ES1058825U - Crisol de un solo uso para soldadura aluminotermica. - Google Patents
Crisol de un solo uso para soldadura aluminotermica.Info
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Abstract
1. Crisol de un solo uso para soldadura aluminotérmica; del tipo de los constituidos por un recipiente de arena de silicio aglomerada, con un orificio inferior de salida dotado de un dispositivo de destape automático regulado por temperatura y tiempo y dotado de relieves exteriores en su fondo destinados a facilitar la estabilidad, el apoyo y centrado en la parte superior de un molde inferior en el que se vierte la colada producida en el crisol mediante reacción aluminotérmica, y estando dotado el crisol de una tapa antisalpicaduras; caracterizado porque incorpora internamente un recubrimiento refractario de baja reactividad con el metal fundido a base de arena de zirconio; exteriormente incorpora una abrazadera metálica desmontable y recuperable como elemento resistente y que va provista de medios de manejo; el dispositivo de destape automático se constituye base de una mezcla de arenas de silicio y zirconio y un elemento fundente.
Description
Crisol de un solo uso para soldadura
aluminotérmica.
La presente invención se refiere a un crisol de
un solo uso para soldadura aluminotérmica, especialmente utilizable
para la soldadura de raíles ferroviarios y similares, en
combinación con un molde.
En soldadura aluminotérmica de carriles se viene
utilizando tradicionalmente un crisol de forma cilíndrica y/o
troncocónica, dotado de una abertura inferior de salida de la
colada hacia un molde inferior que da forma a la soldadura una vez
enfriado el metal, y también de una obvia tapa, común en reacciones
aluminotérmicas, que evita la proyección de salpicaduras a alta
temperatura que podrían ser peligrosas para las personas.
En su interior se realiza una reacción
aluminotérmica que libera acero adecuado para la soldadura de
carriles u otros perfiles, con temperaturas que rondan los 3000
grados centígrados.
En el orificio inferior del crisol se incorpora
un dispositivo de destape automático constituido por un elemento
que se funde o descompone al alcanzar una determinada temperatura
durante unos tiempos suficientes. En adelante a este elemento se le
denomina dispositivo de destape automático regulado por temperatura
y tiempo, y mediante el mismo se permite predeterminar el retardo
del momento de la apertura y salida de la colada hacia el molde, una
vez alcanzada una temperatura suficiente de la misma.
La patente española con número de solicitud
466.287, referente a un sistema para obtener acero por
aluminotermia aplicable a la soldadura de perfiles de hierro o
acero, ya describe en su memoria un crisol de este tipo para su
utilización en soldadura de carriles en cooperación con un molde,
citando en su 21ª reivindicación que los crisoles podían fabricarse
en óxido de magnesio aglomerado y sinterizado, en grafito, en óxido
de magnesio aglomerado con silicatos, o arena silícea aglomerada
con silicato endurecida con anhídrido carbónico y estufada, aunque
en este caso crisol duraba sólo una reacción.
Igualmente reivindicaba en su 22ª reivindicación
que los crisoles o moldes podrían constituirse en arena de
fundición, arena silícea blanca aglomerada con silicato sódico y
endurecida con anhídrido carbónico y estufada, de acero con
interior liso o convenientemente ranurado (coquilla) o grafito,
siendo este último caso el único en el que se podrían realizar
muchas soldaduras.
De entre estos, se utilizan fundamentalmente dos
crisoles: el crisol de magnesita y el de arena silícea
aglomerada.
El primero de ellos presenta la ventaja de una
escasa o no inconveniente reacción química con el acero a altas
temperaturas, además de una alta conductividad térmica que permite
una alta disipación del calor. Además es multiuso, pudiendo
utilizarse para 30 o más reacciones. Sin embargo resulta pesado y
requiere un equipo de sujeción y posicionamiento pesado, por lo que
su utilización está cayendo en desuso en favor del otro tipo de
crisoles: los de arena, que resultan relativamente baratos, a pesar
de poderse utilizar una única vez, son fáciles e intuitivos de
manejar y requieren un equipo auxiliar ligero. Sin embargo
presentan el inconveniente de una fuerte reacción
metal-refractario entre el SiO_{2} del crisol y el
acero a altas temperaturas, no disipan bien el calor, al estar
constituidos en material más aislante térmicamente, y tienen escasa
resistencia mecánica.
El tema de la disipación térmica no es baladí, ya
que la reacción aluminotérmica genera acero a muy alta temperatura,
inadecuada para colar en los moldes de soldadura, por lo que es
necesario que la colada se enfríe hasta alcanzar temperaturas no
demasiado calientes antes de su vertido. De otro modo se produciría
un gradiente de enfriamiento excesivo de la soldadura en el molde
que propiciaría la aparición de microrrechupes internos,
perjudiciales para la resistencia mecánica de la misma.
Este enfriamiento previo al vertido de la colada
se podía conseguir sin grandes problemas en los crisoles de
magnesita, por su buena disipación y por el retardo proporcionado
por el dispositivo de destape automático regulado por temperatura y
tiempo, además de por la baja reactividad del mismo con el acero
fundido y por su solidez lo que permitía tiempos de espera
adecuados.
En los crisoles de sílice el calor se disipa con
dificultad por ser este material mucho más aislante térmicamente,
por lo que se requieren mayores tiempos de enfriamiento, que el
crisol soporta con mayor dificultad. Más aún, se producen fuertes
reacciones del crisol con el metal fundido, lo que perjudica la
calidad de la colada.
El crisol de la invención tiene una constitución
que subsana los inconvenientes descritos con viabilidad
económica.
De acuerdo con la invención, el crisol es del
tipo de los constituidos por arena de sílice aglomerada.
La mejora que la invención propone consiste en
que el crisol incorpora interiormente un recubrimiento de espesor
suficiente de arena de zirconio. Este recubrimiento presenta
óptimas condiciones refractarias con mínimos espesores, y una baja
reactividad con el acero líquido, minimizando la reacción
metal-refractario. Gracias a esto se favorece la
disipación al posibilitar tiempos de espera suficientes para poder
utilizar reacciones aluminotérmicas estables por encima de otros
condicionantes y que se puedan verter a temperaturas razonablemente
bajas para minimizar los microrrechupes.
Otra mejora que la invención propone consiste en
la incorporación de una abrazadera metálica exterior al crisol.
Esta abrazadera cumple una doble función: por un lado impide que se
agriete el crisol durante la reacción aluminotérmica y el
mantenimiento de la colada, y por otro lado facilita el manejo del
propio crisol gracias a medios de manipulación incorporados en la
misma. Además, esta abrazadera es recuperable, lo que permite su
utilización con diversos crisoles, con economía de costes.
Por último, otra nueva característica de la
invención consiste en montar el dispositivo de destape automático
regulado por temperatura y tiempo a base de arena y aglomerantes de
distintos materiales que los constitutivos del crisol. Esto permite
regular el tiempo de retardo adaptándose a la reacción
aluminotérmica utilizada, y no al revés, además de permitir
seleccionar el diámetro de salida y mantener el mismo constante,
sin erosiones ni arrastres de material.
La figura 1 muestra una vista inferior del crisol
de la invención.
La figura 2 muestra una vista del crisol de la
invención y su colocación sobre un molde.
La figura 3 muestra una vista en alzado del
crisol de la invención.
La figura 4 muestra una sección diametral del
crisol de la invención.
El crisol 1 de la invención está constituido por
un recipiente 2 de arena de silicio aglomerada abierto
superiormente.
Por la parte interna incorpora un recubrimiento 3
de arena de zirconio que minimiza la reacción con el metal fundido
y aumenta la disipación.
En el fondo del crisol va provisto orificio 4. En
dicho orificio va dispuesto un obturador o dispositivo de destape 6
automático regulado por temperatura y tiempo, a base de arena de
silicio y zirconio y un elemento fundente, que permite regular el
retardo de salida de colada para adaptarlo a la reacción
aluminotérmica más adecuada a cada caso.
El crisol incorpora una abrazadera 8 o zuncho
desmontable recuperable exterior, constituida por una pieza anular
metálica que se dispone por el exterior del crisol, evitando que se
raje o fracture durante la reacción aluminotérmica y aumentando el
tiempo que es capaz de mantener la colada para que sea capaz de
bajar su temperatura. En esta abrazadera van provistas unas
porciones 9 sobresalientes tubulares en las cuales se pueden
enchufar unos mangos, no representados, que facilitan el manejo del
crisol.
Por la parte exterior del fondo del crisol van
provistos unos relieves 10 que facilitan la estabilidad, el apoyo y
centrado en la parte superior del molde en el que se vierte la
colada.
En esta zona se proveen unos resaltes 11 y unas
caras planas 12 exteriores del crisol, mediante las cuales se
efectúa el centrado visual del crisol en su colocación sobre el
molde alineándolas con los laterales 13 del molde 14 a la hora de
su utilización.
Descrita suficientemente la naturaleza de la
invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe
hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y
representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de
modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio
fundamental.
Claims (3)
1. Crisol de un solo uso para soldadura
aluminotérmica; del tipo de los constituidos por un recipiente de
arena de silicio aglomerada, con un orificio inferior de salida
dotado de un dispositivo de destape automático regulado por
temperatura y tiempo, y dotado de relieves exteriores en su fondo
destinados a facilitar la estabilidad, el apoyo y centrado en la
parte superior de un molde inferior en el que se vierte la colada
producida en el crisol mediante reacción aluminotérmica, y estando
dotado el crisol de una tapa antisalpicaduras; caracterizado
porque incorpora internamente un recubrimiento refractario de baja
reactividad con e metal fundido a base de arena de zirconio;
exteriormente incorpora una abrazadera metálica desmontable y
recuperable como elemento resistente y que va provista de medios de
manejo; el dispositivo de destape automático se constituye base de
una mezcla de arenas de silicio y zirconio y un elemento
fundente.
2. Crisol según reivindicación 1
caracterizado porque los medios de manejo provistos en la
abrazadera consisten en unas porciones salientes tubulares
destinadas al enchufamiento de unos mangos desmontables.
3. Crisol según reivindicación 1
caracterizado porque incorpora por su parte exterior unos
resaltes y/o flancos planos que cooperan en su perfecto
posicionamiento centrado con respecto al molde.
Priority Applications (1)
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