ES2925574T3 - Métodos para mejorar calidad de fundición y aditivos de arena de molde. - Google Patents

Abstract

Un método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco puede incluir recuperar una fracción que no es arena de un material de desecho de fundición y agregar la fracción que no es arena a una formulación de aditivo de arena de moldeo en seco para formar un aditivo de arena de moldeo en seco. Agregar la fracción que no es arena a la formulación del aditivo de arena de moldeo en seco puede reducir la cantidad de arcilla fresca y carbón para producir el aditivo de arena de moldeo en seco. Un método para formar un aditivo de arena de moldeo puede incluir recuperar una composición de aditivo de arena de moldeo de desecho que tiene un contenido de arcilla o carbono que difiere del contenido de arcilla y carbono deseado, reciclar el aditivo de arena de moldeo de desecho como materia prima en la producción de un aditivo de arena de moldeo fresco , y ajustando la cantidad de arcilla fresca o carbono añadida durante la producción del aditivo de arena de moldeo fresca para lograr el contenido deseado de arcilla y carbono. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Métodos para mejorar calidad de fundición y aditivos de arena de molde

Reclamación de prioridad

Esta Solicitud Internacional PCT reclama el beneficio de prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos Núm.

62/205.253, presentada el 14 de agosto de 2015.

Campo de la invención

Esta divulgación se refiere en general al campo de moldeo por fundición en arena y a mejoras en la fundación de metales. Esta divulgación se refiere también a mejoras en los medios de moldeo en arena empleados en la formación de moldes en los que se vierte metal fundido en la producción de piezas fundidas mediante la recuperación de los desechos de moldeo para su reciclaje en aditivos de moldeo en arena y composiciones de moldeo.

Antecedentes

La fundición en arena verde es un proceso bien conocido para formar artículos de metal fundido. En este proceso, se forma un molde de fundición para hacer piezas fundidas a partir de medios de moldeo que son principalmente arena y arcilla de bentonita para la producción de una o múltiples piezas fundidas. Una vez que la fundición se solidifica en el molde, el molde se descompone y se completa el ciclo de fundición. Una porción del medio de moldeo se puede reciclar para otro proceso de fundición; sin embargo, una porción sustancial del medio de moldeo sale de la fundición como desechos de talleres de fundición. Solo en los Estados Unidos, los desechos de talleres de fundición se acumulan a una velocidad de aproximadamente 6 a 10 millones de yardas cúbicas (4,5 a 7,6 m3) por año. El gran volumen de desechos de taller de fundición junto con el costo creciente de la superficie de vertederos y el transporte es problemático.

La fundación es una técnica antigua en la que una cavidad se define en un molde de arena y luego se vierte metal fundido en la misma. Después de que el metal se enfría, se retira el artículo fundido, con el molde de arena generalmente se rompe en el proceso de eliminación. El procedimiento habitual y básico para formar estos moldes de arena es compactar un medio de moldeo en arena alrededor de un patrón y luego eliminar el patrón, dejando una cavidad que tiene la configuración del patrón.

Con el fin de que la arena mantenga su configuración moldeada que define cavidades, se incluye en la mezcla un agente aglutinante que hace que las partículas de arena se cohesionen. La arcilla ha sido durante mucho tiempo un agente de unión aceptado y adecuado. La arcilla es un término genérico que abarca un gran grupo de minerales de aluminosilicato hidratados. Los granos minerales individuales varían en tamaño hasta dimensiones microscópicas. Cuando se humedece, la arcilla es tenaz y plástica. Cuando se humedece y luego se seca, la arcilla se endurece, particularmente cuando se seca a temperaturas elevadas. El producto de bentonita húmeda funciona mejor en condiciones de fundición.

Los procesos divulgados en la presente pueden ser particularmente útiles en la fundación donde la llamada fundición en arena verde es una práctica estándar. La fundición en arena verde comprende un proceso en el que se vierte metal fundido en un molde de arena en tanto que aún retiene la humedad que se ha añadido para accionar las propiedades cohesivas de la arcilla. Los medios de moldeo en arena para fundición de hierro comprenden tres componentes básicos, es decir, arena, arcilla y carbón bituminoso finamente molido, comúnmente conocido en el comercio como "carbón de mar". Durante el uso, un medio de moldeo en arena se humedece con agua para proporcionar un medio que es capaz de compactarse alrededor de un patrón para formar una cavidad de molde. Los moldes de arena verde típicamente comprenden en peso, de aproximadamente 86 % a 90 % de arena y múltiples componentes no arenosos, que incluyen 8 % a 10 % de arcilla de bentonita, 2 % a 4 % de aditivos orgánicos y 2 % a 4 % de humedad. Después de eliminar el patrón, se vierte hierro fundido en la cavidad de molde en tanto que el medio de moldeo en arena todavía está en su condición humedecida o "verde". El carbón de mar sobre la superficie de la cavidad de molde e inmediatamente adyacente se descompone bajo el calor del hierro fundido a medida que se vierte en el molde. Un producto de esta descomposición es el carbono elemental, en forma de grafito, en la interfaz entre la cavidad de molde y el hierro vertido. Este grafito elemental cumple la función principal de permitir que la pieza fundida solidificada se libere del molde, libre de partículas de arena. Un beneficio secundario del grafito elemental es que tiende a nivelar la superficie de la cavidad de molde, produciendo así una superficie más lisa en el artículo fundido.

Un taller de fundición puede comprar una "premezcla", que incluye un componente de arcilla y un componente de carbono. El taller de fundición luego mezcla la premezcla con arena de una fuente local para proporcionar los medios de moldeo en arena utilizados en las operaciones.

La resistencia cohesiva suficiente del medio de moldeo en arena es más crítica en su condición "verde", es decir, cuando se humedece. Después de que se compacta para definir una cavidad, el medio de moldeo verde preferentemente tiene suficiente resistencia para soportar cualquier fuerza incidente a la eliminación de un patrón, de modo que la configuración de cavidad se mantiene intacta. Después, los medios de moldeo en arena, cuando se encuentran en una etapa en verde, preferentemente tienen suficiente resistencia para soportar las fuerzas que inciden en el molde que se mueve y se reposiciona en diversas formas en el proceso de preparación para el vertido de metal en la cavidad. Además, el medio de moldeo en arena preferentemente tiene suficiente resistencia cohesiva para soportar las fuerzas hidráulicas que inciden en el vertido de hierro fundido en la cavidad.

El secado de un molde verde se presenta extremadamente rápido y se puede presentar en tanto que el metal todavía está fundido y continúa ejerciendo fuerzas hidráulicas sobre la estructura de molde.

Por lo tanto, la resistencia en seco del medio de moldeo es crítica para asegurar que la integridad del molde se mantendrá hasta el final de la obtención de artículos fundidos de la configuración adecuada.

Otra característica significativa y objetiva de los medios de moldeo en arena es la permeabilidad. Se prefiere una permeabilidad relativamente alta para evitar daños al molde cuando se vierte hierro fundido en la cavidad de molde. Esto es para señalar que cuando se vierte metal fundido en la cavidad de molde, el aire se desplaza a través del medio de moldeo. Más importante aún, debido a que el medio de moldeo en arena es húmedo, el vapor se puede generar de una manera bastante violenta o explosiva. Este vapor se ventila preferentemente a través del medio de moldeo con un mínimo de resistencia al flujo de gas. Como tal, las estructuras de molde porosas preferentemente tienen una permeabilidad al gas relativamente alta. Las características de resistencia y las permeabilidades son capaces de determinación objetiva, y ahora se establecen resistencias aceptables verdes y secas para medios de moldeo en arena, así como permeabilidades.

Después de que un artículo se ha fundido, el molde de arena se rompe y luego se acumula para su reutilización. El exceso de medios de moldeo, es decir, desechos de taller de fundición que no se pueden reutilizar para ciclos de fundición posteriores, se genera en varias ubicaciones dentro del taller de fundición. La composición y la distribución de tamaño de partícula de los desechos de taller de fundición pueden variar dependiendo de las áreas del taller de fundición en el que se recolecta, pero los desechos de taller de fundición se pueden clasificar generalmente en dos amplias categorías, es decir, "desechos de moldeo" y "polvo de cámara de filtros de bolsa/polvo de recuperación mecánica". La frase "desechos de moldeo" se refiere al exceso de medios de moldeo de moldes y núcleos de arena verde descompuestos, que se pueden producir como una corriente producida durante la agitación. En muchos talleres de fundición de arena verde, los desechos de moldeo típicamente contienen en peso de aproximadamente 80 % a aproximadamente 90 % de arena, de aproximadamente 6 % a aproximadamente 10 % de arcilla de bentonita y de aproximadamente 1 % a aproximadamente 4 % de aditivos orgánicos. Los desechos de moldeo incluyen arena que está revestida con adhesivo, así como partículas individuales de arena, bentonita y aditivos orgánicos.

Se han hecho intentos para reducir la acumulación de desechos de moldeo mediante la recuperación mecánica eliminando la unión de la arena para que la arena esté lo suficientemente limpia para que se reutilice en la producción de núcleos. En estos procesos la arena se recupera, pero la arcilla de bentonita, que cuesta varias veces más que la arena en base al peso, y los aditivos orgánicos se pueden recuperar. Una desventaja de la recuperación mecánica es que el costo de la arena de primera calidad es lo suficientemente bajo en muchas áreas geográficas como para que la inversión de capital para la recuperación de arena sea económicamente inviable.

Además de los desechos de moldeo, el exceso de arena de moldeo verde (húmeda) de taller de fundición que se genera en el proceso de fundición de metales se puede desechar como otra corriente de desecho. Esta corriente de desecho denominada "arena verde de desbordamiento" generalmente comprende un exceso de arena verde que incluye tanto la arena de moldeo de sílice como los aditivos de arena de moldeo asociados en las proporciones relativas utilizadas en el taller de fundición.

Otra fuente de desecho de taller de fundición incluye partículas finas de arena, arcilla de bentonita, aditivos orgánicos y desechos recolectados en el sistema de evacuación de aire del taller de fundición. Estos desechos de taller de fundición se conocen comúnmente en los talleres de fundición como "polvo de cámara de filtros de bolsa". El polvo de cámara de filtros de bolsa contiene sustancialmente más arcilla de bentonita que los desechos de moldeo, ya que la arcilla de bentonita es más fina que la arena utilizada en el proceso de fundición y, por lo tanto, se transporta más fácilmente en el aire. El polvo de cámara de filtros de bolsa típicamente comprende de aproximadamente 40 % a aproximadamente 70 % de arena, de aproximadamente 20 % a aproximadamente 50 % de arcilla de bentonita y de aproximadamente 10 % a aproximadamente 30 % de aditivos orgánicos.

Los materiales del material de molde de arena generalmente se desechan después del uso porque cada pieza fundida puede tener diferentes requisitos de cliente para el material de moldeo. El material de molde de arena también es inaceptable para su uso posterior debido a la contaminación del lote anterior que no cumple con los requisitos de un cliente posterior. Además, a medida que el material de molde de arena pasa de los requisitos de un cliente a otro, las composiciones intermedias no son adecuadas para ninguna aplicación y se descartan. Como resultado, un solo taller de fundición puede desechar hasta 2000 libras (907,1 kg) o más de material de molde de arena por día. Este material desechado da como resultado desechos significativos y un mayor costo para los talleres de fundición debido a los gastos de desecho y vertedero.

La premezcla analizada anteriormente, que incluye un componente de arcilla y un componente de carbono, ha encontrado aceptación en la técnica debido a varias ventajas. Estas ventajas se encuentran principalmente en la capacidad de minimizar los costos mediante el uso de menos premezcla y/o al reducir la cantidad total de material carbonoso en la premezcla. Además, se demostró que se redujo la cantidad de premezcla adicional de "conformación" utilizada en el reciclaje de un medio de moldeo en arena.

Otro factor para tener en cuenta es que a medida que el medio de moldeo en arena verde se compacta alrededor de un patrón (en el caso normal) para formar una cavidad de molde, las características del medio de moldeo en arena pueden tener un gran impacto en la "trabajabilidad" del medio y la capacidad de compactar (es decir, densificar) el medio y también la facilidad con la que se puede lograr la densificación, que se entiende como fluidez. Este factor es relevante para el hecho de que tanto la resistencia en verde como la resistencia en seco de un medio de moldeo en arena son directamente proporcionales a la densidad del medio de moldeo en arena después de que se ha compactado para definir una cavidad de molde. Por lo tanto, existe una preferencia dentro de la técnica por medios de moldeo en arena que tienen una característica de trabajabilidad que facilita la obtención de una densidad deseada, relativamente alta y consistente del medio de moldeo compactado. En tanto que la característica de trabajabilidad es subjetiva, es, sin embargo, una norma reconocida para medios de moldeo en arena.

Por consiguiente, puede ser deseable reducir la cantidad de desechos de taller de fundición que salen de un taller de fundición de arena verde. Puede ser deseable proporcionar un proceso para recuperar arena que tiene una calidad suficiente para usarse en el taller de fundición para hacer núcleos y moldes de arena verde que se pueden usar en procesos de fundición posteriores. También puede ser deseable proporcionar un proceso para recuperar componentes no arenosos de los moldes de arena verde para disminuir la cantidad de nuevas materias primas (premezcla) que ingresan al taller de fundición como materia prima. Además, puede ser deseable proporcionar una composición de molde de arena verde con propiedades de procesamiento mejoradas.

US2012/0325113 se refiere a un método para mejorar la calidad de fundición. El documento divulga la utilización de polvo de cámara de filtros de bolsa con altas fracciones de arcilla y aditivos orgánicos para generar premezcla para moldeo por fundición. El polvo recolectado de la cámara de filtros de bolsas se puede deshidratar, por ejemplo, mediante filtración de flujo cruzado.

Breve descripción

De acuerdo con la reivindicación 1, en la presente se proporciona un método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco que tiene un contenido máximo de humedad de 30 % en peso, que comprende los pasos de: recuperar una fracción no de arena de un material de desecho de taller de fundición, donde la fracción no de arena comprende un componente de arcilla recuperada y un componente de carbono recuperado que comprende además deshidratar al menos parcialmente la fracción no de arena y donde la deshidratación incluye secar por aspersión y añadir la fracción no de arena a una formulación de aditivo de arena de moldeo en seco para formar un aditivo de arena de moldeo en seco. La adición de la fracción no de arena a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco reduce la cantidad de arcilla fresca y carbono necesario para producir el aditivo de arena de moldeo en seco.

De acuerdo con otro aspecto, el material de desecho de taller de fundición puede incluir polvo de cámara de filtros de bolsa. De acuerdo con un aspecto adicional, el material de desecho de taller de fundición puede incluir arena verde de desbordamiento. De acuerdo con aun otro aspecto, el material de desecho de taller de fundición puede incluir una mezcla de polvo de cámara de filtros de bolsa y arena verde de desbordamiento. De acuerdo con aun otro aspecto, el material de desecho de taller de fundición puede incluir desechos de moldeo.

De acuerdo con otro aspecto, el contenido de humedad del aditivo de arena de moldeo en seco puede estar en un intervalo de aproximadamente 0 % a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 0 % a aproximadamente 15 %, de aproximadamente 0 % a aproximadamente 10 %, de aproximadamente 8 % a aproximadamente 15 %, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 15 %, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 25 %, de aproximadamente 0 % a aproximadamente 5 %, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 10 %, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 15 %, o de aproximadamente 15 % a aproximadamente 20 % en peso. De acuerdo con otro aspecto, el método puede incluir ajustar la composición del aditivo de arena de moldeo en seco de modo que el valor de adsorción de azul de metileno del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentre en un intervalo de aproximadamente 70 % a aproximadamente 95 %. Por ejemplo, la composición del aditivo de arena de moldeo en seco se puede ajustar de modo que el valor de adsorción de azul de metileno del aditivo de arena de moldeo en seco esté en un intervalo de aproximadamente 70 % a aproximadamente 80 %, de aproximadamente 75 % a aproximadamente 85 %, de aproximadamente 80 % a aproximadamente 90 %, o de aproximadamente 85 % a aproximadamente 95 %.

La adsorción de azul de metileno se puede medir pesando 5 gramos de arena en un vaso de precipitados y añadiendo 50 ml de solución de pirofosfato de tetrasodio al 3 % al vaso de precipitados. Luego, el vaso de precipitados se mezcla durante 5 minutos. El vaso de precipitados se retira y se coloca bajo una bureta para ensayo de azul de metileno. Luego se añade 1 ml de azul de metileno al vaso de precipitados y la solución se agita durante 2 minutos usando un agitador.

Con una varilla de vidrio, se retira una sola gota de solución y se coloca en un papel de filtro. Se observa que la gota de papel de filtro identifica un halo azul claro que indica el exceso de metileno alrededor del exterior del punto central. Si no aparece un halo, se añade azul de metileno adicional al vaso de precipitados, se repite el paso de agitación y se añade otra gota al papel de filtro hasta que se observa un halo. La adición de azul de metileno se detiene cuando se observa el halo en el papel de filtro. El volumen final de azul de metileno añadido al vaso de precipitados se divide por un factor de calibración para determinar el valor de adsorción de azul de metileno. El factor de calibración se basa en una muestra histórica de bentonita de la colonia de Wyoming y se corrige para la variación en los cristales de colorante azul de metileno.

De acuerdo con aun otro aspecto, un contenido de arcilla del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentra en un intervalo de aproximadamente60 % en peso a aproximadamente90 % en peso, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente60 % en peso a aproximadamente 80 % en peso, de aproximadamente 70 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, de aproximadamente 60 % en peso a aproximadamente 70 % en peso, de aproximadamente 70 % en peso a aproximadamente 80 % en peso, o de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 90 % en peso.

De acuerdo con aun otro aspecto, un contenido de carbono del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentra en un intervalo de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente25 % en peso, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente15 % en peso a aproximadamente 25 % en peso, de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, de aproximadamente 15 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, o de aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 25 % en peso.

De acuerdo con aun otro aspecto, la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco puede incluir material no recuperado. De acuerdo con aun otro aspecto, el aditivo de arena de moldeo en seco puede incluir mayor que aproximadamente 25 % en peso de material no recuperado. Por ejemplo, el aditivo de arena de moldeo en seco puede comprender mayor que o igual que aproximadamente 30 % en peso, mayor que o igual que aproximadamente 40 % en peso, mayor que o igual que aproximadamente 50 % en peso, mayor que o igual que aproximadamente 55 % en peso, mayor que o igual que aproximadamente 60 % en peso, mayor que o igual que aproximadamente 65 % en peso, mayor que o igual que aproximadamente 70 % en peso, o mayor que o igual que aproximadamente 75 % en peso de material no recuperado.

De acuerdo con un aspecto adicional, el aditivo de arena de moldeo en seco puede incluir de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 75 % en peso de la fracción no de arena recuperada, tal como, por ejemplo, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, de aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, de aproximadamente 30 % en peso a aproximadamente 40 % en peso, de aproximadamente 40 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, de aproximadamente 50 % en peso a aproximadamente 60 % en peso, de aproximadamente 60 % en peso a aproximadamente 70 % en peso, de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 25 % en peso, de aproximadamente 25 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, o de aproximadamente 50 % en peso a aproximadamente 70 % en peso de la fracción no de arena recuperada.

De acuerdo con aun otro aspecto, la fracción no de arena se puede añadir a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco como una suspensión espesa. De acuerdo con algunas realizaciones, la suspensión espesa puede tener un contenido de sólidos de hasta aproximadamente 50 %, tal como, por ejemplo, hasta aproximadamente 25 %. De acuerdo con aun otro aspecto, la fracción no de arena se puede añadir a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco añadida como un sólido.

El método incluye deshidratar al menos parcialmente la fracción no de arena. La deshidratación por lo menos parcialmente de la fracción no de arena puede incluir deshidratar la fracción no de arena. La fracción no de arena se deshidrata al menos parcialmente antes de añadir la fracción no de arena a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco. La deshidratación incluye secar por aspersión la fracción no de arena.

De acuerdo con algunos aspectos, la deshidratación (que incluye secado por aspersión) puede reducir el contenido de humedad de la fracción no de arena a menos de aproximadamente 30 % en peso. Por ejemplo, la deshidratación (incluido el secado por pulverización) puede reducir el contenido de humedad de la fracción no de arena a menos de aproximadamente 25 % en peso, menos de aproximadamente 20 %, menos de aproximadamente 15 %, menos de aproximadamente 10 % o menos de aproximadamente 5 % en peso.

De acuerdo con aun otro aspecto, la deshidratación puede reducir el contenido de humedad de la fracción no de arena dentro del intervalo de aproximadamente 0 % a aproximadamente 30 % en peso, tal como, por ejemplo, dentro de un intervalo de aproximadamente 0 % a aproximadamente 15 %, de aproximadamente 0 % a aproximadamente 10 %, de aproximadamente 0 % a aproximadamente 5 %, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 25 %, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 %, de aproximadamente 20 % a aproximadamente 30 %, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 15 %, de aproximadamente 5 % a aproximadamente 10 %, de aproximadamente 10 % a aproximadamente 15 %, de aproximadamente 15 % a aproximadamente 20 %, o de aproximadamente 25 % a aproximadamente 30 % en peso.

De acuerdo con otro aspecto, la fracción no de arena no se puede secar por debajo de un contenido de humedad de 25 % en peso antes de añadir la fracción no de arena a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco.

De acuerdo con otro aspecto, el método puede incluir interrumpir el enlace de hidrógeno de la fracción no de arena al calentar la fracción no de arena a una temperatura en un intervalo de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 350 °C, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 200 °C, de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 250 °C, de aproximadamente 250 °C a aproximadamente 350 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 200 °C, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 250 °C, de aproximadamente 250 °C a aproximadamente 300 °C, o de aproximadamente 300 °C a aproximadamente 350 °C.

De acuerdo con otro aspecto, el método puede incluir preparar una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo en seco.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una compactabilidad mayor que aproximadamente 40 %, tal como, por ejemplo, mayor que o igual que aproximadamente 41 %, mayor que o igual que aproximadamente 42 %, mayor que o igual que aproximadamente 43 %, mayor que o igual que aproximadamente 44 %, mayor que o igual que aproximadamente 45 %, mayor que o igual que aproximadamente 46 %, o mayor que o igual que aproximadamente 47 %.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una capacidad de compresión en un intervalo de aproximadamente 40 % a aproximadamente 50 %, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 43 % a aproximadamente 47 %, o de aproximadamente 44 % a aproximadamente 46 %.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la compresión en verde mayor que aproximadamente 15,5 N/cm2 Por ejemplo, el aditivo de arena de moldeo en seco puede tener una resistencia a la compresión en verde mayor que o igual que aproximadamente 16,0 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 16,5 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 17,0 N/cm2, o mayor que o igual que aproximadamente 17,5 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la compresión en verde en un intervalo de aproximadamente 15,5 N/cm2 a aproximadamente 18,0 N/cm2, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 16,0 N/cm2 a aproximadamente 17,5 N/cm2, de aproximadamente 16,5 N/cm2 a aproximadamente 17,5 N/cm2, de aproximadamente 17,0 N/cm2 a aproximadamente 17,5 N/cm2, o de aproximadamente 17,5 N/cm2 a aproximadamente 18,0 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia al corte en verde mayor que aproximadamente 3,5 N/cm2, tal como, por ejemplo, mayor que o igual que aproximadamente 3,6 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 3,7 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 3,8 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 3,9 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 4,0 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 4,1 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 4,2 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 4,3 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 4,4 N/cm2, o mayor que o igual que aproximadamente 4,5 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia al corte en verde en un intervalo de aproximadamente 3,3 N/cm2 a aproximadamente 4,7 N/cm2, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 3,5 N/cm2 a aproximadamente 4,5 N/cm2, o de aproximadamente 3,7 N/cm2 a aproximadamente 4,2 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una permeabilidad mayor que aproximadamente 65, tal como, por ejemplo, mayor que aproximadamente 70, mayor que o igual que aproximadamente 72, mayor que o igual que aproximadamente 73, mayor que o igual que aproximadamente 74, mayor que o igual que aproximadamente 75, mayor que o igual que aproximadamente 76, mayor que o igual que aproximadamente 77, o mayor que o igual que aproximadamente 78.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una permeabilidad en un intervalo de aproximadamente 65 a aproximadamente 80, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 70 a aproximadamente 80, de aproximadamente 70 a aproximadamente 75, de aproximadamente 73 a aproximadamente 78, o de aproximadamente 75 a aproximadamente 80.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la compresión en seco mayor que aproximadamente 36 N/cm2. Por ejemplo, el aditivo de arena de moldeo en seco puede tener una resistencia a la compresión en seco mayor que o igual que aproximadamente 40 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 45 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 50 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 55 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 60 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 65 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 70 N/cm2, mayor que o igual que aproximadamente 75 N/cm2, o mayor que o igual que aproximadamente 80 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la compresión en seco en un intervalo de aproximadamente 35 N/cm2 a aproximadamente 90 N/cm2, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 40 N/cm2 a aproximadamente 85 N/cm2, de aproximadamente 40 N/cm2 a aproximadamente 60 N/cm2, de aproximadamente 50 N/cm2 a aproximadamente 70 N/cm2, de aproximadamente 60 N/cm2 a aproximadamente 80 N/cm2, de aproximadamente 40 N/cm2 a aproximadamente 50 N/cm2, de aproximadamente 45 N/cm2 a aproximadamente 55 N/cm2, de aproximadamente 50 N/cm2 a aproximadamente 60 N/cm2, de aproximadamente 55 N/cm2 a aproximadamente 65 N/cm2, de aproximadamente 60 N/cm2 a aproximadamente 65 N/cm2, de aproximadamente 65 N/cm2 a aproximadamente 75 N/cm2, o de aproximadamente 70 N/cm2 a aproximadamente 80 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la tracción en húmedo en un intervalo de aproximadamente 0,10 N/cm2 a aproximadamente 0,50 N/cm2, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 0,15 N/cm2 a aproximadamente 0,30 N/cm2, de aproximadamente 0,20 N/cm2 a aproximadamente 0,40 N/cm2, de aproximadamente 0,25 N/cm2 a aproximadamente 0,45 N/cm2, de aproximadamente 0,35 N/cm2 a aproximadamente 0,45N/cm 2, de aproximadamente 0,30 N/cm2 a aproximadamente 0,40 N/cm2, o de aproximadamente 0,20 N/cm2 a aproximadamente 0,30 N/cm2.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la sacudida en cono mayor que aproximadamente 23 sacudidas, tal como, por ejemplo, mayor que o igual que aproximadamente 25 sacudidas, mayor que o igual que aproximadamente 30 sacudidas, mayor que o igual que aproximadamente 33 sacudidas, mayor que o igual que aproximadamente 35 sacudidas, mayor que o igual que aproximadamente 38 sacudidas, mayor que o igual que aproximadamente 40 sacudidas, mayor que o igual que aproximadamente 42 sacudidas, o mayor que o igual que aproximadamente 45 sacudidas.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una resistencia a la sacudida en cono en un intervalo de aproximadamente 23 sacudidas a aproximadamente 50 sacudidas, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 28 sacudidas a aproximadamente 48 sacudidas, de aproximadamente 30 sacudidas a aproximadamente 45 sacudidas, de aproximadamente 30 sacudidas a aproximadamente 40 sacudidas, de aproximadamente 35 sacudidas a aproximadamente 45 sacudidas, de aproximadamente 40 sacudidas a aproximadamente 50 sacudidas, de aproximadamente 30 sacudidas a aproximadamente 35 sacudidas, de aproximadamente 35 sacudidas a aproximadamente 40 sacudidas, de aproximadamente 40 sacudidas a aproximadamente 45 sacudidas, o de aproximadamente 45 sacudidas a aproximadamente 50 sacudidas.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una friabilidad menor que aproximadamente 7,4 %. Por ejemplo, el aditivo de arena de moldeo en seco puede tener una friabilidad menor que o igual que aproximadamente 7,0 %, menor que o igual que aproximadamente 6,5 %, menor que o igual que aproximadamente 6,0 %, menor que o igual que aproximadamente 5,5 %, menor que o igual que aproximadamente 5,0 %, menor que o igual que aproximadamente 4,5 %, menor que o igual que aproximadamente 4,0 %, menor que o igual que aproximadamente 3,5 %, o menor que o igual que aproximadamente 3,0 %.

Una arena de moldeo que incluye el aditivo de arena de moldeo puede tener una friabilidad en un intervalo de aproximadamente 2,0 % a aproximadamente 7,0 %, tal como, por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente 2,5 % a aproximadamente 6,0 %, de aproximadamente 3,0 % a aproximadamente 5,5 %, de aproximadamente 3,0 % a aproximadamente 5,0 %, de aproximadamente 3,0 % a aproximadamente 4,0 %, de aproximadamente 3,5 % a aproximadamente 4,5 %, de aproximadamente 4,0 % a aproximadamente 5,0 %, o de aproximadamente 4,5 % a aproximadamente 5,5 %.

De acuerdo con aun otro aspecto, un método para formar un aditivo de arena de moldeo puede incluir recuperar una fracción no de arena de un desecho de taller de fundición de arena verde de desbordamiento, recuperar una fracción de arena de la instalación de recuperación de polvo de cámara de filtros de bolsa de arena verde y ajustar los niveles relativos de arcilla y carbono en dicha fracción no de arena. La fracción no de arena incluye un componente de arcilla recuperada y un componente de carbono recuperado.

De acuerdo con aun otro aspecto, el método puede incluir separar hidráulicamente la fracción no de arena después de ajustar la composición de la fracción no de arena.

También se divulga en la presente un método para formar un aditivo de arena de moldeo que tiene un contenido deseado de arcilla y carbono puede incluir recuperar una composición de aditivo de arena de moldeo de desecho que tiene un contenido de arcilla o carbono que difiere de un contenido deseado de arcilla y carbono, reciclar el aditivo de arena de moldeo de desecho como una materia prima en la producción de un aditivo de arena de moldeo fresco y ajustar la cantidad de al menos uno de arcilla fresca o carbono añadido durante la producción del aditivo de arena de moldeo fresco para lograr el contenido deseado de arcilla y carbono con base en el contenido de arcilla o carbono del aditivo de arena de desecho de moldeo reciclado.

La composición de aditivo de arena de moldeo de desecho puede incluir al menos uno de polvo de cámara de filtros de bolsa, arena verde de desbordamiento o desechos de moldeo.

De acuerdo con algunos aspectos, el aditivo de arena de moldeo de desecho se puede recuperar de una instalación de producción de aditivo de arena de moldeo. De acuerdo con algunos aspectos, el aditivo de arena de moldeo de desechos se puede recuperar de un proceso de moldeo en arena.

De acuerdo con algunos aspectos, el aditivo de arena de moldeo de desechos recuperado puede incluir material previamente reciclado.

También se describe en la presente un método para moldear una parte metálica que puede incluir proporcionar un medio de moldeado que puede incluir una fracción seca recuperada no de arena y una fracción de arena. La fracción no de arena puede incluir un componente de arcilla recuperada y un componente de carbono recuperado. El método puede incluir además formar un molde de arena verde y añadir un metal fundido al molde de arena verde.

El método puede incluir añadir agua a la fracción no de arena recuperada en seco antes de proporcionar la arena de moldeo en seco. El agua añadida puede incluir agua recuperada de un proceso de moldeo en arena.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una gráfica de deformación de aditivos de arena de moldeo en seco de ejemplo.

La figura 2 muestra una gráfica de resistencia a la compresión en caliente de aditivos de arena de moldeo en seco de ejemplo.

Las figuras 3A-3C muestran imágenes de aditivos de arena de moldeo en seco de ejemplo.

Descripción detallada

Se entenderá que las figuras y descripciones de la presente divulgación se han simplificado para ilustrar elementos que son relevantes para una comprensión clara de la divulgación, en tanto que se eliminan para fines de claridad, otros elementos que pueden ser bien conocidos o entendidos por aquellos expertos en la técnica.

La presente divulgación describe métodos que reducen los desechos generales en las instalaciones de fundición en tanto que al mismo tiempo proporcionan una premezcla valiosa, tal como aditivos de arena de moldeo, utilizados en moldeo por fundición. El proceso de romper los moldes de arena usados después de la fundición da como resultado un volumen significativo de productos de desecho. Algunos de esos desechos (desechos de moldeo) no se pueden reutilizar para generar nuevos moldes de arena y se manejan manualmente para su desecho.

Sin embargo, el sistema de evacuación de aire del taller de fundición puede capturar un gran volumen de desechos de taller de fundición, por ejemplo, cuando el aire de la instalación del taller de fundición se captura y pasa a través de un gran sistema de filtración llamado cámara de filtros de bolsa. Las partículas sólidas recolectadas allí se denominan generalmente "polvo de cámara de filtros de bolsa" y se componen de cantidades sustanciales de arcilla y material orgánico, además de arena. En algunos casos, el polvo de cámara de filtros de bolsa puede incluir típicamente de aproximadamente 15 % en peso a aproximadamente 70 % en peso de arena, de aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 85 % en peso de arcilla de bentonita, y de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 40 % en peso de aditivos orgánicos. Los altos niveles de arcilla de bentonita y los aditivos orgánicos presentes en el polvo de cámara de filtros de bolsa lo convierten en una fuente potencialmente valiosa de materias primas para aditivos utilizados en moldeo por fundición verde.

Los desechos de taller de fundición también se pueden capturar en forma de arena verde de desbordamiento o desechos de moldeo. Los "desechos de moldeo" se pueden capturar cuando los moldes y núcleos de arena verde se descomponen después de la fundición. En algunos talleres de fundición de arena verde, los desechos de moldeo pueden contener de aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 90 % en peso de arena, de aproximadamente 6 % a aproximadamente 10 % en peso de arcilla de bentonita y de aproximadamente 1 % a aproximadamente 4 % en peso de aditivos orgánicos. Los desechos de moldeo incluyen arena que está revestida con adhesivo, así como partículas individuales de arena, bentonita y aditivos orgánicos. "Arena verde de desbordamiento" se refiere al exceso de arena de moldeo verde (húmeda) de taller de fundición que se genera en el proceso de fundición de metales.

Los métodos de esta divulgación pueden utilizar uno o más de polvo de cámara de filtros de bolsa capturado, desechos de moldeo o arena verde de desbordamiento para generar un aditivo de arena de moldeo en seco. “Seco" se refiere a la sensación (tacto) del aditivo de arena de moldeo, no es que esté necesariamente libre de humedad. El aditivo de arena de moldeo comercial típicamente tiene un máximo de 15 % de contenido de humedad en peso. En esta divulgación, el aditivo de arena de moldeo "seco" sería similar, sin embargo con un máximo de 30 % de contenido de humedad en peso, por ejemplo, un máximo de 20 % de contenido de humedad en peso.

En algunas realizaciones, los métodos de esta divulgación pueden utilizar uno o más de polvo de cámara de filtros de bolsa capturado, desechos de moldeo o arena verde de desbordamiento para generar un aditivo de arena de moldeo para moldeo por fundición. Por ejemplo, las fracciones de arena y no de arena del polvo de cámara de filtros de bolsa, desechos de moldeo o arena verde de desbordamiento se separan entre sí usando métodos conocidos en la técnica. Esta separación puede permitir el ajuste de los niveles de componentes en la fracción no de arena en el aditivo de arena de moldeo. Los altos niveles de arcilla y aditivos orgánicos que se encuentran en la fracción no de arena cruda o separada permiten que los productos de desecho de moldeo recuperados proporcionen componentes importantes para composiciones de fundición que se pueden reutilizar o reciclar con materiales no reciclados o "frescos", tal como fracciones no de arena no recicladas o fracciones de arena no recicladas. En algunas realizaciones, el aditivo de arena de moldeo resultante o composición de arena de moldeo puede incluir componentes de fracciones de arena o no de arena previamente recicladas.

En algunas realizaciones, la fracción no de arena del desecho de moldeo puede tener niveles bajos de otras impurezas (por ejemplo, azufre) en comparación con la premezcla disponible en el mercado y, por lo tanto, representa una mejora con respecto a la técnica anterior. En algunas realizaciones, el azufre puede ser menor que 0,03 % en peso de la mezcla.

En algunas realizaciones, los desechos de moldeo recolectados se pueden separar usando un proceso de separación hidráulica, ya sea solos o en combinación con otros procesos de separación.

El contenido de agua de los desechos de moldeo recuperados se reduce a través de un proceso de deshidratación que incluye secado por pulverización. La reducción de agua puede reducir el contenido de humedad del aditivo de arena de moldeo en seco a entre 0 % y 20 % en peso. De acuerdo con algunas realizaciones, el contenido de humedad de la fracción no de arena se puede mantener por encima de 20 % en peso, o por encima de aproximadamente 25 % en peso, para mantener las propiedades beneficiosas de la bentonita hidratada en la fracción no de arena.

Una suspensión espesa de material recuperado para su uso en un aditivo de arena de moldeo o composición de arena de moldeo puede contener un componente de arena, un componente no de arena o una combinación de ambos componentes. Si se desea, la suspensión espesa se puede deshidratar parcial o completamente de acuerdo con un requisito específico para un proceso de fundición.

Los niveles relativos de varios componentes que se encuentran en la fracción no de arena de la porción recuperada de los desechos de moldeo se pueden ajustar mediante la adición de arcilla o compuestos orgánicos para lograr las concentraciones adecuadas para formar un aditivo de arena de moldeo que tiene propiedades deseadas. La adición de arcilla o componentes orgánicos puede incluir arcilla no reciclada o "fresca" o compuestos orgánicos que no se recuperan de un proceso de moldeo en arena. De acuerdo con algunas realizaciones, la adición de componentes de arcilla u orgánicos puede incluir componentes de arcilla u orgánicos previamente reciclados de un proceso de moldeo en arena. La cantidad específica de aditivos dependerá de la composición específica de la porción recuperada de los desechos de moldeo, y dependerá de los requisitos de la nueva composición de arena de moldeo dictada por los clientes o las necesidades de la siguiente fundición. El pH del aditivo de arena de moldeo es generalmente básico y puede estar en el intervalo de un pH de aproximadamente 7 a aproximadamente 11. Una vez establecido, el aditivo de arena de moldeo se puede combinar con arena de moldeo que se ha utilizado previamente en un proceso de fundición para generar nueva arena de moldeo capaz de utilizarse eficazmente en procesos de fundición.

De acuerdo con algunas realizaciones, el uso de fracciones no arenosas recicladas de desechos de moldeo puede mejorar las propiedades del aditivo de arena de moldeo en seco, tal como, por ejemplo, al incrementar una o más de la resistencia a la compresión en verde, la resistencia al corte en verde, la permeabilidad, la resistencia a la compresión en seco y/o la resistencia a la sacudida en cono. El uso de fracciones no de arena recicladas de desechos de moldeo puede mejorar las propiedades del aditivo de arena de moldeo en seco, tal como, por ejemplo, al disminuir la friabilidad del aditivo de arena de moldeo en seco.

Se proporcionan varios ejemplos específicos. Cada ejemplo incluye un lote de medio de moldeo en arena para formar moldeos que se utilizarán en la fundición de artículos de hierro, aunque se podrían fundir otros metales. Los lotes de medios de moldeo en arena en los diversos ejemplos tienen puntos en común, que facilitan una apreciación de las mejoras de la presente divulgación.

Ejemplos

Se obtuvo una composición base de aditivo de arena de moldeo que contiene 65 % en peso de arcilla de bentonita (bentonita de sodio) y 35 % en peso de un componente de carbono (carbón de mar). Se recuperaron fracciones no arenosas de componentes de arcilla y componentes de carbono del polvo de cámara de filtros de bolsa usando separación hidráulica. Las fracciones no de arena recuperadas se separaron en dos lotes y se secaron por aspersión para deshidratar la fracción recuperada. El primer lote secado por aspersión se deshidrató hasta un contenido de humedad de 4,4 % ("baja humedad" o "LM"). y el segundo lote secado por aspersión se deshidrató hasta aproximadamente 18,4 % ("alta humedad" o "HM"). Las fracciones no de arena de ^hM y LM recuperadas luego se mezclaron con el material base como se muestra en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1

Cada muestra luego se mezcló con 7 % en peso de arcilla (bentonita de sodio) y se mezcló durante siete minutos usando un Molino Mezclador de Laboratorio Simpson. Entonces se añadió agua a cada muestra hasta que se logró una compactabilidad de aproximadamente 46 %.

Cada ejemplo se formó en una arena de moldeo estándar de acuerdo con los métodos de prueba especificados y se probó para determinar sus características físicas, que incluyen resistencia en verde, resistencia en seco y permeabilidad, utilizando métodos de prueba de taller de fundición como se describe por la American Foundry Society en su Manual de Prueba de Núcleo y Molde publicado, que se incorpora por la presente como referencia. Los procedimientos utilizados se pueden encontrar en la edición publicada por la American Foundry Society (www.afsinc.org), 3a edición, 2001. Las referencias de prueba incluyen AFS 2110-0o-s (arcilla, método AFS), A^fS 2201-00-s, (preparación de mezcla de arena, método de arcilla), AFS 2206-00-s (arena tensa, húmeda, moldeada), AFS 2204-00-s (resistencia al corte, en verde o en seco), AFS 2211-00-s (prueba de arcilla de azul de metileno), AFS 2218-00-s (determinación de humedad, método de aire caliente forzado), AFS 2220-00-s (compactabilidad de mezclas de arena de moldeo, método Rammer), AFS 2248-00-s (friabilidad), AFS 2249-00-s (resistencia a la sacudida en cono), AFS 5234-00-s (resistencia a la compresión, en caliente).

Los resultados de las pruebas se muestran en la tabla 2 a continuación.

Tabla 2

Como se muestra en la Tabla 2 anterior, la resistencia a la compresión en verde, la resistencia al corte en verde y la permeabilidad para cada muestra LM25, LM50, LM75, HM25, HM50 y HM75 incrementaron o permanecieron comparables al material base. La resistencia a la tracción en húmedo incrementó tanto para HM25 como para LM25, pero disminuyó ligeramente para HM50 y LM50. La resistencia a la compresión en seco y la resistencia a la sacudida en cono incrementaron significativamente para cada uno de LM25, HM25, LM50, HM50, LM75 y HM75. La friabilidad disminuyó significativamente para cada uno de LM25, HM25, LM50, HM50, LM75 y HM75. Estos resultados muestran que las fracciones secadas por aspersión recuperadas de desechos de moldeo se pueden reciclar en un aditivo de molde de arena sin afectar negativamente las propiedades del aditivo. Para varias propiedades, como se muestra en la Tabla 2, las propiedades del aditivo, tales como resistencia a la sacudida en cono, friabilidad, permeabilidad y diversas mediciones de resistencia se pueden incrementar mediante la adición del material recuperado.

La deformación de la muestra base y las muestras LM, HM, LM25 y HM25 se midieron a diversas presiones de 0 lb/pulg2 a 200 lb/pulg2 (1378,9 kPa) usando un dialotómetro Dietert con un medidor de deformación y se graficaron en un programa de computadora. La figura 1 muestra los resultados de la prueba de deformación. Como se muestra en la figura 1, cada una de las muestras LM, HM, LM25 y HM25 exhibió un poco menos de deformación que el material base, con LM25 y HM25 que exhiben la cantidad más baja de deformación.

La resistencia a la compresión en caliente de la muestra base y las muestras LM, HM, LM50 y HM50 se midió usando un dialotómetro Dietert con un medidor de deformación y se graficó en un programa de computadora a cuatro temperaturas: 538 °C (1000 °F), 816 °C (1500 °F), 982 °C (1800 °F) y 1093 °C (2000 °F). Las muestras se prepararon usando un método de exprimidor neumático (método de manual de prueba de molde y núcleo de AFS, AFS 2221-00-s) en una pluralidad de cilindros con muestras de 53 a 55 gramos con base en la densidad de la arena de moldeo preparada, cuyos resultados se muestran en la figura 2. Como se muestra en la figura 2, la resistencia a la compresión en caliente para LM, HM, LM50 y HM50 incrementó significativamente en comparación con el material base de 700 °C a aproximadamente 1000 °C, y las muestras HM50 y LM50 mostraron una resistencia a la compresión en caliente ligeramente mayor con respecto al material base entre aproximadamente 1000 °C y aproximadamente 1100 °C.

Las figuras 3A-3C muestra imágenes ampliadas de la muestra base (figura 3A) con aditivos que tienen 5 % (figura 3B) y 10 % (figura 3C) de fracciones no de arena recuperadas, que se secaron por aspersión para formar aditivos de arena de moldeo en seco. Como se muestra en las figuras 3A-3C, la composición visual de los aditivos de arena de moldeo en seco no se cambia con la adición de los componentes no de arena recuperados. Como se muestra en estos ejemplos, las fracciones no de arena recuperadas se pueden recuperar de los desechos de moldeo, secar por aspersión y reciclar o reintroducir en aditivos de arena de moldeo para afectar de forma beneficiosa las propiedades de los aditivos de arena de moldeo. Los componentes y propiedades físicas de las materias primas generadas a partir de desechos de moldeo se pueden ajustar a través de la adición de componentes o purificación (por ejemplo, a través de reducción de agua) para obtener niveles finales adecuados para un aditivo de arena de moldeo listo para taller de fundición. La presente divulgación representa una mejora con respecto a la técnica anterior tanto en la reducción de desechos de taller de fundición como en la producción de aditivos de arena de moldeo de alta calidad para procesos de fundición. No se propone que nada en la descripción anterior limite el alcance de las reivindicaciones a cualquier composición o estructura específica de componentes. Muchas sustituciones, adiciones o modificaciones se contemplan dentro del alcance de la presente invención, como se define por las reivindicaciones, y serán evidentes para aquellos expertos en la técnica. Las realizaciones descritas en la presente se presentaron solo a modo de ejemplo y no se deben utilizar para limitar el alcance de las reivindicaciones.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método para formar un aditivo de arena para moldeo en seco que tiene un contenido de humedad máximo de 30 % en peso, que comprende los pasos de:

recuperar una fracción no de arena de un material de desecho de taller de fundición, donde la fracción no de arena comprende un componente de arcilla recuperada y un componente de carbono recuperado que comprende además deshidratar al menos parcialmente la fracción no de arena y donde la deshidratación incluye secado por aspersión; y añadir la fracción no de arena a una formulación de aditivo de arena de moldeo en seco para formar un aditivo de arena de moldeo en seco para reducir la cantidad de arcilla fresca y carbono para producir el aditivo de arena de moldeo en seco.

2. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde el material de desecho de taller de fundición comprende polvo de cámara de filtros de bolsa o arena verde de desbordamiento o una mezcla de polvo de cámara de filtros de bolsa y arena verde de desbordamiento.

3. El método para formar un aditivo de arena para moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde el material de desecho de taller de fundición comprende desecho de moldeo.

4. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde el contenido de humedad del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentra en un intervalo de 0 % a 15 % en peso o donde el contenido de humedad del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentra en un intervalo de 8 % a 15 % en peso.

5. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde un contenido de arcilla del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentra en un intervalo de 60 % en peso a 90 % en peso o donde un contenido de carbono del aditivo de arena de moldeo en seco se encuentra en un intervalo de 10 % en peso a 25 % en peso.

6. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde el aditivo de arena de moldeo en seco comprende mayor que o igual que 50 % en peso de material no recuperado o donde el aditivo de arena de moldeo en seco comprende de 1 % en peso a 50 % en peso de la fracción no de arena recuperada.

7. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde la fracción no de arena se añade a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco como una suspensión espesa y donde opcionalmente la suspensión espesa tiene un contenido de sólidos de hasta 50 %.

8. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde la fracción no de arena se añade a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco como un sólido.

9. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde el secado por aspersión reduce el contenido de humedad de la fracción no de arena a menos de 30 % en peso o a dentro de un intervalo de 0 % a 25 % en peso o a dentro de un intervalo de 10 % a 25 % en peso.

10. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, donde la fracción no de arena no se seca por debajo de un contenido de humedad de 25 % en peso en cualquier punto antes de la adición a la formulación de aditivo de arena de moldeo en seco.

11. El método para formar un aditivo de arena de moldeo en seco de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además interrumpir el enlace de hidrógeno de la fracción no de arena al calentar la fracción no de arena a una temperatura en un intervalo de 100 °C y 350 °C.