos. Las soluciones acuosas de sílice Megasol® tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 nanómetros, un intervalo de tamaño de partícula de aproximadamente 6 nm hasta aproximadamente 190 nm, y una desviación estándar de tamaños de partículas de aproximadamente 20 nm. El pH de las soluciones acuosas de sílice de Megasol® puede variar de aproximadamente 8,0 hasta aproximadamente 10,0, preferentemente de aproximadamente 9,0 hasta aproximadamente el 9,5; el contenido titulable de Na_{2}O puede variar de aproximadamente el 0,02% hasta aproximadamente el 0,5%, preferentemente de aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 0,25%, y más preferentemente de aproximadamente el 0,20% hasta aproximadamente el 0,22%, y de contenido de sólidos de aproximadamente el 30% hasta aproximadamente el 50% de contenidos sólidos, preferentemente de aproximadamente el 40 hasta aproximadamente el 47% de contenidos de sólidos, y más preferentemente, de aproximadamente el 45% de contenido de
sólidos.
Tal y como se mencionó, el ligante de solución de sílice empleado es Megasol® de Wesbond, Inc. Sin embargo, se pueden utilizar otras soluciones de sílice coloidal tales como MegaPrime de Buntrock Industries, Inc. Williamsburg, VA; Nyacol 830 de EKA Chemical Co: Nalcoag 1130 y Nalcoag 1030 de Nalco Chemical Co., así como Ludox SM30 y Ludox HS-30 de W.R. Grace & Co.
Preparación de las pastas refractarias
Las pastas refractarias son formadas mezclando una de las mezclas secas descritas anteriormente, y un ligante de solución acuosa de sílice. Las cantidades de mezcla seca y solución acuosa de sílice, preferentemente Megasol®, utilizadas para formar la pasta refractaria pueden variar en un amplio intervalo. Generalmente, la mezcla seca puede ser de aproximadamente el 57% en peso hasta aproximadamente el 64% en peso basado en el peso total de la pasta, y el resto de solución acuosa de sílice.
La fabricación de las pastas refractarias ilustrativas de la invención se describen a continuación haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.
Ejemplo 1
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario, fibra refractaria, y fibra de vidrio y mezclando la mezcla seca con una solución acuosa de sílice
coloidal.
Se mezclan 100 gramos de fibra refractaria Orleans One de Wallastonita, 20 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8''', y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida (sílice fundida 120 mesh de C-E Minerals Co., Greenville, TN) y 715 gramos de Sílice 200 Fundida (sílice fundida 200 mesh de C-E Minerals Co., Greenville, TN) para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada son 1000 gramos de Megasol® que tiene un contenido de sólidos de 45%, un pH de 9,5, y un contenido titulable de NA_{2}O del 0,2% para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 2
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario, fibra refractaria, fibra de vidrio, y fibra polimérica orgánica y mezclando esa mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal.
Se mezclan en seco 110 gramos de fibra refractaria Orleans One de Wallastonita, 20 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8'' y relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida y 715 gramos de Sílice Fundida 200 con 20 gramos de fibra de polietileno que tiene una longitud de 1 mm y un diámetro de 0,5 micras para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con 1000 gramos de Megasol® del ejemplo 1, para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 3
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario, fibra refractaria y fibra orgánica polimérica y mezclando esa mezcla con una solución acuosa de sílice coloidal.
Se mezclan en seco 100 gramos de fibra refractaria Orleans Uno de Wallastonita, 20 gramos de fibra de polietileno que tiene una longitud de 1 mm y un diámetro de 1 micra, y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida, y 715 gramos de Sílice 200 Fundida para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con 1.000 gramos de Megasol® del ejemplo 1, para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 4
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario, fibra de vidrio, y fibra polimérica orgánica y mezclando esa mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal.
Se mezclan en seco 100 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8'', 20 gramos de fibra de polietileno que tiene una longitud de 1 mm y un diámetro de 1 micra, y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida y 715 gramos de Sílice 200 Fundida par formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con 1.000 gramos de Megasol® del ejemplo 1, para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 5
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende fibra refractaria y fibra de vidrio, y mezclando esa mezcla seca con una mezcla de una solución acuosa de sílice coloidal y relleno refractario.
Se mezclan en seco 100 gramos de fibra refractaria Orleans One de Wallastonita y 20 gramos de fibra de vidrio E molida 7631 ED de 1/8'' para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con una mezcla que comprende 1.000 gramos de Megasol del ejemplo 1, y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida y 715 gramos de Sílice 200 Fundida para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 6
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende fibra refractaria, fibra de vidrio y fibra polimérica orgánica y mezclando esa mezcla con una solución acuosa de sílice coloidal y relleno refractario.
Se mezclan en seco 100 gramos de fibra refractaria Orleans One de Wallastonita, 20 gramos de fibra de polietileno que tiene una longitud de 1 mm y un diámetro de 0,5 mm, y 100 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8'' para formar una mezcla seca.
La mezcla seca se mezcla con una mezcla que comprende 1.000 gramos de Megasol del ejemplo 1, y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida, y 715 gramos de Sílice 200 Fundida para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 7
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario y fibra de vidrio, y mezclando esa mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal.
Se mezclan en seco 100 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8'' y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida, y 715 gramos de Sílice 200 Fundida para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con 1.000 gramos de Megasol del ejemplo 1, para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 8
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario y fibra refractaria con una solución acuosa de sílice coloidal.
Se mezclan en seco 100 gramos de fibra refractaria Orleans One de Wallastonita, y un relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida, y 715 gramos de Sílice 200 Fundida para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con 1.000 gramos de Megasol del ejemplo 1, para formar una pasta refractaria.
Ejemplo 8A
Este ejemplo ilustra la formación de una pasta refractaria mezclando una mezcla seca que comprende relleno refractario y fibra de vidrio con una solución acuosa de sílice coloidal.
Se mezclan en seco 20 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8'' y relleno refractario que comprende 715 gramos de sílice 120 fundida y 715 gramos de Sílice 200 Fundida para formar una mezcla seca.
La mezcla seca es mezclada con 1.000 gramos de Megasol del ejemplo 1, para formar una pasta refractaria.
Preparación de capas de preparación y capas de soporte
Las pastas refractarias de capa de preparación y las pastas refractaria de capa de soporte son preparadas colocando un ligante de solución de sílice, preferentemente Megasol®, en un tanque de mezclado limpio enjuagado con agua, y agregando la mezcla seca del material mientras se está mezclando. Se pueden emplear en el tanque de mezclado varios aparatos de mezclado conocidos en la técnica. Estos aparatos comprenden, por ejemplo, mezclados de tipo de hélice, molinos de choque, mezcladores por dispersión de alta velocidad, mezcladores de cuchilla de tornamesa fija. La mezcla seca es agregada mientras se está mezclando hasta que se alcanza una viscosidad
adecuada.
Para las pastas refractarias de capa de preparación, una viscosidad adecuada es generalmente de 18 a 30 segundos número 4 Zahn, preferentemente de 20 a 30 seg, y más preferentemente de 24 a 30 seg. Las pastas refractarias de capa de soporte, tienen viscosidades adecuadas de aproximadamente 10 a 18 seg, viscosidad Zahn #4, preferentemente de aproximadamente 10 a 16 sec Zahn #4, y más preferentemente de aproximadamente 12 a 15 sec Zahn #4. En cada una de las pastas refractarias de capa de preparación y de las pastas refractarias de soporte, se puede realizar un mezclado adicional para eliminar el aire atrapado y alcanzar el equilibrio.
Se puede hacer un ajuste final de la viscosidad, agregando ligante de solución de sílice coloidal Megasol® o material refractario. También se pueden agregar tensoactivos no iónicos y tensoactivos aniónicos a las pastas refractarias.
Granos refractarios de estuco
Se pueden utilizar una amplia variedad de granos refractarios como estuco en las pastas refractarias de capa de preparación así como en las pastas refractarias de capa de soporte. Los ejemplos de los granos refractarios útiles comprenden, pero no están limitados a, mulita, arcilla de porcelana calcinada y otros aluminosilicatos, sílice vítrea y cristalina, alúmina, zircón y cromita. Los granos refractarios preferentemente están libres de contaminantes iónicos en cantidades que puedan contribuir a la inestabilidad de los granos refractarios, y para inducir térmicamente cambios de fase durante la fundición del metal. Como es conocido en la técnica, los granos refractarios que están libres de contaminantes en cantidades que puedan contribuir a la inestabilidad de los granos refractarios, pueden ser producidos mediante la purificación con o sin calcinación.
Molde de cáscara de cerámica
En la formación de moldes de cáscara, un patrón expansible, preferentemente un patrón termoplástico, y más preferentemente un patrón de cera, es sumergido en la pasta refractaria de recubrimiento de preparación para revestir la superficie del patrón con una capa continua de pasta refractaria de capa de preparación. Generalmente, se pueden aplicar de uno a tres revestimientos de una pasta refractaria de capa de preparación. La(s) pasta(s) refractaria(s) de capa(s) de preparación aplicada(s) puede(n) tener un espesor de aproximadamente 0,02'' a 0,2'', preferentemente de 0,04'' a 0,2'', y más preferentemente de 0,04'' a 0,1''. El patrón revestido es drenado completamente para tirar la pasta excedente y luego se le aplica el estuco con granos finos, el estuco refractario para producir la capa de preparación con estuco. La capa de preparación con estuco entonces es secada antes de la aplicación de una capa de preparación adicional. Sobre la capa de preparación con estuco, se aplica una capa de soporte. La capa de soporte con estuco entonces es secada antes de la aplicación de una capa de soporte adicional. La aplicación de las capas de soporte es repetida hasta que la cáscara resultante del patrón alcanza el espesor y resistencia
deseados.
El tiempo de secado entre las capas de preparación y las capas de soporte sucesivas, depende de la complejidad de la forma del patrón expansible. Los patrones expansibles que tienen cavidades profundas en donde el flujo de aire es mínimo toman más tiempo para secarse entre capas. El secado se puede realizar a temperaturas de aproximadamente 60ºF hasta aproximadamente 90ºF, preferentemente de aproximadamente 70ºF hasta aproximadamente 75ºF. El secado se puede llevar a cabo bajo condiciones aceleradas de baja humedad y alta temperatura con un movimiento de aire rápido. Un espesor del molde de cáscara de cerámica de aproximadamente 0,20'' hasta aproximadamente 0,5'' es suficiente para la mayoría de las fundiciones. Dos capas de preparación, y de 4 a 5 capas de soporte generalmente producen un molde de cáscara de cerámica con un espesor de 0,25'' que tiene una resistencia suficiente para resistir el desparafinado y el horneado.
Materiales
Cuando se emplea un patrón de cera, el patrón de cera está formado preferentemente a partir de cera de fundición de precisión basada en una parafina de relleno o no, o de una cera microcristalina.
Se pueden utilizar varias composiciones de pasta refractaria en las pastas refractarias de capa de preparación y en las pastas refractarias de capa de soporte. Las pastas específicas refractarias de capa de preparación y de capa de soporte son determinadas por las características deseadas en el molde de cáscara de cerámica utilizado para producir una fundición de metal de las dimensiones deseadas y el acabado de superficie deseado. Las pastas refractarias de capa de preparación útiles emplean granos refractarios de tamaño fino, generalmente de aproximadamente -200 mesh hasta aproximadamente -325 mesh. Los ejemplos de las pastas refractarias de capa de preparación útiles comprenden Megasol® junto con una mezcla de sílice fundida de -200 mesh y granos refractarios de zircón de -325 mesh. El grano refractario de zircón proporciona alta resistencia al metal fundido. El tamaño de partículas fino del zircón también hace posible la producción de fundiciones que tengan acabados de superficie lisos detallados.
En las pastas refractarias de capa de preparación que emplean Megasol®, y un relleno refractario de sílice fundida y zircón, la sílice fundida adecuadamente puede tener tamaños tales como de aproximadamente -100 mesh, aproximadamente -120 mesh, aproximadamente -140 mesh, aproximadamente -170 mesh, aproximadamente -270 mesh y aproximadamente -325 mesh, más preferentemente de aproximadamente -120 mesh hasta aproximadamente -200 mesh. De manera conveniente el zircón puede tener un tamaño de partícula, tal como de aproximadamente -200 mesh, aproximadamente -325 mesh y aproximadamente -400 mesh, preferentemente, de aproximadamente -200 mesh, y más preferentemente aproximadamente -325 mesh.
Las pastas refractarias de capa de preparación opcionalmente pueden incluir uno o más tensoactivos no iónicos. Un tensoactivo no iónico particularmente útil es el PS9400 que se consigue en Buntrock Industries, Williambsburg, VA. Este tensoactivo mejora la capacidad de la pasta refractaria de capa de preparación para humedecer el patrón de cera y ayudar en el drenaje. Los tensoactivos pueden ser agregados a la pasta refractaria de capa de preparación en una cantidad de hasta aproximadamente 0,2% basado en el peso del Megasol®.
Las pastas refractarias de soporte emplean tamaños de grano refractario más gruesos que los utilizados en las pastas refractarias de capa de preparación. Por ejemplo, en las pastas refractarias de soporte en las que se emplea sílice Fundida como relleno refractario, la sílice fundida generalmente tiene un tamaño de partícula de aproximadamente -80 mesh hasta aproximadamente -270 mesh, preferentemente de aproximadamente -100 mesh hasta aproximadamente -200 mesh, y aún más preferentemente de aproximadamente -100 mesh hasta aproximadamente
-120 mesh.
Los granos refractarios para su aplicación como estuco a la capa de preparación comprenden, pero no están limitados a, arena de zircón de aproximadamente -70 mesh hasta aproximadamente 200 mesh, preferentemente de aproximadamente -70 mesh hasta aproximadamente 140 mesh. Los granos refractarios que pueden ser utilizados como estuco en las capas de soporte pueden variar de aproximadamente -10 mesh hasta aproximadamente 200 mesh, preferentemente de aproximadamente -20 mesh a aproximadamente 50 mesh. Más preferentemente, los granos refractarios tienen un tamaño de aproximadamente -30 mesh hasta aproximadamente 50 mesh.
En una forma de realización alternativa, un material refractario de estuco de transición, preferentemente zircón o un aluminosilicato que presenta un tamaño de grano intermedio entre el estuco de la capa de preparación granulado fino, y el estuco grueso de la capa de soporte, tales como granos de un tamaño de aproximadamente -50 mesh hasta aproximadamente +100 mesh, pueden ser aplicados al patrón expansible estirado de capa de preparación y, antes de la aplicación del revestimiento de la pasta refractaria de soporte. La capa de transición de estuco puede ser utilizada para agregar resistencia y para minimizar la posibilidad de deslaminación entre el revestimiento final de la pasta de recubrimiento de preparación, y el primer revestimiento de la pasta refractaria de soporte.
Desparafinado
Los moldes de cáscara de cerámica pueden ser desparafinados por métodos tales como inmersión dentro de agua hirviendo, autoclave por vapor, y desparafinado instantáneo, tal y como se conoce en la técnica. El autoclave por vapor puede ser realizado por medio de:
1.
Utilizando una presión de vapor tan alta como sea posible, preferentemente de aproximadamente 60 PSI o mayor, y más preferentemente de aproximadamente de 80 a 90 PSI.
2.
Cerrar y presurizar el autoclave tan rápido como sea posible, preferentemente en menos de aproximadamente 15 a 20 segundos.
3.
Exponer la cáscara en bruto secada por aire al vapor durante aproximadamente 10 a 15 minutos.
4.
Disminuyendo la despresurización del autoclave durante aproximadamente 30 a 60 segundos.
El desparafinado instantáneo puede ser realizado taponando el molde de cáscara en bruto recién secado por aire dentro de un horno calentado a una temperatura de aproximadamente 1.000ºF hasta aproximadamente 1.900ºF. A estas temperaturas, la cera que se encuentra junto a la pared de la cáscara de cerámica se funde rápidamente, de modo que la presión debida a la expansión de la cera no rompe la cáscara de cerámica. La cáscara de cerámica entonces puede ser removida a una zona de temperatura más fría de aproximadamente 200ºF a 600ºF para completar la remoción de la cera. La cera fundida puede drenar a través de una abertura del fondo en la cámara de fundición dentro de un baño de agua o un contenedor para la recuperación.
Horneado
El horneado comprende el calentamiento del molde de cáscara de cerámica desacerado a una temperatura de aproximadamente 1.600ºF hasta aproximadamente 2.000ºF para remover los residuos volátiles y para producir un molde de cáscara de cerámica cocido de alta resistencia. El molde de cáscara de cerámica desparafinado es mantenido en el horno para lograr el equilibrio térmico, después de lo cual es recuperado del horno y fundido con el metal fundido deseado.
La fabricación del molde de cáscara de cerámica se ilustra a continuación haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitativos:
Ejemplo 9
Un patrón 1 de barra de cera de 8'' x 7/8'' x 3/8'', tal y como se muestra en la Figura 1, es sumergido en una pasta refractaria del ejemplo 1. Por razones de conveniencia, en este ejemplo, se utiliza la misma pasta refractaria utilizada, tanto para las capas de preparación como para las de soporte.
El patrón de cera 1 es sumergido en la pasta refractaria durante 8 segundos, removido y se permite que drene 10 segundos para formar una primera capa de preparación. Se aplica a arena de zircón que tiene un intervalo de tamaño de partícula de -70 mesh a 140 mesh que se consigue en DuPont Corp., como estuco a la primera capa de preparación.
El patrón de cera al que se le ha aplicado la capa de preparación y el estuco, es secado durante 30 minutos a una temperatura de 75ºF y luego se vuelve a sumergir en la pasta de refractario durante 8 segundos para formar a segunda capa de preparación y se le vuelve a aplicar estuco con arena de zircón con -70 mesh a 140 mesh.
El patrón de cera 1 que tiene dos capas de preparación estucadas entonces es sumergido en una pasta refractaria durante ocho segundos y drenada durante diez segundos. Al producto vestido se le aplica estuco con sílice fundida Tecosil de -50 mesh a +100 mesh que se consigue en C-E Minerals para formar un patrón intermedio con estuco. El patrón intermedio con estuco entonces es secado durante 30 minutos a una temperatura de 75ºF. El patrón intermedio con estuco es sumergido en la pasta refractaria y se le vuelve a aplicar estuco de sílice fundida Tecosil de -30 mesh a +50 mesh para formar una capa de soporte con estuco. El patrón con capa de soporte con estuco es entonces secado a una temperatura de 75ºF. Este ciclo de sumergido, drenado, estuco, y secado se repite para proporcionar un total de cinco capas de soporte.
Después de la aplicación de cada capa de preparación, capa intermedia, y capa de soporte, las partes de los lados verticales 5 y lados laterales 1A del patrón 1 son descartados para remover los recubrimientos y el estuco para producir un molde de cáscara de cerámica 10, tal y como se muestra en la Figura 2. El molde de cáscara de cerámica 10 se sumerge nuevamente en la pasta refractaria para proporcionar un revestimiento de sellado en el patrón. El molde de cáscara de cerámica revestido sellado 10 es secado a una temperatura de 75ºF durante la noche. La cáscara de cerámica producida resultante que se ha secado, es sumergida en agua hirviendo para remover el patrón 1. La cáscara de cerámica en bruto secada y desacerada resultante 20, mostrada en la Figura 3, es cortada a lo largo y en mitades, y secada a una temperatura de 75ºF durante 4 horas.
Una sección de la cáscara de cerámica 20 que mide 1'' de ancho x 6'' de largo por 0,3'' de grosor para determinar el módulo de ruptura. El módulo de ruptura ("MOR") de la cáscara de cerámica es calculado utilizando la fórmula:
R = (3WI)/(2bd^{2})
en la que:
R =
módulo de ruptura en libras/pulgada cuadrada
W =
carga en libras en la cual ha fallado la muestra
I =
distancia en pulgadas entre las líneas centrales y los bordes de soporte inferior.
b =
ancho de la muestra en pulgadas
d =
profundidad de la muestra en pulgadas
El módulo de ruptura para una cáscara en bruto del ejemplo 9 es de 1,018 PSI. La cáscara en bruto es cocida a una temperatura de 1850ºF durante una hora. El módulo de ruptura del molde de cáscara cocido resultante es de 1044 PSI.
Ejemplo 10
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9 excepto que la pasta del ejemplo 8 fue empleada. El módulo de ruptura de la cáscara en bruto es de 688 PSI. La cáscara en bruto es cocida a una temperatura de 1850ºF durante una hora. El módulo de ruptura del molde de cáscara cocido resultante es de 941 PSI.
Ejemplo 11
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que se empleó la pasta del ejemplo 8A. El módulo de ruptura del molde de cáscara en bruto del ejemplo 11 es de 645 PSI. El molde de cáscara es cocido a una temperatura de 1850ºF durante una hora. El módulo de ruptura del molde cocido resultante es de 694 PSI.
En otro aspecto de la invención, se emplea una pasta de cerámica que comprende ceniza de cáscara de arroz. Preferentemente, la ceniza de cáscara de arroz es una sílice amorfa de aproximadamente 95+%, y el resto carbón. Este tipo de ceniza de cáscara de arroz se consigue en Agrilectric Power, Inc., Houston, TX. El ligante de solución de sílice MegaPrime, disponible en Buntrock Industries Inc., es el que se emplea. El uso de la ceniza de cáscara de arroz con las mezclas secas de materiales refractarios se ilustra en los siguientes ejemplos no limitativos:
Ejemplo 12
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1.000 gramos de ligante de solución sílice MegaPrime que tiene un pH de 10,5, un contenido de sólido del 40%, un contenido de Na_{2}O titulable del 0,33%, un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 nm, una distribución del tamaño de partícula de aproximadamente 6 nm hasta aproximadamente 190 nm, y una desviación estándar del tamaño de partícula de aproximadamente 20 nm, y la mezcla seca es de 1430 gramos de relleno refractario de Sílice 200 Fundida. El MOR de la cáscara en bruto es de 621 PSI.
Ejemplo 13
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada incluyó 1.000 gramos de ligante de solución de sílice MegaPrime del ejemplo 12, y la mezcla seca es de 1.430 gramos de relleno refractario de Sílice 200 Fundida, y 200 gramos de ceniza de cáscara de arroz. El MOR de la cáscara en bruto es de 804 PSI.
Ejemplo 14
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1000 gramos de ligante de sílice MegaPrime del ejemplo 12, y la mezcla seca es de 1430 gramos de Sílice 200 Fundida, 200 gramos de ceniza de cáscara de arroz, y 16 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8''. El MOR del molde de cáscara en bruto es de 833 PSI.
Ejemplo 15
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1.000 gramos de ligante de solución de sílice MegaPrime del ejemplo 12, y la mezcla seca es de 1.430 gramos de Sílice 200 Fundida, 100 de ceniza de cáscara de arroz, y 16 gramos de fibra de vidrio E molida 731 ED de 1/8'', y 4 gramos de fibra de vidrio E Chop Vantage 8610 cortada de 1/8''. El MOR de la cáscara en bruto es de 1161 PSI.
Ejemplo 16
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1.000 gramos de ligante de solución de sílice Megasol que tiene un pH de 9,5, un contenido de sólidos del 45% y un contenido titulable de Na_{2}O de 0,2%, y la mezcla seca es de 1.300 gramos de Sílice 100 Fundida y 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz. El MOR de la cáscara en bruto es de 831 PSI.
Ejemplo 17
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 875 gramos de ligante de solución MegaPrime del ejemplo 12, y la mezcla seca es de 1.485 gramos de sílice 120 fundida, 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz y 100 gramos de fibra de polietileno que tiene una longitud de 1mm y un diámetro de 0,5 micras.
Ejemplo 18
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1.000 gramos de ligante de solución sílice MegaPrime que tiene un pH de 10,5, un contenido sólido del 40%, un contenido titulable de Na_{2}O del 0,33%, un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 nm, una distribución del tamaño de partícula de aproximadamente 6 nm hasta aproximadamente 190 nm, y una desviación estándar del tamaño de partícula de aproximadamente 20 nm, y la mezcla seca es de 1430 gramos de relleno refractario de Sílice 200 Fundida y 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz.
Ejemplo 19
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1.000 gramos de ligante de solución de sílice MegaPrime que tiene un pH de 10,5, un contenido de sólidos del 40%, un contenido titulable de Na_{2}O de 0,33%, un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 nm, una distribución de tamaño de partícula de aproximadamente 6 nm hasta aproximadamente 190 nm, y una desviación estándar del tamaño de partícula de aproximadamente 20 nm, y la mezcla seca es de 1.430 gramos de relleno refractario que comprende el 50% de sílice fundida de 325 mesh, el 25% de sílice fundida de 120 mesh, y el 25% de sílice fundida de 50 mesh.
Ejemplo 20
Se repitió el procedimiento del ejemplo 19, excepto que también se comprendieron 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz en la mezcla seca utilizada para preparar la pasta refractaria.
Ejemplo 21
Se repitió el procedimiento del ejemplo 9, excepto que la pasta refractaria utilizada comprende 1.000 gramos de ligante de solución de sílice Megasol® con un contenido de sólidos del 45%, un pH de 9,5 y con un contenido titulable de Na_{2}O del 0,2%, un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 nm, una distribución de tamaño de partícula de aproximadamente 6 nm hasta aproximadamente 190 nm, y una desviación estándar del tamaño de partícula de aproximadamente 20 nm, y la mezcla seca es una mezcla de fibra refractaria y relleno refractario. La fibra refractaria es fibra One de Wallastonita presente en una cantidad de 100 gramos, y el relleno refractario está presente en una cantidad de 1430 gramos que comprende 700 gramos de sílice 120 fundida, 700 gramos de sílice 200 fundida, 100 gramos de mulita de 100 mesh. El MOR es de 910 PSI.
Ejemplo 22
Se repitió el procedimiento del ejemplo 21, excepto que también se comprendieron 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz en la mezcla seca utilizada para preparar la pasta refractaria.
Ejemplo 23
Este ejemplo ilustra la fabricación de un molde de cáscara de cerámica sin el uso de estuco.
Un patrón 1 de barra de cera de 8 pulgadas x 7/8 pulgadas x 3/8 pulgadas, tal y como se muestra en la Figura 1 es sumergido en una pasta refractaria que comprende 1000 gramos de Megasol utilizado en el ejemplo 1, 2135 gramos de relleno refractario, y 213 gramos de fibra refractaria de Wallastonita. Por razones de conveniencia, en este ejemplo se utilizó la misma pasta refractaria, tanto para las capas de preparación como para las capas de soporte. El relleno refractario comprende 1485 gramos de sílice fundida 200 mesh, 250 gramos de mulita 35 mesh, y 400 gramos de mulita 48 mesh.
El patrón de cera 1 es sumergido en la pasta refractaria durante 8 segundos, removido, y se permite que drene durante 10 segundos para formar una primera capa de preparación.
El patrón de cera con la primera capa de preparación es secado durante 30 minutos a una temperatura de 75ºF, y luego se vuelve a sumergir en la pasta refractaria durante 8 segundos para formar un segunda capa de preparación.
El patrón de cera 1 que tiene dos capas de preparación es sumergido entonces en la pasta refractaria durante ocho segundos y es drenada durante diez segundos. El patrón revestido es entonces secado durante 30 minutos a una temperatura de 75ºF. Este ciclo de sumergido, drenado y secado, se repite para proporcionar un total de cinco capas de soporte.
Después de la aplicación de cada capa de preparación y capa de soporte, las porciones de los lados verticales 5 y los lados laterales 1A del patrón 1 son rechazados para remover las capas para producir un molde de cáscara de cerámica 10 tal y como se muestra en la figura 2. El molde de cáscara de cerámica 10 se sumerge nuevamente en la pasta refractaria para proporcionar una capa de sello al patrón. El molde de cáscara de cerámica con el recubrimiento de sellado 10 es secado a una temperatura de 75ºF durante la noche. La cáscara de cerámica seca resultante producida se sumerge en agua hirviendo para retirar el patrón 1 para producir una cáscara de cerámica en bruto, seca y desparafinada. El molde de cáscara en bruto es entonces cocido a una temperatura de 1850ºF para producir un molde de cáscara de cerámica cocido.
Ejemplo 24
Se repitió el procedimiento del ejemplo 23, excepto que la pasta seca comprende también 213 gramos de fibra de vidrio E.
Ejemplo 25
Se repitió el procedimiento del ejemplo 23, excepto que la mezcla seca también comprende 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz.
Ejemplo 26
Se repitió el procedimiento del ejemplo 24, excepto que la mezcla seca también comprende 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz.

Claims (19)

1. Método para la fabricación de un molde de fundición de precisión que comprende:
mezclar fibra y un relleno refractario para formar una primera mezcla seca,
mezclar fibra y un relleno refractario para formar una segunda mezcla seca, que puede ser igual o diferente a la primera mezcla seca,
mezclar la primera mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal para formar una pasta refractaria de capa de preparación,
mezclar la segunda mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal para formar una pasta refractaria de capa de soporte, que puede ser igual o diferente a la pasta refractaria de capa de preparación,
aplicar un revestimiento de la pasta de capa de preparación sobre un patrón expansible de material termoplástico para producir una preforma de preparación revestida,
aplicar un estuco de material refractario en la preforma de preparación revestida,
secar la preforma de preparación revestida estucada resultante,
aplicar un revestimiento de la pasta refractaria de capa de soporte sobre la preforma de preparación revestida estucada para producir una preforma refractaria de soporte revestida,
aplicar un estuco de material refractario en la preforma revestida de soporte para producir una preforma revestida de soporte estucada,
secar la preforma refractaria de soporte revestida estucada,
retirar el patrón expansible de la preforma refractaria revestida de soporte para producir un molde de cáscara en bruto, y
calentar el molde de cáscara en bruto a una temperatura suficiente para producir un molde de cáscara de cerámica cocido.
2. Método según la reivindicación 1, en el que la fibra refractaria es cualquiera de entre una fibra de cerámica y una fibra de vidrio, y el relleno refractario comprende granos de cerámica que tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 325 mesh a aproximadamente 25 mesh.
3. Método según la reivindicación 2, en el que la fibra de cerámica representa entre aproximadamente el 1% en peso a aproximadamente el 10% en peso de la primera mezcla seca,
la fibra de vidrio representa entre aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la primera mezcla seca, y
el relleno refractario representa entre aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 98,5% en peso de la primera mezcla seca.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que cualquiera de las primera y segunda mezclas secas comprenden además una fibra polimérica.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la fibra de cerámica representa aproximadamente el 1% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la primera mezcla seca,
la fibra de vidrio está presente en una cantidad de aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 10% en peso de la primera mezcla seca,
el relleno refractario está presente en una cantidad de aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 98,5% en peso de la primera mezcla seca, y
la fibra polimérica está presente en una cantidad de aproximadamente el 0,3% en peso hasta aproximadamente el 4% en peso de la primera mezcla seca.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la fibra de vidrio es seleccionada de entre el grupo constituido por fibras de vidrio E y fibras de vidrio S, y la fibra poliméria es seleccionada de entre el grupo constituido por olefinas, fibras de tipo nailon, y fibras de aramida.
7. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el relleno refractario comprende además ceniza de cáscara de arroz.
8. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que dichas etapas de mezclado para formar dichas primera y segunda mezclas secas comprenden:
mezclar fibra refractaria de Wollastonita, fibra de vidrio y el relleno refractario de sílice fundida para formar una mezcla seca,
utilizar una parte de dicha mezcla seca como dicha primera mezcla seca, y
utilizar otra parte de dicha mezcla seca como dicha segunda mezcla seca.
9. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 8, en el que dicha etapa de mezclado para formar dicha pasta refractaria de capa de preparación comprende:
mezclar dicha primera mezcla seca con una solución acuosa de sílice coloidal que tiene un contenido de sólidos de 45%, un pH de 9,5 y un contenido de Na_{2}O titulable de 0,2% para formar dicha pasta refractaria de capa de preparación,
y dicha etapa de mezclado para formar dicha pasta refractaria de capa de soporte comprende
mezclar dicha segunda mezcla seca con dicha solución acuosa de sílice coloidal para formar dicha pasta refractaria de capa de soporte,
10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, en el que la mezcla comprende 100 gramos de fibra refractaria de Wollastonita, 20 gramos de fibra de vidrio, y un relleno refractario que comprende 1430 gramos de sílice fundida.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la mezcla seca es mezclada con 1000 gramos de solución de sílice coloidal.
12. Método según la reivindicación 2, en el que dichas etapas de mezclado para formar dichas primera y segunda mezclas secas comprende:
mezclar fibra de vidrio, relleno refractario de sílice fundida y ceniza de cáscara de arroz para formar una mezcla seca,
utilizar una parte de dicha mezcla seca como dicha primera mezcla seca, y
utilizar otra parte de dicha mezcla seca como dicha segunda mezcla seca.
13. Método según la reivindicación 1 ó 12, en el que dicha etapa de mezclado para formar dicha pasta refractaria de capa de preparación comprende:
mezclar dicha primera mezcla seca con un ligante de solución acuosa de sílice coloidal que tiene un pH de 10,5, un contenido de sólidos del 40%, y un contenido titulable de Na_{2}O de 0,33%, un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 40 nm, una distribución de tamaño de partícula de aproximadamente 6 nm hasta aproximadamente 190 nm, y una desviación estándar del tamaño de partícula de aproximadamente 20 nm para formar una pasta refractaria de capa de preparación, y
dicha etapa de mezclado para formar dicha pasta refractaria de capa de soporte comprende
mezclar dicha segunda mezcla seca con dicha solución acuosa de sílice coloidal para formar dicha pasta refractaria de capa de soporte.
14. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la mezcla comprende 1430 gramos de sílice fundida, 100 gramos de ceniza de cáscara de arroz, y 20 gramos de fibra de vidrio.
15. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la mezcla seca es mezclada con 1000 gramos de solución de sílice coloidal.
16. Método según la reivindicación 2, en el que las etapas de mezclado para formar dichas primera y segunda mezclas secas comprenden:
mezclar la fibra refractaria y la fibra de vidrio para formar dicha primera mezcla seca,
mezclar la fibra refractaria y la fibra de vidrio para formar dicha segunda mezcla seca que puede ser igual o diferente a la primera mezcla seca,
17. Método según la reivindicación 1, en el que dichas etapas de mezclado para formar dichas primera y segunda mezclas secas comprenden:
mezclar la fibra refractaria el relleno refractario para formar dicha primera mezcla seca,
mezclar la fibra refractaria y el relleno refractario para formar dicha segunda mezcla seca que puede ser igual o diferente a la primera mezcla seca,
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que el relleno refractario comprende sílice fundida de 200 mesh, mulita de 35 mesh y mulita de 48 mesh.
19. Método según la reivindicación 1, en el que dichas etapas de mezclado para formar dichas primera y segunda mezclas secas comprenden:
mezclar fibra refractaria, fibra de vidrio y el relleno refractario para formar una primera mezcla seca,
mezclar fibra refractaria, fibra de vidrio, y el relleno refractario para formar una segunda mezcla seca.
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