ES2354790B2 - Método para el secado del recubrimiento de moldes en moldes y/o núcleos de fundición. - Google Patents
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Abstract
Método para el secado del recubrimiento de
moldes en moldes y/o núcleos de fundición.
Método para el secado del recubrimiento de
moldes con un disolvente a base de agua en moldes y/o núcleos de
fundición, utilizando un dispositivo que presenta al menos un
recinto de secado así como un medio para el insuflado de gas de
secado en el recinto de secado, donde en al menos una pared de
limitación (4) del recinto de secado (3) está dispuesta una caja de
tobera (5) con una alimentación de gas (8) dispuesta lateralmente,
estando dispuestas en la pared lateral (6), de la caja de tobera
(5), opuesta al recinto de secado (3) unas toberas, caracterizado
por el hecho de que el gas de secado de las toberas (7) sale con una
velocidad de flujo de entre 20 m/seg. y 30 m/seg., preferiblemente
de entre 25 m/seg. y 29 m/seg., de que por cada tobera (7) se
realiza un flujo de volumen en gas de secado de entre 170 m^{3}/h
y 260 m^{3}/h y que el gas de secado posee una temperatura de
entre 50ºC y 90ºC, preferiblemente de entre 70ºC y 80ºC.
Description
Método para el secado del recubrimiento de
moldes en moldes y/o núcleos de fundición.
La invención se refiere a un método para el
secado del recubrimiento de moldes en moldes y/o núcleos de
fundición, particularmente en moldes y/o núcleos de fundición de
gran volumen con desniveles sobre la superficie del molde o núcleo
de fundición de hasta 1600 mm.
Para mejorar la calidad de la superficie de
piezas fundidas así como para evitar defectos de fundición es
necesario tratar la superficie de moldes y/o núcleos de fundición
con un recubrimiento de moldes antes del proceso de fundición. Estos
recubrimientos de moldes consisten en una sustancia sólida contenida
en un disolvente. Disolventes a base de alcohol y/o otras sustancias
ligeramente volátiles, en la mayoría de los casos ligeramente
inflamables, son muy difundidos. Una tecnología habitual para el
secado del recubrimiento de moldes en disolventes de este tipo,
particularmente en moldes y/o núcleos de fundición de gran volumen,
es el quemado abierto del disolvente después del tratamiento de la
superficie y del transcurso de un tiempo de permanencia apropiado.
Esta tecnología ofrece además la ventaja de que el calor producido
durante la quemadura se introduce en el molde de fundición o en el
núcleo de molde de fundición y por lo tanto se ayuda a un
endurecimiento o secado posterior del molde o de los núcleos de
fundición.
No obstante, los recubrimientos de moldes con
disolventes a base de alcohol y/o otras sustancias ligeramente
volátiles, en la mayoría de los casos ligeramente inflamables,
presentan considerables desventajas. Así, el escape rápido de los
componentes ligeramente volátiles del recubrimiento de moldes
aplicado sobre la superficie de moldes de fundición puede dar lugar
a la formación de grietas en la capa de recubrimiento de moldes.
Además, el almacenamiento y la elaboración de estos recubrimientos
de moldes requieren un cuidado particular, debido a la
inflamabilidad del disolvente. Además, la elaboración de disolventes
ligeramente volátiles supone riesgos para la salud del personal. A
esto se añade que la tecnología habitual del quemado abierto del
disolvente para el secado del recubrimiento de moldes representa una
considerable contaminación del medioambiente, que cada vez se acepta
menos en el proceso de producción.
Son usados por lo tanto últimamente cada vez más
recubrimientos de moldes con un disolvente a base de agua. El
secado, es decir la distancia del disolvente agua después del
tratamiento de la superficie del molde de fundición y/o del núcleo y
el transcurso de un tiempo de permanencia apropiado, está
relacionado sin embargo con considerables gastos de energía y/o
tiempo en estos recubrimientos de moldes.
Una posibilidad consiste en un almacenamiento
suficientemente largo de los moldes y/o núcleos de fundición
tratados con recubrimiento de moldes al aire ambiental, hasta que se
haya logrado una humedad final prefijada. Esta posibilidad sin
embargo no es practicable, debido a los tiempos de secado
considerables de aprox. 12 horas en la mayoría de los procesos de
producción.
En la práctica son utilizados consecuentemente
unos hornos de aire circulante para el secado de recubrimientos de
moldes con agua como disolvente. Una desventaja esencial del secado
de recubrimientos de moldes en superficies de moldes y/o de núcleos
de fundición en el horno de aire circulante consiste en un gasto de
energía considerable relacionado igualmente con tiempos de secado
prolongados. Esta desventaja por lo tanto se debe particularmente a
que una gran parte de la energía térmica del aire circulante provoca
un calentamiento de los moldes de fundición inclusive de la caja de
moldeo y/o de los núcleos de fundición. Sólo una parte en
comparación más escasa de la energía térmica del aire circulante
provoca la evaporación del disolvente agua. En esta tecnología es
problemático también el secado de moldes y núcleos de fundición de
gran volumen con desniveles considerables en la superficie del molde
o núcleo de fundición.
La invención está basada por consiguiente en el
problema de secar de manera efectiva y económica los recubrimientos
de moldes en moldes y/o núcleos de fundición, particularmente
recubrimientos de moldes con un disolvente a base de agua, en moldes
y/o núcleos de fundición de gran volumen con desniveles
considerables en la superficie del molde o núcleo de fundición. A
este fin, la tarea consiste en lograr en un tiempo de secado corto y
con poca energía un secado bueno y uniforme del recubrimiento de
moldes en toda la superficie del molde o núcleo de fundición,
también con moldes y núcleos de fundición de gran volumen con
desniveles considerables sobre la superficie del molde o núcleo de
fundición.
Esta tarea es solucionada según la invención con
un método con las características de la reivindicación 1.
El carácter de la invención consiste en la
disposición de al menos una caja de tobera en al menos una pared de
limitación de preferiblemente un recinto de secado en forma de
paralelepípedo, estando dispuestas en la pared lateral de la caja de
tobera opuesta al recinto de secado con una distancia entre 100 mm y
1500 mm, preferiblemente entre 150 mm y 900 mm, unas toberas la una
respecto a la otra, que poseen una superficie de sección transversal
para la salida de gas de secado entre 2000 mm^{2} y 5000 mm^{2},
preferiblemente entre 2300 mm^{2} y 3000 mm^{2}, y de la
disposición de medios de posicionado en el recinto de secado, que
permiten un posicionado de la superficie de un molde de fundición
y/o un núcleo de molde de fundición, tratada con recubrimiento de
moldes, a una distancia entre 150 mm y 1900 mm, preferiblemente
entre 300 mm y 1200 mm, de la pared lateral de la caja de tobera
opuesta al recinto de secado.
\newpage
El carácter de la invención consiste además en
que el gas de secado sale de las toberas con una velocidad de
corriente entre 20 m/seg y 30 m/seg, preferiblemente entre 25 m/seg
y 29 m/seg, que se efectúa un flujo de volumen en gas de secado de
entre 170 m^{3}/h y 260 m^{3}/h y que el gas de secado tiene una
temperatura de entre 50ºC y 90ºC, preferiblemente de entre 70ºC y
80ºC.
Se ha demostrado que con un método arriba
descrito pueden ser secados de manera muy efectiva los
recubrimientos de moldes, aplicados sobre la superficie del molde o
núcleo de fundición de hasta 1600 mm, en superficies de moldes y/o
núcleos de fundición con desniveles, con un disolvente a base de
agua, completamente, es decir con un gasto de energía
comparativamente escaso, dentro de un tiempo comparativamente corto,
sin que surja un soplado de los recubrimientos de moldes en
secciones de superficies posicionadas próximo a las toberas y sin
que se seque el recubrimiento de moldes solamente de forma
incompleta en secciones de superficies más profundas, es decir lejos
de las toberas. Esta efectividad de la invención está motivada
particularmente en que con el método según la invención una parte
considerable de la energía del gas de secado provoca directamente la
evaporación del disolvente agua y se produce de manera solamente muy
limitada un calentamiento del molde de fundición o del núcleo de
molde de fundición.
En este caso pueden estar dispuestas toberas de
libre desviación rígidas sencillas en una pared lateral plana de la
caja de tobera, es decir al mismo nivel paralelamente a una pared de
limitación del recinto de secado. La alineación de las toberas se
efectúa preferiblemente de manera que el chorro de gas de secado de
una tobera esté orientado perpendicularmente al plano de
disposición, es decir, hacia la pared lateral que forma la pared de
limitación del recinto de secado de la caja de tobera. Las áreas
posicionadas paralelamente a la pared de limitación del recinto de
secado de la superficie de un molde de fundición y/o uno o varios
núcleos de molde de fundición, tratada con recubrimiento de moldes,
son sometidas a un chorreado rebotado, mientras que las áreas de
superficie posicionadas en un ángulo de casi 90º son sometidas a un
gas de secado según el principio de una placa cargada.
Puede ser oportuno en moldes y/o núcleos de
fundición configurados de forma especialmente complicada en
superficies considerablemente estructuradas, alinear grupos
individuales de toberas o todas las toberas de manera que la
dirección del chorro de gas de secado de la(s)
tobera(s) desvíe de la vertical al plano de disposición de
las toberas. En este caso, las desviaciones del chorro de gas de
secado hasta un ángulo de 60º respecto a la vertical pueden ser
oportunas.
Especialmente ventajosa, por ser especialmente
económica, es una realización sencilla de la caja de tobera como
caja hueca en forma de paralelepípedo sin incorporaciones
adicionales para el guiado del gas de secado hacia las toberas con
una línea de abastecimiento de gas de secado dispuesta lateralmente,
es decir, en un ángulo de aprox. 90º respecto a la pared lateral, en
la que están dispuestas las toberas. La caja de tobera puede ser de
tales dimensiones, que la misma ocupe toda la pared de limitación de
un recinto de secado preferiblemente en forma de paralelepípedo, de
modo que su pared lateral orientada hacia el recinto de secado forme
la pared de limitación del recinto de secado, aquella sin embargo
puede ocupar también solamente una parte de una pared de limitación
de un recinto de secado.
La disposición de las toberas en la pared
lateral de la caja de tobera puede ser regular con distancias de
entre 100 mm y 1500 mm, preferiblemente de entre 150 mm y 900 mm,
pudiendo ser diferentes las distancias de una tobera a las toberas
adyacentes.
La disposición de las toberas sin embargo puede
realizarse también a distancias irregulares, de modo que en la pared
lateral estén presentes áreas con toberas situadas juntas y áreas
con toberas más distantes la una de la otra. La disposición de las
toberas se puede orientar así en la geometría preferiblemente hacia
superficies secantes de moldes y/o núcleos de fundición tratados con
recubrimiento de moldes.
Esto sin embargo no es una condición para la
función de la invención, sino puede servir únicamente para su
optimización ulterior.
Es justo una preferencia particular de la
invención que con una disposición de toberas de libre desviación
sencillas, como está descrito arriba en caso de aplicación del
método según la invención, cualquier geometría de superficies de
moldes y/o núcleos de fundición tratados con recubrimiento de moldes
pueda ser secada efectivamente, es decir, con pocos gastos en
energía y dentro de un tiempo corto.
Naturalmente corresponde también a la invención
que en más de una pared de limitación del recinto de secado estén
dispuestas cajas de toberas con toberas orientadas en dirección al
recinto de secado. En una configuración preferida de la invención
están dispuestas unas cajas de toberas en dos paredes de limitación
opuesta la una a la otra, del recinto de secado.
En una configuración especialmente preferida de
la invención está dispuesta una caja de tobera como superficie de
fondo del recinto de secado. Los medios para el posicionado de las
superficies de moldes y/o núcleos de fundición tratadas con
recubrimiento de moldes en esta configuración preferida de la
invención pueden ser rejas dispuestas sobre el fondo. Las rejas
están dispuestas entonces a una distancia de aprox. 300 mm sobre la
pared de caja de tobera formada como superficie de fondo.
\newpage
La invención así como ventajas importantes de la
invención deben ser explicadas en un siguiente ejemplo de
realización. Los dibujos correspondientes muestran en este caso
en
Figura 1: un molde de fundición de gran volumen
posicionado en un recinto de secado representado esquemáticamente
con una caja de tobera dispuesta en una pared lateral igualmente
representada esquemáticamente, en
Figura 2: el esquema de la disposición de
toberas en la pared lateral opuesta al recinto de secado de la caja
de tobera según la figura 1 y en
Figura 3: un esquema de una disposición regular
de toberas en la pared lateral opuesta al recinto de secado de una
caja de tobera.
Figura 1 muestra un molde de fundición 2
incorporado en una caja de molde de fundición 1 cerrada en 5 lados.
El molde de fundición 2 está realizado como molde de arena. La
superficie de molde de fundición presenta unos desniveles de hasta
1450 mm respecto al lado abierto de la caja de moldeo de fundición
1. Sobre la superficie de la superficie de molde de fundición se
aplicó en un grosor de capa entre 200 \mum y 500 \mum de un
recubrimiento de moldes con un disolvente a base de agua. La caja de
moldeo de fundición 1 con el molde de fundición 2 introducido en esa
se encuentra en un recinto de secado 3 cerrado de cada lado, en cuya
una pared lateral 4 está dispuesta una caja de tobera 5. La caja de
tobera 5 posee la forma básica de un paralelepípedo. En la pared
lateral 6 de la caja de tobera 5 opuesta al recinto de secado 3
están dispuestas a una distancia de entre 350 mm y 600 mm al mismo
nivel unas toberas de libre desviación 7 con una superficie de
sección transversal para la salida de gas de secado de aprox. 2350
mm^{2}. En total, por cada m^{2} de superficie de pared lateral
están dispuestas entre 7 y 11 toberas de libre desviación 7. Las
toberas de libre desviación 7 están orientadas de tal manera que su
chorro de gas de secado esté orientado aproximadamente
perpendicularmente a la pared lateral plana 6. En una pared lateral
adyacente a la pared lateral 6 de la caja de tobera 5, es decir un
ángulo de aprox. 90º a la pared lateral 6 de la caja de tobera 5, la
alimentación de gas de secado 8 está dispuesta en la caja de tobera
5 para la introducción del gas de secado. La alimentación de gas de
secado 8 está realizada como un tronco cónico que se está ampliando,
partiendo de una conexión 9 para la conducción de alimentación del
gas de secado, al tamaño total de la pared lateral de la caja de
tobera 5, en la cual está dispuesta la alimentación de gas de secado
8. La caja de tobera 5 por lo demás está realizada hueca, es decir
sin incorporaciones para la tubería de gas de secado.
La caja de moldeo de fundición 1 está
posicionada en el recinto de secado 3 con ayuda de medios de
posicionado 10 de tal manera que su lado no cerrado, en el que está
introducido el molde de fundición 2, se encuentra frente a la pared
lateral 6 de la caja de tobera 5. El lado no cerrado de la caja de
moldeo de fundición se encuentra a una distancia de aprox. 250 mm a
la pared lateral 6 de la caja de tobera 5. Con eso, la distancia
mínima desde la superficie de molde de fundición del molde de
fundición 2 hasta la pared lateral 6 dotada de toberas de libre
desviación 7 de la caja de tobera 5 es de 250 mm, la distancia
máxima es de 1600 mm.
Para el secado del recubrimiento aplicado sobre
la superficie de molde de fundición, aire calentado desde 70ºC hasta
80ºC es introducido como gas de secado en la caja de tobera. La
cantidad y velocidad de corriente del aire de secado introducida en
la caja de tobera 5 son proporcionados de manera que dentro de la
caja de tobera 5 fluya el aire de secado con una velocidad de
corriente de aprox. 5 m/seg \pm 8%. Esto da lugar a una velocidad
de salida del gas de secado de las toberas de libre desviación 7
entre 26 m/seg. y 29 m/seg.. Sobre áreas de la superficie del molde
de fundición situadas en paralelo y cerca de la pared lateral 6 de
la caja de tobera 5 incide el gas de secado como flujo de
rebotamiento, mientras que en las áreas de la superficie del molde
de fundición situadas en un ángulo considerable, es decir entre 45º
y 90º, es derramado el gas de secado según el principio de la placa
cargada.
En este caso, el flujo de rebotamiento no
provoca tampoco ningún soplado del recubrimiento de moldes en
principio aún mojado en zonas de superficie directamente opuestas a
toberas de libre desviación individuales y cantos del molde de
fundición 2. Tras un tiempo de aprox. 30 min., el recubrimiento de
moldes está completamente secado en todas las áreas de la superficie
del molde de fundición, de modo que el molde de fundición pueda ser
preparado para la fundición.
La figura 2 muestra la disposición de las
toberas de libre desviación 7 en la pared lateral 6 de la caja de
tobera 5 para el ejemplo comentado arriba según la figura 1.
La figura 3 muestra otra disposición regular de
toberas de libre desviación 7 en la pared lateral 6 de una caja de
tobera 5.
- 1
- Cajas de molde de fundición.
- 2
- Molde de fundición.
- 3
- Recinto de secado.
- 4
- Pared lateral del recinto de secado.
- 5
- Cajas de tobera.
- 6
- Pared lateral de la caja de tobera.
- 7
- Tobera, tobera de libre desviación.
- 8
- Alimentación de gas de secado.
- 9
- Conexión.
- 10
- Medios de posicionado.
Claims (1)
1. Método para el secado del recubrimiento de
moldes con un disolvente a base de agua en moldes y/o núcleos de
fundición, utilizando un dispositivo que presenta al menos un
recinto de secado así como un medio para el insuflado de gas de
secado en el recinto de secado, donde en al menos una pared de
limitación (4) del recinto de secado (3) está dispuesta una caja de
tobera (5) con una alimentación de gas (8) dispuesta lateralmente,
estando dispuestas en la pared lateral (6), de la caja de tobera
(5), opuesta al recinto de secado (3) a una distancia de entre 100
mm y 1500 mm, preferiblemente de entre 150 mm y 900 mm, unas toberas
(7) la una de la otra, con una superficie de sección transversal
para la salida de gas de secado de entre 2000 mm^{2} y 5000
mm^{2}, preferiblemente de entre 2300 mm^{2} y 3000 mm^{2} y
donde en el recinto de secado (3) están presentes unos medios de
posicionado (10), mediante los cuales la superficie de los moldes de
fundición (2) y/o del núcleo de molde de fundición, tratada con
recubrimiento de moldes, pueda ser posicionada a una distancia de
entre 150 mm y 1900 mm, preferiblemente de entre 300 mm y 1200 mm,
hacia la pared lateral (6) de la caja de tobera (5) opuesta al
recinto de secado (3), caracterizado por el hecho de que el
gas de secado de las toberas (7) sale con una velocidad de flujo de
entre 20 m/seg. y 30 m/seg., preferiblemente de entre 25 m/seg. y 29
m/seg., de que por cada tobera (7) se realiza un flujo de volumen en
gas de secado de entre 170 m^{3}/h y 260 m^{3}/h y que el gas de
secado posee una temperatura de entre 50ºC y 90ºC, preferiblemente
de entre 70ºC y 80ºC.
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- 2009-01-29 ES ES201050003A patent/ES2354790B2/es not_active Withdrawn - After Issue
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