ES2537435T3 - Nodular Casting Manufacturing Procedure - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de obtención de fundición gris nodular como colada en coquilla metálica en una y la misma instalación de fundición que produce fundición gris de grafito laminar ferrítica, la instalación consiste en: - al menos un horno fusor (20) - al menos un horno de mantenimiento (40) - al menos una cuchara de trasvase (30) para trasvasar la carga fundida del horno fusor (20) al horno de mantenimiento (40) - al menos una cuchara de distribución (50) para pasar las cargas de los hornos fusores a la cuchara de colada. - al menos una cuchara de colada (60) alimentada por la cuchara de distribución (50) - al menos un carrusel (80) con al menos una coquilla metálica (70) en la que se vacía el material de la cuchara de colada (60), caracterizado porque comprende las etapas de: a) alimentar una carga de fundición al horno fusor (20); en el que el contenido de carbono equivalente en el horno fusor es de 4,7 a 4,90; b) trasvasar, mediante una cuchara de trasvase (30), el material fundido del horno fusor (20) al horno de mantenimiento (40); c) verter el material del horno de mantenimiento en la cuchara de distribución (50) añadiendo en la misma un agente nodulizante y un inoculante; de modo que después del tratamiento con el inoculante y el agente nodulizante, el material fundido en la cuchara de distribución (50), tiene la siguiente composición: 3,60-3,80 % de C; 2,80-3,00 % de Si; 0,65-0,75 % de Mn, 0,008-0,013 % de S y 0,10-0,15 % de P. d) alimentar dicha al menos una cuchara de colada (60) con el material de la cuchara de distribución (50), en el que en la cuchara de colada (60) se añade una cantidad adicional de inoculante; e) colar el material de la cuchara de colada (60) en dicha al menos una coquilla metálica (70) por gravedad; y f) enfriar y desmoldear la pieza una vez solidificada.Procedure for obtaining nodular gray cast iron as a coquilla metal casting in one and the same foundry installation that produces ferritic laminar graphite gray cast iron, the installation consists of: - at least one melting furnace (20) - at least one maintenance furnace (40) - at least one transfer spoon (30) to transfer the molten load from the melting furnace (20) to the maintenance furnace (40) - at least one distribution spoon (50) to transfer the melting furnace loads to the pouring spoon. - at least one pouring spoon (60) fed by the distribution spoon (50) - at least one carousel (80) with at least one metal shell (70) in which the material of the pouring spoon (60) is emptied ), characterized in that it comprises the steps of: a) feeding a melt load to the melting furnace (20); wherein the equivalent carbon content in the melting furnace is 4.7 to 4.90; b) transfer, by means of a transfer spoon (30), the molten material of the melting furnace (20) to the maintenance furnace (40); c) pouring the material from the maintenance oven into the distribution spoon (50) by adding a nodulizing agent and an inoculant thereto; so that after treatment with the inoculant and the nodulizing agent, the molten material in the distribution spoon (50) has the following composition: 3.60-3.80% C; 2.80-3.00% Si; 0.65-0.75% Mn, 0.008-0.013% S and 0.10-0.15% P. d) feed said at least one pouring spoon (60) with the material of the distribution spoon (50), in which an additional amount of inoculant is added to the pouring spoon (60); e) casting the material of the pouring spoon (60) into said at least one metal shell (70) by gravity; and f) cool and unmold the piece once solidified.
Description
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10 10
15 fifteen
20 twenty
25 25
30 30
35 35
40 40
45 Four. Five
50 fifty
E10382002 E10382002
21-05-2015 05-21-2015
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Procedimiento de fabricación de fundición nodular Nodular Casting Manufacturing Procedure
Campo técnico de la invención Technical Field of the Invention
La invención parte del empleo de una instalación de fundición en coquilla metálica, con tratamiento térmico posterior de recocido, que produce fundición gris de grafito laminar ferrítica. The invention is based on the use of a metal shell foundry installation, with subsequent annealing heat treatment, which produces gray ferritic graphite cast iron.
El objeto de la presente invención es un procedimiento que permite obtener fundición gris nodular ferrítico-perlítica en estado bruto de colada en coquilla metálica (sin tratamiento térmico) en una y la misma instalación de fundición que produce fundición gris de grafito laminar ferrítica. The object of the present invention is a process that allows to obtain ferritic-perlitic gray nodular cast iron in a raw metal colada casting (without heat treatment) in one and the same smelting facility that produces ferritic lamellar graphite gray cast iron.
En una variante de realización se prevé la obtención en paralelo de fundición gris de grafito laminar y fundición gris nodular en coquilla metálica, partiendo de una carga común en el horno fusor. In a variant embodiment, parallel gray cast iron and nodular gray cast iron are obtained in parallel, starting from a common load in the melting furnace.
Antecedentes de la invención Background of the invention
Normalmente, las fundidoras son especialistas en fundición del tipo grafito laminar, o bien del tipo nodular. De esta manera, cuando por circunstancias, se les requiere producir las dos calidades de fundición es necesario separar tanto los materiales, así como los elementos de colada y de trasvase de material, entre otras modificaciones de la fundidora. Normally, smelters are specialists in cast iron lamellar type, or nodular type. In this way, when due to circumstances, they are required to produce the two casting qualities, it is necessary to separate both the materials, as well as the casting and material transfer elements, among other modifications of the smelter.
Desde otro punto de vista, por los riesgos de contaminación de unos materiales con los otros, es necesario realizar la fundición de un tipo de material antes que el otro y que los retornos (bebederos, mazarotas, piezas defectuosas, etc.) no se mezclen con el otro tipo de material, en palabras concretas, no es posible fundir los dos tipos de materiales a la vez o simultáneamente. Como consecuencia de todo ello, los parques de materia prima son extensos y requieren llevar controles muy rigurosos. From another point of view, due to the risks of contamination of some materials with the others, it is necessary to carry out the smelting of one type of material before the other and that the returns (drinking fountains, mazarotas, defective parts, etc.) do not mix With the other type of material, in concrete words, it is not possible to fuse the two types of materials at the same time or simultaneously. As a consequence of all this, the raw material parks are extensive and require very strict controls.
La patente de EE. UU. 2 855 336 da a conocer un procedimiento de obtención de un tubo de centrifugación en moldes de acero de fundición blanca (cementita), por lo tanto el tubo debería tratarse en un horno de recocido a fin de producir una estructura nodular en el producto. U.S. Patent UU. 2 855 336 discloses a method of obtaining a centrifuge tube in white cast steel (cementite) molds, therefore the tube should be treated in an annealing furnace in order to produce a nodular structure in the product.
La patente de EE. UU. 4 252 559 da a conocer el uso de un horno de arco eléctrico a fin de obtener una fundición base. El contenido de carbono de la fundición se puede llevar hasta el valor deseado añadiendo agentes cementantes en el horno. En este sentido, es importante mencionar que el objetivo principal de la fundidora es obtener productos de fundición; este documento de la técnica anterior solo realiza mejoras en solo un equipo de la fundidora. No se da a conocer el problema de la producción de ambas calidades de fundición usando los mismos equipos de una fundidora. U.S. Patent UU. 4 252 559 discloses the use of an electric arc furnace in order to obtain a base foundry. The carbon content of the foundry can be brought to the desired value by adding cementing agents in the oven. In this sense, it is important to mention that the main objective of the smelter is to obtain smelting products; This prior art document only makes improvements to only one equipment of the smelter. The problem of the production of both casting qualities using the same equipment of a smelter is not disclosed.
La patente de GB 1 527 054 da a conocer un sistema de tratamiento automático en el que la inoculación se lleva a cabo con Fe-Si-Mg e inoculantes en el material fundido a fin de obtener una fundición nodular, la inoculación se lleva a cabo a temperaturas de 1380 ºC a 1430 ºC. La etapa de inoculación se realiza durante el vertido y no por la adición de inoculantes en la cuchara. GB 1 527 054 discloses an automatic treatment system in which the inoculation is carried out with Fe-Si-Mg and inoculants in the molten material in order to obtain a nodular cast iron, the inoculation is carried out at temperatures of 1380 ° C to 1430 ° C. The inoculation stage is performed during pouring and not by the addition of inoculants in the spoon.
El procedimiento de fundición nodular actualmente más común y utilizado, es el denominado disamatic ®, en el que se usan moldes de arena en verde sin cajas metálicas, y el moldeado se lleva a cabo a alta presión. Hay otros como los de moldeo con fraguado químico, pero para la industria de la automoción y más concretamente para fabricar diversos componentes de los sistemas de freno de vehículos, se emplea preferentemente el sistema disamatic ®. The most common and used nodular cast iron process is the so-called disamatic ®, in which green sand molds without metal boxes are used, and the molding is carried out at high pressure. There are others such as molding with chemical setting, but for the automotive industry and more specifically to manufacture various components of vehicle brake systems, the disamatic ® system is preferably used.
Este procedimiento de fundición nodular produce piezas de muy buena calidad para muchos sectores de la industria en general y particularmente para el sector de automoción, por ejemplo, la fundición nodular permite obtener piezas para frenos de disco (actuadores) cuyos componentes son pinzas y horquillas. Asimismo, las piezas de frenos como los mandos (cilindros maestros, cilindros de rueda, compensadores y mandos de embrague) siempre se han fundido en coquilla metálica principalmente. This nodular casting process produces very good quality parts for many sectors of the industry in general and particularly for the automotive sector, for example, the nodular cast iron allows to obtain parts for disc brakes (actuators) whose components are calipers and forks. Likewise, brake parts such as controls (master cylinders, wheel cylinders, compensators and clutch controls) have always been cast mainly in a metal shell.
Las piezas de fundición para los sistemas de frenado y, por tanto, de seguridad necesitan tener una serie de características que deben cumplir para dar las garantías que exigen los fabricantes de automóviles y que van desde el servicio, calidad y precio hasta la rapidez en el desarrollo de nuevos productos a los menores costos. Evidentemente, los fabricantes de frenos exigen lo mismo a las fundidoras que fabrican estas piezas. The castings for the braking and, therefore, safety systems need to have a series of characteristics that must be met to give the guarantees demanded by the automobile manufacturers and that range from service, quality and price to the speed in the Development of new products at the lowest costs. Obviously, brake manufacturers demand the same from the smelters that manufacture these parts.
Las principales características en las piezas que los fabricantes de frenos exigen a las fundidoras, además de las características mecánicas, como resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento, dureza, resiliencia y tipo de estructura, son: las piezas deben ser de fácil mecanización, tener un buen acabado superficial de mecanizado, menor desgaste de las herramientas al mecanizar, el material deber ser muy compacto y tener muy buena The main characteristics in the parts that the brake manufacturers demand from the smelters, in addition to the mechanical characteristics, such as tensile strength, elastic limit, elongation, hardness, resilience and type of structure, are: the parts must be easily machined , have a good surface finish of machining, less wear of the tools when machining, the material must be very compact and have very good
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estanqueidad, estabilidad dimensional antes y después del mecanizado, las piezas deben tener una alta capacidad de evacuación térmica, y el material a mecanizar deber ser la cantidad mínima debido a tolerancias reducidas. tightness, dimensional stability before and after machining, the parts must have a high thermal evacuation capacity, and the material to be machined must be the minimum quantity due to reduced tolerances.
Por lo que respecta al procedimiento de fundición, los fabricantes de frenos requieren: que tenga una buena calidad interna controlando el procedimiento por variables, que tenga una alta productividad, sin stocks intermedios, que el lead time sea el menor posible, que los costos sean muy competitivos y que el lanzamiento de nuevos productos sea muy rápido. With regard to the casting procedure, brake manufacturers require: that it has a good internal quality controlling the procedure by variables, that it has high productivity, without intermediate stocks, that lead time is the lowest possible, that costs be very competitive and that the launch of new products is very fast.
Las fundidoras especializadas en producir fundición gris de grafito laminar en coquilla metálica ven cada vez más limitado su campo en sectores industriales como el de automoción y eólico, donde se requieren piezas de ambas calidades es decir, de calidad de fundición gris de grafito laminar y de fundición gris nodular. Es por ello que el titular de la presente solicitud, conocedor del problema y con una amplia experiencia en el campo de la fundición, aplica el conocimiento, la investigación y la innovación para desarrollar un procedimiento que permite utilizar sin necesidad de cambios estructurales, ampliaciones y/o adaptaciones, una instalación convencional de fundición gris de grafito laminar en coquilla metálica para obtener también fundición gris nodular e incluso ambas calidades en paralelo. The smelters specialized in producing gray lamellar graphite cast iron in metallic coquilla are increasingly limited in their field in industrial sectors such as automotive and wind, where parts of both qualities are required, that is, quality of gray smelting of laminar graphite and gray nodular cast iron. That is why the owner of the present application, aware of the problem and with extensive experience in the field of foundry, applies knowledge, research and innovation to develop a procedure that allows use without the need for structural changes, extensions and / or adaptations, a conventional installation of gray cast iron lamellar graphite in metal shell to also obtain nodular gray cast iron and even both qualities in parallel.
Una instalación de fundición gris de grafito laminar en coquilla metálica cuenta, al menos, con un horno fusor, y su correspondiente cargador; al menos un horno de mantenimiento; una cuchara de trasvase para trasvasar la carga fundida del horno fusor al horno de mantenimiento; una cuchara de distribución para alimentar la cuchara de colada; un carrusel con una pluralidad de moldes metálicos (coquillas) en los que se cuela el caldo; cintas de alimentación y de clasificación y un horno de tratamiento térmico de recocido. A gray cast iron lamellar installation in a metal shell has at least one melting furnace and its corresponding magazine; at least one maintenance oven; a transfer spoon to transfer the molten load from the melting furnace to the maintenance furnace; a distribution spoon to feed the pouring spoon; a carousel with a plurality of metal molds (coquillas) in which the broth is cast; feeding and sorting tapes and an annealing heat treatment oven.
El procedimiento de producción de fundición gris de grafito laminar en coquilla metálica, cuando solamente se produce este tipo de calidad, es el siguiente: The production process of gray cast iron lamellar graphite in metal shell, when only this type of quality is produced, is as follows:
Un cargador alimenta la carga, metálica y no metálica al horno fusor y cuando el metal está fundido, con un contenido de carbón equivalente de 4,40 a 4,60 %, se trasvasa, mediante la cuchara de trasvase, al horno de mantenimiento. A loader feeds the load, metallic and non-metallic, to the melting furnace and when the metal is molten, with an equivalent carbon content of 4.40 to 4.60%, it is transferred, by means of the transfer spoon, to the maintenance furnace.
En el horno de mantenimiento se afina la composición y la temperatura. Del horno de mantenimiento se pasa la carga fundida a la cuchara de distribución y de esta a la cuchara de colada. In the maintenance oven the composition and temperature are refined. From the maintenance furnace the molten load is passed to the distribution spoon and from this to the pouring spoon.
La cuchara de colada cuela la fundición en los moldes y cuando las piezas de han solidificado se desmoldean. The pouring spoon sneaks the foundry into the molds and when the pieces have solidified they are demoulded.
Las piezas desmoldeadas se transportan al horno de tratamiento térmico y de este a las diferentes fases del procedimiento de clasificación, control unitario y acabado. The demoulded parts are transported to the heat treatment furnace and from this to the different phases of the classification, unit control and finishing procedure.
Objeto de la invención Object of the invention
La invención que constituye el objeto de la presente solicitud se basa en una instalación convencional, como la descrita anteriormente. The invention that is the subject of the present application is based on a conventional installation, as described above.
Descripción de la invención Description of the invention
El procedimiento objeto de la presente solicitud, es decir, el procedimiento para obtener fundición gris nodular en estado bruto de colada en coquilla metálica, comprende las siguientes etapas: The process object of the present application, that is to say, the procedure for obtaining nodular gray cast iron in the raw state of casting in a metal shell, comprises the following steps:
Alimentar el horno fusor con una carga metálica y no metálica, para obtener un contenido de carbono equivalente de 4,70 a 4,90 y trasvasar, mediante la cuchara de trasvase, la carga al horno de mantenimiento. Feed the melting furnace with a metallic and non-metallic load, to obtain an equivalent carbon content of 4.70 to 4.90 and transfer, through the transfer spoon, the load to the maintenance furnace.
En el horno de mantenimiento, la base de metal está completamente afinada en cuanto a composición y temperatura. Cuando el metal base está correcto, se trata con Fe-Si-Mg e inoculante en la propia cuchara de distribución y después se añade una cantidad adicional de inoculante en el chorro de colada en la cuchara de colada. In the maintenance furnace, the metal base is fully tuned in terms of composition and temperature. When the base metal is correct, it is treated with Fe-Si-Mg and inoculant in the distribution spoon itself and then an additional amount of inoculant is added to the pouring jet in the pouring spoon.
El Fe-Si-Mg es el nodulizante y se añade del 7 a 10 % en peso de la carga a tratar. El inoculante que se añade junto con el Fe-Si-Mg es para disminuir la formación de carburos metálicos (cementita) de este y aumentar el poder de nucleación (nodularización) en el momento del tratamiento. La cantidad de inoculante que se añade en la cuchara de distribución es de 0,15 a 0,22 % del peso de la carga. Fe-Si-Mg is the nodulizer and 7 to 10% by weight of the load to be treated is added. The inoculant that is added together with Fe-Si-Mg is to decrease the formation of metal carbides (cementite) of this and increase the power of nucleation (nodularization) at the time of treatment. The amount of inoculant that is added to the distribution spoon is 0.15 to 0.22% of the weight of the load.
El inoculante que se añade en el chorro de colada en la cuchara de colada es para reforzar la no precipitación de cementita debido a la rápida solidificación del metal en la coquilla. Esta adición de inoculante en el chorro de colada, en la cuchara de colada, es del 0,07 al 0,15 %. The inoculant that is added in the pouring jet in the pouring spoon is to reinforce the non-precipitation of cementite due to the rapid solidification of the metal in the shell. This addition of inoculant in the pouring jet, in the pouring spoon, is 0.07 to 0.15%.
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De la cuchara de colada se cuela a los moldes metálicos y cuando las piezas han solidificado se desmoldean y pasan a contenedores para, cuando estén frías, limpiarlas, clasificarlas, efectuar los controles unitarios y realizar las operaciones de acabado. From the pouring spoon, the metal molds are cast and when the pieces have solidified they are demoulded and passed into containers to, when they are cold, clean them, classify them, carry out the unit controls and perform the finishing operations.
En algunos casos, las piezas con características muy especiales se pasan por el horno de tratamiento térmico (ferritización) para mejorar sus valores de resistencia y alargamiento. Además, el tratamiento térmico posterior da una característica muy especial a las piezas producidas en coquilla metálica en cuanto a la absorción de ruidos producidos por el roce o contacto con otras piezas (vibraciones por rozamiento). In some cases, parts with very special characteristics are passed through the heat treatment furnace (ferritization) to improve their resistance and elongation values. In addition, the subsequent heat treatment gives a very special characteristic to the pieces produced in metal shell in terms of the absorption of noise produced by friction or contact with other parts (friction vibrations).
Una variante de la invención proporciona un procedimiento que permite obtener en paralelo fundición gris nodular y fundición de grafito laminar en coquilla metálica, para lo que inicialmente se alimenta una carga metálica y no metálica a un horno fusor. A variant of the invention provides a method that allows to obtain in parallel nodular gray cast iron and cast iron lamellar graphite, for which initially a metallic and non-metallic load is fed to a melting furnace.
Del horno fusor se trasvasa el material del fundido debido al rozamiento. The melt material is transferred from the melting furnace due to friction.
Una variante de la invención proporciona un procedimiento que permite obtener en paralelo fundición gris nodular y fundición de grafito laminar en coquilla metálica, para lo que inicialmente se alimenta una carga metálica y no metálica a un horno fusor. A variant of the invention provides a method that allows to obtain in parallel nodular gray cast iron and cast iron lamellar graphite, for which initially a metallic and non-metallic load is fed to a melting furnace.
Del horno fusor se trasvasa, mediante una cuchara de trasvase, el material del horno fusor tanto a un primer horno de mantenimiento (para la fundición de grafito laminar) y a un segundo horno de mantenimiento (para la fundición nodular). From the melting furnace, the material from the melting furnace is transferred to both a first maintenance furnace (for the lamellar graphite casting) and a second maintenance furnace (for the nodular smelting).
Ahora bien, en caso de producir fundición de grafito laminar, en la cuchara de trasvase se añade FeP y FeMn y el material se vierte hacia el primer horno de mantenimiento. However, in case of producing lamellar graphite smelting, FeP and FeMn are added to the transfer spoon and the material is poured into the first maintenance furnace.
Y en caso de producir fundición nodular, en la cuchara de trasvase se añade grafito, FeSi y FeMn y el material se vierte hacia el segundo horno de mantenimiento. And in case of producing nodular cast iron, graphite, FeSi and FeMn are added to the transfer spoon and the material is poured into the second maintenance furnace.
Posteriormente, desde el primer horno de mantenimiento y del segundo horno de mantenimiento, el material se vierte a al menos una cuchara de distribución; en la que, en caso de producir fundición nodular se añade en la cuchara de distribución un nodulizante y un inoculante. Y para el caso de fundición de grafito laminar no se añade componente alguno. Subsequently, from the first maintenance oven and the second maintenance oven, the material is poured into at least one distribution spoon; in which, in case of producing nodular cast iron, a nodulizer and an inoculant are added to the distribution spoon. And in the case of lamellar graphite casting, no component is added.
Desde la cuchara de distribución, el material se alimenta a al menos una cuchara de colada, en la que en caso de producir fundición nodular se añade una cantidad adicional de inoculante en la cuchara de colada. Para el caso de fundición de grafito laminar no se añade componente alguno. From the distribution spoon, the material is fed to at least one pouring spoon, in which in case of producing nodular cast iron an additional amount of inoculant is added to the pouring spoon. In the case of lamellar graphite casting, no component is added.
Finalmente, el material de la cuchara de colada se vierte en al menos un molde metálico. Finally, the material of the pouring spoon is poured into at least one metal mold.
Para el procedimiento de obtención simultánea de fundición de grafito laminar y nodular, el contenido de carbono equivalente en el horno fusor es de 4,4 a 4,60, a fin de permitir producir ambos tipos de fundiciones. For the process of obtaining simultaneous lamellar and nodular graphite smelting, the equivalent carbon content in the melting furnace is 4.4 to 4.60, in order to allow both types of smelters to be produced.
En una realización adicional, tras añadir el grafito, el FeSi y FeMn en la cuchara de trasvase para la fundición nodular, se obtiene un material fundido con la siguiente composición: In a further embodiment, after adding graphite, FeSi and FeMn in the transfer spoon for nodular smelting, a molten material with the following composition is obtained:
3,90-4,00 % de C; 3.90-4.00% C;
2,60-2,80 % de Si; 2.60-2.80% Si;
0,65-0,70 % de Mn; 0.65-0.70% Mn;
0,010-0,015 % de S y 0.010-0.015% of S and
0,10-0,15 % de P. 0.10-0.15% of P.
Asimismo, para la fundición de grafito laminar, tras añadir el FeP y el FeMn, se obtiene un material fundido con la siguiente composición: Likewise, for the casting of laminar graphite, after adding FeP and FeMn, a molten material with the following composition is obtained:
3,57-3,62 % de C; 3.57-3.62% C;
2,40-2,50 % de Si; 2.40-2.50% Si;
0,60-0,70 % de Mn; 0.60-0.70% of Mn;
0,010-0,015 % de S y 0.010-0.015% of S and
0,30-0,35 % de P. 0.30-0.35% of P.
En la variante de procedimiento para la obtención de los dos tipos de fundiciones, al objeto de evitar tiempos muertos y optimizar el flujo de materiales, es preferible trabajar con dos hornos de mantenimiento y dos carruseles de moldes metálicos. El horno fusor puede ser el mismo pero es más operativo emplear uno de los hornos fusores para el flujo de materiales de la fundición gris de grafito laminar y un segundo horno de mantenimiento para el flujo de materiales de la fundición gris nodular. In the process variant for obtaining the two types of foundries, in order to avoid downtime and optimize the flow of materials, it is preferable to work with two maintenance furnaces and two metal mold carousels. The melting furnace may be the same but it is more operative to use one of the melting furnaces for the flow of materials from the gray cast iron graphite and a second maintenance furnace for the flow of materials from the gray nodular cast iron.
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Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con ciertas realizaciones prácticas preferentes de la misma, se acompaña como parte integrante de la presente descripción, un juego de dibujos, en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to certain preferred practical embodiments thereof, a set of drawings is attached as an integral part of the present description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
La figura 1 representa esquemáticamente una instalación de tipo convencional para la producción de fundición de grafito laminar, en la que se ha señalado mediante flechas el flujo de materiales. La figura 2 representa el mismo esquema de la figura anterior, en el que se ha señalado con flechas el flujo de materiales y con un círculo los puntos en los que se añaden los aditivos (nodulizante e inoculante). La figura 3 representa el mismo esquema anterior en el que se ha señalado con flecha continua el flujo de materiales para la fundición nodular y, con flecha discontinua, el flujo de materiales para la fundición de grafito laminar, y con un circulo lo puntos donde añaden los aditivos. Figure 1 schematically represents an installation of conventional type for the production of lamellar graphite smelting, in which the flow of materials has been indicated by arrows. Figure 2 represents the same scheme as in the previous figure, in which the flow of materials has been indicated with arrows and with a circle the points where additives are added (nodulizer and inoculant). Figure 3 represents the same previous scheme in which the flow of materials for the nodular cast iron has been indicated with a continuous arrow and, with a broken arrow, the flow of materials for the lamellar graphite casting, and with a circle the points where they add additives
Descripción detallada de las realizaciones preferentes de la invención Detailed description of the preferred embodiments of the invention
Tal como se ha mencionado, en la presente invención, se provee un procedimiento de producción de fundición nodular utilizando una instalación de la técnica anterior que tradicionalmente se destina para fundición de grafito laminar, que se describe a continuación. As mentioned, in the present invention, a nodular cast iron production process is provided using a prior art facility that is traditionally intended for lamellar graphite casting, which is described below.
Fundición de grafito laminar Foundry Graphite Foundry
Para contextualizar lo anterior, se hace referencia a la figura 1 que muestra una instalación de fundición tradicional 10 compuesta por un horno fusor 20 donde se funde una carga de fundición introducida por una cinta de alimentación 11. En esta instalación 10 también existe una cuchara de trasvase 30 que recibe el material del horno fusor 20. Otra parte de esta instalación es un horno de mantenimiento 40 que es alimentado por la cuchara de trasvase 30. En la instalación 10, una cuchara de distribución 50 recibe el material del horno de mantenimiento 40 y lo alimenta a al menos una cuchara de colada 60; desde la cual el material fundido se vacía en al menos un molde metálico 70 montado en un carrusel 80. To contextualize the above, reference is made to Figure 1 which shows a traditional smelting installation 10 composed of a melting furnace 20 where a smelting charge introduced by a feeding belt 11 is melted. In this installation 10 there is also a bucket of transfer 30 that receives the material from the melting furnace 20. Another part of this installation is a maintenance oven 40 which is fed by the transfer spoon 30. In installation 10, a distribution spoon 50 receives the material from the maintenance oven 40 and feeds it to at least one pouring spoon 60; from which the molten material is emptied into at least one metal mold 70 mounted on a carousel 80.
Una vez que las piezas han solidificado, se desmoldan y se transportan mediante una cinta de trasportadora 12 y una cinta de clasificación 13 hacia un horno de tratamiento térmico 90 y de este a las diferentes fases del procedimiento de clasificación, control unitario y acabado. Los retornos se recuperan en la salida 95. Once the pieces have solidified, they are demoulded and transported by means of a conveyor belt 12 and a sorting tape 13 towards a heat treatment furnace 90 and from this to the different phases of the classification, unit control and finishing process. Returns are recovered at exit 95.
Mas particularmente, para realizar la fundición de grafito laminar se alimenta la carga de fundición (metálica y no metálica) al horno fusor 20, cuando el metal está fundido, y se ha logrado un contenido de carbono equivalente “Ce” de 4,40 a 4,60, el material fundido se trasvasa, mediante la cuchara de trasvase 30, al horno de mantenimiento 40 y ahí se afina la composición y la temperatura del material fundido en caso de haber alguna desviación. More particularly, to carry out the lamellar graphite casting, the smelting charge (metallic and non-metallic) is fed to the melting furnace 20, when the metal is molten, and an equivalent "Ce" carbon content of 4.40 a has been achieved. 4.60, the molten material is transferred, by means of the transfer spoon 30, to the maintenance furnace 40 and there the tuning of the composition and the temperature of the molten material in case there is any deviation.
En un ejemplo típico de este tipo de fundición de grafito laminar, la carga de fundición comprende como materiales metálicos: lingote de hierro, chatarras de primera calidad, retornos propios, grafito, FeSi, FeP y FeMn, logrando una composición de: In a typical example of this type of lamellar graphite smelting, the foundry load comprises as metal materials: iron ingot, first quality scrap, own returns, graphite, FeSi, FeP and FeMn, achieving a composition of:
3,57-3.62 % de C; 3.57-3.62% of C;
2,40-2,50 % de Si; 2.40-2.50% Si;
0,60-0,70 % de Mn: 0.60-0.70% of Mn:
0,010-0,015 % de S y 0.010-0.015% of S and
0,30-0,35 % de P. 0.30-0.35% of P.
Por su parte, cuando el material fundido llega al horno de mantenimiento 40 su composición es la misma que aquella presente en el horno fusor 20, con algunos pequeños ajustes si hay desviación. Asimismo, en la cuchara de distribución 50 y cuchara de colada 60, también existe la misma composición que la del horno de mantenimiento 40. On the other hand, when the molten material reaches the maintenance furnace 40 its composition is the same as that present in the melting furnace 20, with some minor adjustments if there is deviation. Also, in the distribution spoon 50 and pouring spoon 60, there is also the same composition as that of the maintenance oven 40.
Una vez descrita esta instalación, se ha concebido la manera en la que se usa con ayuda de la figura 2. Once this installation has been described, the way in which it is used with the help of Figure 2 has been conceived.
En el procedimiento, se alimenta mediante una cinta transportadora 11 una carga de fundición a un horno fusor 20; luego esta carga de fundición se trasvasa, mediante una cuchara de trasvase 30, a un horno de mantenimiento 40. In the process, a smelting charge is fed to a melting furnace 20 by a conveyor belt 11; then this foundry load is transferred, by means of a transfer spoon 30, to a maintenance oven 40.
Del horno de mantenimiento 40, el material fundido se vierte en una cuchara de distribución 50, añadiendo en la misma un nodulizante y un inoculante. En la figura 2 se marca mediante un círculo con línea discontinua la cuchara de distribución 50 para indicar que es ahí donde se realiza la adición del nodulizante y del inoculante estableciendo una gran diferencia con la técnica anterior. From the maintenance oven 40, the molten material is poured into a distribution spoon 50, adding in it a nodulizer and an inoculant. In figure 2 the distribution spoon 50 is marked by a circle with a broken line to indicate that it is there where the addition of the nodulizer and the inoculant is made, establishing a great difference with the prior art.
La cuchara de distribución 50 alimenta el material fundido a al menos una cuchara de colada 60, en la cual se añade una cantidad adicional de inoculante; y, finalmente, el material fundido se cuela desde la cuchara de colada 60 en The distribution spoon 50 feeds the molten material to at least one pouring spoon 60, in which an additional amount of inoculant is added; and finally, the molten material is cast from the pouring spoon 60 in
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moldes metálicos 70 montados en un carrusel. De nuevo, se utiliza un círculo con línea discontinua para señalizar que en la cuchara de colada 60 se añade una cantidad adicional de inoculante. 70 metal molds mounted on a carousel. Again, a circle with a broken line is used to indicate that an additional amount of inoculant is added to the pouring spoon 60.
En una realización preferente de este procedimiento, se prefiere que el contenido de carbono equivalente en el horno fusor 20 sea de 4,7 a 4,90 para poder obtener la fundición nodular en la instalación 10. In a preferred embodiment of this process, it is preferred that the equivalent carbon content in the melting furnace 20 be 4.7 to 4.90 in order to obtain the nodular cast iron in the installation 10.
La carga de fundición utilizada para este procedimiento comprende: lingote de hierro, chatarras de primera calidad, retornos propios, grafito, FeSi y FeMn. En el horno de mantenimiento 40 este material fundido se acaba afina completamente, en cuanto a composición y temperatura. The foundry load used for this procedure includes: iron ingot, first quality scrap, own returns, graphite, FeSi and FeMn. In the maintenance oven 40, this molten material is completely refined, in terms of composition and temperature.
Cuando el material fundido tiene composición y temperatura correctas se trata con el nodulizante y el inoculante en la cuchara de distribución 50. El nodulizante utilizando es preferiblemente Fe-Si-Mg y se añade en un porcentaje del 7 al 10 % con respecto al material fundido a tratar. El inoculante que se añade junto con el nodulizante es para reducir el poder de formación y precipitación de carburos metálicos (cementita) debido a la rápida solidificación del metal en la coquilla y aumentar el poder de nucleación (nodulación) en el momento del tratamiento. El inoculante empleado preferiblemente es del tipo Germalloy con una composición de 71,50 % de Si, 0,88 % de Ca y 3,78 % de Al y se añade en un porcentaje del 0,15 al 0,22 con respecto al material fundido a tratar. When the molten material has correct composition and temperature it is treated with the nodulizer and the inoculant in the distribution spoon 50. The nodulizer used is preferably Fe-Si-Mg and is added in a percentage of 7 to 10% with respect to the molten material to treat The inoculant that is added together with the nodulizer is to reduce the formation and precipitation power of metal carbides (cementite) due to the rapid solidification of the metal in the shell and increase the nucleation power (nodulation) at the time of treatment. The inoculant preferably used is of the Germalloy type with a composition of 71.50% Si, 0.88% Ca and 3.78% Al and is added in a percentage of 0.15 to 0.22 with respect to the material cast to treat.
En la cuchara de distribución 50, después del tratamiento con el nodulizante y el inoculante en el material fundido a tratar, se produce una reacción oxidante y a la vez un aumento del Si debido al contenido de FeSi en la aleación. In the distribution spoon 50, after treatment with the nodulizer and the inoculant in the molten material to be treated, an oxidizing reaction occurs and at the same time an increase in Si due to the FeSi content in the alloy.
En la cuchara de distribución 50, después del tratamiento con el nodulizante y el inoculante, se produce una reacción oxidante y a la vez un aumento del Si debido al contenido de FeSi en la aleación. In the distribution spoon 50, after treatment with the nodulizer and the inoculant, an oxidizing reaction occurs and at the same time an increase in Si due to the FeSi content in the alloy.
Después del tratamiento con el nodulizante y el inoculante, el material fundido tiene la siguiente composición en la cuchara de distribución 50: After treatment with the nodulizer and inoculant, the molten material has the following composition in the distribution spoon 50:
3,60-3,80 % de C; 3.60-3.80% C;
2,80-3,00 % de Si; 2.80-3.00% Si;
0,65-0,75 % de Mn, 0.65-0.75% of Mn,
0,008-0,013 % de S; y, 0.008-0.013% of S; Y,
0,10-0,15 % de P. 0.10-0.15% of P.
La composición del material fundido en la cuchara de distribución 50 también contiene Mg residual, Ti y Cu. The composition of the molten material in the distribution spoon 50 also contains residual Mg, Ti and Cu.
Como se ha mencionado, en la cuchara de colada 60 se añade un inoculante que es preferiblemente del tipo SMW con la siguiente composición 62,80 % de Si; 2,35 % de Ca; 0,97 % de Al; 0,81 % de Bi y 0,99 % de TR. As mentioned, an inoculant that is preferably of the SMW type with the following composition 62.80% Si is added to the pouring spoon 60; 2.35% Ca; 0.97% of Al; 0.81% of Bi and 0.99% of TR.
El inoculante que se añade en el chorro de colada de cuchara de colada es para reforzar la no precipitación de cementita debido a la rápida solidificación del metal en la coquilla. Esta adición de inoculante en vena se realiza en una proporción del 0,07 al 0,15 % en peso de la carga tratada The inoculant that is added to the pouring ladle is to reinforce the non-precipitation of cementite due to the rapid solidification of the metal in the shell. This addition of vein inoculant is performed in a proportion of 0.07 to 0.15% by weight of the treated load
Como se observa en la figura 3, los moldes 70 se encuentran montados en un carrusel 80, de modo que en el momento en que las piezas han solidificado se desmolden y pasen a contenedores y cuando enfrían las piezas, se procede a limpiarlas, clasificarlas, controlarlas unitariamente y realizar las operaciones de acabado. As can be seen in Figure 3, the molds 70 are mounted on a carousel 80, so that at the moment when the pieces have solidified they are demoulded and passed into containers and when the pieces are cooled, they are cleaned, sorted, control them together and perform the finishing operations.
Como se observa, en el procedimiento de la presente invención se caracteriza por la manera en la cual se obtiene fundición gris nodular ferrítico-perlítica en estado bruto de colada (sin tratamiento térmico), utilizando la misma instalación con la que se produce la fundición gris de grafito laminar ferrifica con tratamiento térmico posterior de recocido. As can be seen, in the process of the present invention it is characterized by the way in which ferritic-perlitic nodular gray cast iron is obtained in the raw casting state (without heat treatment), using the same installation with which the gray cast iron is produced made of ferritic laminar graphite with subsequent annealing heat treatment.
En una realización del procedimiento, cuando se requieren de piezas con características muy especiales, las piezas se pasan por el horno de tratamiento 90 (ferretización) para mejorar los valores de resistencia y alargamiento. In one embodiment of the process, when parts with very special characteristics are required, the pieces are passed through the treatment oven 90 (ferretization) to improve the strength and elongation values.
Es muy importante mencionar que la fundición nodular en molde metálico permite que las piezas producidas tengan ventajas con respecto a las realizadas conforme a la técnica anterior (arena en verde tipo disamatic, resina furánica It is very important to mention that the nodular cast iron in metal mold allows the pieces produced to have advantages over those made according to the prior art (sand in green type disamatic, furanic resin
o fraguado químico del molde, cerámica, arena prerrevestida, etc.), entre dichas ventajas se pueden mencionar las siguientes: or chemical setting of the mold, ceramics, precoated sand, etc.), among these advantages the following can be mentioned:
Mejor mecanización gracias a los nódulos de grafito mucho más finos y mejor distribuidos que hacen disminuir Better mechanization thanks to the much finer and better distributed graphite nodules that decrease
los esfuerzos de corte y esto se pone mucho mas de manifiesto cuando es tratado. La fineza y distribución de los nódulos de grafito tienen también otra ventaja sobre la calidad del estado the cutting efforts and this becomes much more evident when it is treated. The fineness and distribution of graphite nodules also have another advantage over state quality
superficial de acabado en mecanizado: tales como: fresado, escariado, rectificado, bruñido, laminado, taladrado Surface finishing machining: such as: milling, reaming, grinding, burnishing, rolling, drilling
y roscado. and threaded.
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Su calidad de acabado superficial permite, a menudo, la eliminación de una operación de laminado obligatoria Its surface finish quality often allows the elimination of a mandatory rolling operation
en otro tipo de fundición. Permite trabajar a mayores velocidades de corte y el desgaste de herramientas es mucho menor, por lo que se in another type of foundry. It allows working at higher cutting speeds and the wear of tools is much lower, so
reducen los tiempos de mecanizado y las paradas por cambio de herramientas, lo que permite incrementos de reduce machining times and downtime due to tool changes, allowing increases in
productividad importantes (en algunos casos se puede llegar a aumentos de productividad del 50 %). Mayor estanqueidad ya que su composición hipereutectica provoca una expansión granítica durante la significant productivity (in some cases you can reach productivity increases of 50%). Increased tightness since its hypereutectic composition causes a granite expansion during
solidificación que, debido a la rigidez del molde, solo permite hacerlo hacia el interior, lo que provoca una solidification that, due to the rigidity of the mold, only allows it to be made inwards, which causes a
fundición más compacta. La fineza de los nódulos de grafito disminuye el efecto de entallas mejorando así la more compact casting. The fineness of the graphite nodules decreases the effect of notches thus improving the
resistencia a la presión y también a la fatiga. Además el molde metálico permite una reproducibilidad mucho mayor. resistance to pressure and fatigue. In addition the metal mold allows a much greater reproducibility.
Otras propiedades también muy importantes que se obtienen mediante la fundición en coquilla metálica son: la capacidad de evacuación térmica gracias a la estructura granítica fina y bien distribuida, la reducción de las tolerancias dimensionales debido a la resistencia del molde metálico durante la solidificación, la posibilidad de reducción de creces o sobre espesores para mecanizado debido a su alta estabilidad y reproducibilidad de los moldes, así como la capacidad de producir pequeñas piezas. Other also very important properties that are obtained by melting in a metal shell are: the thermal evacuation capacity thanks to the fine and well distributed granitic structure, the reduction of dimensional tolerances due to the strength of the metal mold during solidification, the possibility of reduction of growths or over thicknesses for machining due to its high stability and reproducibility of the molds, as well as the ability to produce small parts.
Además de todo lo mencionado anteriormente, este tipo de piezas obtenidas mediante fundición en molde metálico permite, con un tratamiento posterior, la absorción acústica o no amplificación de ruidos al igual que el grafito compacto pero con unas características mecánicas muy superiores. In addition to everything mentioned above, this type of parts obtained by casting in a metal mold allows, with a subsequent treatment, the acoustic absorption or no noise amplification as well as the compact graphite but with much higher mechanical characteristics.
A continuación se describe otro aspecto de la presente invención. Another aspect of the present invention is described below.
Fundición de grafito laminar y nodular paralela Graphite lamellar and nodular cast iron
En una variante de realización el procedimiento permite obtener paralelamente fundición de grafito laminar y nodular, para ello se hace referencia a la figura 3, que muestra una instalación de fundición 110, similar a la descrita para obtener grafito laminar de manera convencional pero en la que para hacerla más operativa y rentable, aprovechando mejor los tiempos, se emplean dos hornos fusores, dos hornos de mantenimiento y dos carruseles de moldes metálicos. Para un mejor entendimiento de la instalación 110, sus elementos comunes con respecto a la instalación de las figuras 1 y 2 tienen las mismas referencias numéricas. En la figura 3 el flujo de materiales para la fundición nodular se marca con línea continua y para la fundición de grafito laminar se marca con línea discontinua. In a variant embodiment, the process allows parallel lamellar and nodular graphite smelting to be obtained, for which reference is made to Figure 3, which shows a smelting installation 110, similar to that described for obtaining laminar graphite in a conventional manner but in which To make it more operational and profitable, taking better advantage of the times, two melting furnaces, two maintenance furnaces and two metal mold carousels are used. For a better understanding of the installation 110, its common elements with respect to the installation of Figures 1 and 2 have the same numerical references. In Figure 3 the flow of materials for the nodular cast iron is marked with a continuous line and for the casting of laminar graphite it is marked with a broken line.
En esta instalación de fundición 110 existe un horno fusor 20 para fundir una carga de fundición, se observa también un horno fusor paralelo 20’ para darle versatilidad al procedimiento. En la instalación de fundición existe también una cuchara de trasvase 30 que recibe el material de cualquiera de los hornos fusores 20 o 20’. También se aprecia que existe un primer horno de mantenimiento 40 y un segundo horno de mantenimiento paralelo 40’, ambos alimentados por la cuchara de trasvase 30, el objetivo de cada uno de estos hornos fusores se explicará un poco más adelante. Asimismo, en la instalación se aprecia un cuchara de distribución 50 que recibe el material del primer horno de mantenimiento 40 o del segundo horno de mantenimiento paralelo 40’. In this smelting installation 110 there is a melting furnace 20 to melt a smelting load, a parallel melting furnace 20 ’is also observed to give the process versatility. In the smelting facility there is also a transfer spoon 30 that receives the material from any of the melting furnaces 20 or 20 ’. It is also appreciated that there is a first maintenance oven 40 and a second parallel maintenance oven 40 ’, both fed by the transfer spoon 30, the purpose of each of these melting furnaces will be explained a little later. Also, in the installation a distribution spoon 50 can be seen that receives the material from the first maintenance oven 40 or the second parallel maintenance oven 40 ’.
En la instalación también existen cucharas de colada 60 y 60’ que son alimentadas por la cuchara de distribución 50; y, finalmente se aprecia por lo menos moldes metálicos 70 montados en carruseles 80 y 80’donde se vacía el material de la cuchara de colada 60 o 60’. La instalación 110 también cuenta con horno de tratamiento térmico 90. In the installation there are also 60 and 60 ’laundry spoons that are fed by the distribution spoon 50; and, finally, at least 70 metal molds mounted on carousels 80 and 80 are visible, where the material of the 60 or 60 ’casting spoon is emptied. Installation 110 also has a heat treatment furnace 90.
Ahora bien, para el procedimiento de la presente invención, se alimenta una carga de fundición al horno fusor 20 o 20’; luego se trasvasa, mediante una cuchara de trasvase 30, el material del horno fusor 20 a un primer horno de mantenimiento 40 (para la fundición de grafito laminar) y a un segundo horno de mantenimiento 40’ (para la fundición nodular), en donde, en caso de producir fundición de grafito laminar, en la cuchara de trasvase 30, se añade FeP y FeMn y se vierte hacia el horno de mantenimiento 40; y, en caso de producir fundición nodular, se añade, en la cuchara de trasvase, grafito, FeSi y FeMn y el material se vierte hacia el horno de mantenimiento paralelo 40’. La cuchara de trasvase 30 se marca con un círculo para señalizar que en ella se realiza dicha adición dependiendo del tipo de fundición que se quiere obtener. Now, for the process of the present invention, a melt load is fed to the melting furnace 20 or 20 ’; then the material of the melting furnace 20 is transferred to a first maintenance furnace 40 (for lamellar graphite casting) and to a second maintenance furnace 40 '(for nodular smelting), where, in case of producing lamellar graphite smelting, in the transfer spoon 30, FeP and FeMn are added and poured into the maintenance oven 40; and, in case of producing nodular cast iron, in the transfer spoon, graphite, FeSi and FeMn are added and the material is poured into the 40 ’parallel maintenance furnace. The transfer spoon 30 is marked with a circle to indicate that said addition is made therein depending on the type of foundry that is to be obtained.
Posteriormente, se vierte el material del primer horno de mantenimiento 40 o del segundo horno de mantenimiento 40’ a al menos una cuchara de distribución 50; en donde en caso de producir fundición nodular se añade a la cuchara de distribución 50 un nodulizante y un inoculante. Para el caso de la fundición de grafito laminar no se añade componente alguno. Subsequently, the material of the first maintenance oven 40 or the second maintenance oven 40 'is poured into at least one distribution spoon 50; where in case of producing nodular cast iron a nodulizer and an inoculant are added to the distribution spoon 50. In the case of lamellar graphite casting, no component is added.
A continuación, en la cuchara de colada 60’, en caso de producir fundición nodular se añade una cantidad adicional de inoculante mientras que en la cuchara de colada 60 para la fundición de grafito laminar no se añade componente alguno. Then, in the pouring spoon 60 ’, in case of producing nodular cast iron an additional amount of inoculant is added while in the pouring spoon 60 for the lamellar graphite casting no component is added.
Ahora bien, en este procedimiento simultáneo para obtener ambos tipos de fundiciones, la carga de fundición comprende: lingote de hierro, chatarras de primera calidad, retornos propios, grafito y FeSi, logrando un contenido However, in this simultaneous procedure to obtain both types of foundries, the foundry load comprises: iron ingot, first quality scrap, own returns, graphite and FeSi, achieving a content
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de carbono equivalente en el honro fusor 20 o 20’ de 4,4 a 4,60. Es decir, se utiliza una y la misma carga ya sea que se quiera producir un tipo u otro de fundición. carbon equivalent in the fusor honor 20 or 20 ’from 4.4 to 4.60. That is, one and the same load is used whether one wants to produce one type or another of foundry.
Tal como se ha descrito, los cambios necesarios para conseguir un tipo u otro de fundición se realizan más adelante. Para el caso de la fundición nodular, tras añadir grafito, Fe-Si y Fe-Mn en la cuchara de trasvase 30, se obtiene un 5 material fundido con la siguiente composición: As described, the changes necessary to achieve one type or another of foundry are made later. In the case of nodular cast iron, after adding graphite, Fe-Si and Fe-Mn in the transfer spoon 30, a molten material with the following composition is obtained:
3,90-4,00 % de C; 2,60-2,80 % de Si; 0,65-0,70 % de Mn; 0,010-0,015 % de S y 3.90-4.00% C; 2.60-2.80% Si; 0.65-0.70% Mn; 0.010-0.015% of S and
10 0,10-0,15 % de P. 10 0.10-0.15% of P.
en la cuchara de distribución, se añade Fe-Si-Mg como nodulizante y el inoculante es del tipo Germalloy con una composición de 71,50 % de Si, 0,88 % de Ca y 3,78 % de Al y se añade en un porcentaje del 0,15 al 0,22 con respecto al material fundido a tratar. in the distribution spoon, Fe-Si-Mg is added as a nodulizer and the inoculant is of the Germalloy type with a composition of 71.50% Si, 0.88% Ca and 3.78% Al and is added in a percentage of 0.15 to 0.22 with respect to the molten material to be treated.
La composición del material fundido en la cuchara de distribución 50 para la fundición nodular es: The composition of the molten material in the distribution spoon 50 for the nodular cast iron is:
15 3,60-3,80 % de C; 2,80-3,00 % de Si; 0,65-0,75 % se Mn, 0,008-0,013 % de S y 0,10-0,15 % de P. 15 3.60-3.80% C; 2.80-3.00% Si; 0.65-0.75% Mn, 0.008-0.013% S and 0.10-0.15% P.
20 El material fundido también contiene Mg residual, Ti y Cu en la cuchara de distribución 50. 20 The molten material also contains residual Mg, Ti and Cu in the distribution spoon 50.
Con respecto a la fundición de grafito laminar, tras añadir el FeP y FeMn en la cuchara de trasvase 30, se obtiene un material fundido con la siguiente composición: With regard to the casting of laminar graphite, after adding the FeP and FeMn in the transfer spoon 30, a molten material with the following composition is obtained:
3,57-3,62 % de C; 3.57-3.62% C;
2,40-2,50 % de Si; 2.40-2.50% Si;
25 0,60-0,70 % de Mn; 0,010-0,015 % de S y 0,30-0,35 % de P. 0.60-0.70% Mn; 0.010-0.015% of S and 0.30-0.35% of P.
La composición lograda en la cuchara de trasvase 30 con un contenido del 0,30-0,35 % de fósforo permite aumentar la colabilidad y el contenido de manganeso neutraliza la acción del azufre. A partir de ahí el procedimiento es el The composition achieved in the transfer spoon 30 with a content of 0.30-0.35% phosphorus allows to increase the coolability and the manganese content neutralizes the action of sulfur. From there the procedure is the
30 mismo que aquel ilustrado en la figura 1, es decir, el material fundido del horno de mantenimiento 40 se pasa a la cuchara de distribución 50 y de ahí a la cuchara de colada 60 para verter el material fundido en el molde 70. 30 same as that illustrated in Figure 1, that is, the molten material of the maintenance oven 40 is passed to the distribution spoon 50 and from there to the pouring spoon 60 to pour the molten material into the mold 70.
Un aspecto muy importante en la presente invención se refiere a los moldes metálicos utilizados en comparación con la fundición en cualquiera de los tipos conocidos (arena en verde tipo disamatic, resina furánica o fraguado químico del molde, cerámica, arena prerrevestida, etc.), puesto que sus propiedades específicas están directamente ligadas A very important aspect in the present invention relates to the metal molds used in comparison to the foundry in any of the known types (sand in disamatic green type, furonic resin or chemical setting of the mold, ceramic, precoated sand, etc.), since its specific properties are directly linked
35 a su estructura metalúrgica y a su modo de elaboración. 35 to its metallurgical structure and its way of elaboration.
El procedimiento de obtención de fundición nodular en estado bruto de colada y en molde metálico (coquilla) tiene una serie de ventajas frente al procedimiento tradicional de arena en disamatic, incluyendo las siguientes: The procedure for obtaining nodular cast iron in the raw state of casting and in metal mold (coquilla) has a number of advantages over the traditional sand process in disamatic, including the following:
El lead time pasa de un día a dos horas y media. Evidentemente al reducir el lead time, el control del proceso es mucho más fácil y rápido y por tanto producirá Lead time goes from one day to two and a half hours. Obviously by reducing lead time, process control is much easier and faster and therefore will produce
40 piezas de mejor calidad. El procedimiento de fabricación de prototipos para nuevos productos pasa de un mes a una semana. No hay stocks intermedios. Menor porcentaje de piezas rechazadas debido al lead time reducido y además sin stocks intermedios. Capacidad de producir lotes más pequeños. 40 pieces of better quality. The prototype manufacturing process for new products goes from one month to one week. There are no intermediate stocks. Lower percentage of rejected parts due to reduced lead time and also without intermediate stocks. Ability to produce smaller lots.
45 Capacidad de fundir simultáneamente 36 piezas diferentes. Mejor servicio debido a: menor lead time, sin stocks intermedios, mejor control del procedimiento, menor rechazo interno, capacidad para lotes pequeños, fabricación de diferentes referencias simultáneamente y mayor rapidez en el lanzamiento de nuevos productos. 45 Ability to simultaneously melt 36 different pieces. Better service due to: less lead time, no intermediate stocks, better control of the procedure, less internal rejection, capacity for small batches, manufacturing of different references simultaneously and faster launching of new products.
Asimismo de manera global con esta instalación que permite fundición simultánea de ambas calidades de fundición 50 tiene las siguientes ventajas: Likewise in a global way with this installation that allows simultaneous casting of both casting qualities 50 has the following advantages:
la misma calidad de carga metálica; the same quality of metal load;
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las mismas ferroaleacciones; the same ferro-alloys;
los mismos hornos fusores; the same melting furnaces;
los mismos hornos de mantenimiento; the same maintenance ovens;
las mismas cucharas de distribución; the same distribution spoons;
5 las mismas cucharas de colada; 5 the same laundry spoons;
los mismos carruseles de colada; the same laundry carousels;
las mismas coquillas de colada, con distintas referencias; the same laundry shells, with different references;
las mismas cintas de evacuación de piezas que se han fundido completamente. the same parts evacuation tapes that have been completely cast.
A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la técnica entenderá que las realizaciones de la 10 invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. In view of this description and set of figures, the person skilled in the art will understand that the embodiments of the invention that have been described can be combined in multiple ways within the scope of the invention.
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