ES2923174T3 - Composición de apresto, uso de la composición y procedimiento correspondiente para producir un molde de fundición centrífuga con un revestimiento de apresto - Google Patents

Abstract

Se describe el uso de una composición de revestimiento con un contenido de sólidos superior al 69 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de revestimiento, y también con una pérdida por recocido inferior al 0,6 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de revestimiento. a la masa total del contenido de sólidos de la composición de revestimiento, para producir un revestimiento sobre la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante aplicación por pulverización. También se da una descripción de un método para producir un molde de fundición centrífuga provisto de un revestimiento en la pared interna para usar en el proceso de fundición centrífuga y también un método para producir una pieza fundida por el proceso de fundición centrífuga, preferiblemente con una superficie estructurada. También se da una descripción de un molde de colada centrífuga para uso en el método de colada centrífuga, con un revestimiento en la pared interior del molde de colada centrífuga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de apresto, uso de la composición y procedimiento correspondiente para producir un molde de fundición centrífuga con un revestimiento de apresto

La presente invención se refiere a una composición de apresto con un contenido de sólidos superior al 69% en peso (con respecto a la masa total de la composición de apresto) y con una pérdida por calcinación inferior al 0,6% en peso (con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto) y a su uso para la producción de un revestimiento de apresto sobre la cara interior de un molde de fundición centrífuga mediante aplicación por pulverización. La presente invención también se refiere a un procedimiento para producir un molde de fundición centrífuga provisto de un revestimiento de apresto en la pared interior para usar en el proceso de fundición centrífuga y un procedimiento para producir una pieza de fundición en el proceso de fundición centrífuga, preferiblemente con una superficie estructurada. La presente invención también se refiere a un molde de fundición centrífuga para uso en el proceso de fundición centrífuga, con un revestimiento de apresto en la pared interior del molde de fundición centrífuga.

La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

A diferencia de los procesos de fundición en arena, en los que los moldes se destruyen después de la fundición para extraer la pieza de fundición, los moldes metálicos permanentes (moldes o coquillas), hechos de hierro fundido o acero, por ejemplo, se pueden utilizar de nuevo para la siguiente fundición una vez que la pieza de fundición ha sido extraída. De esta manera también se pueden producir series más grandes de forma económica. Además de geometrías simples, como bloques o manguitos, por ejemplo, también se pueden producir geometrías complejas mediante fundición en molde permanente, mediante el uso de deslizadores de molde, insertos y machos de arena.

En el caso de la fundición en molde permanente, se hace una distinción entre diferentes procesos de fundición en molde permanente. El proceso de fundición en molde permanente más simple y al mismo tiempo más común es la fundición en molde permanente por gravedad, en la que el metal fundido se llena en el molde correspondiente con la ayuda de la gravedad y la pieza moldeada terminada se retira del molde, que normalmente tiene dos o múltiples piezas, después de la solidificación y enfriamiento. Con este tipo de proceso de fundición en molde permanente, se debe tener cuidado, especialmente durante la construcción del molde permanente que se utilizará, de que el metal líquido llene todas las áreas del molde antes de que comience la solidificación en las áreas de paredes delgadas alejadas del bebedero, ya que de lo contrario existe el riesgo de que se desarrollen defectos de fundición en forma de cavidades que se desarrollan durante la solidificación (conocidos como agujeros de contracción).

La fundición centrífuga es un proceso especial en el campo de la fundición en molde permanente. En el proceso de fundición centrífuga, el metal fundido generalmente se vierte a través de un corredor en un molde de metal que gira alrededor de su eje central y se presiona uniformemente (sin gas, sin agujeros de contracción ni inclusiones de escoria) contra la pared del molde por la fuerza centrífuga. Bajo el efecto de las fuerzas centrífugas, el metal líquido se solidifica y forma una estructura muy pura y altamente compacta. En la fundición centrífuga, no se requieren machos para producir la cavidad. Bajo exposición a la fuerza centrífuga, se forma un cuerpo cilíndrico hueco (por ejemplo, un tubo, anillo o similar) con un espesor de pared que está determinado por la cantidad de metal suministrado. El blanco resultante (cuerpo hueco) se extrae del molde (también conocido como molde de fundición centrífuga) después de solidificarse y se dispone para su posterior procesamiento.

Por lo general, especialmente en el caso de la fundición de acero y hierro, las superficies de los cuerpos de molde de fundición reciben un revestimiento (también llamado revestimiento de apresto), en particular aquellas superficies que entran en contacto con el metal fundido. Los revestimientos de apresto forman aquí una capa límite o una capa de barrera entre el molde y el metal, para fines que incluyen la supresión específica de mecanismos defectuosos en estos lugares o la utilización de efectos metalúrgicos. En términos generales, los revestimientos de apresto en la tecnología de fundición están destinados en particular a cumplir las siguientes funciones conocidas por el experto en la materia:

- separar máxima entre el metal líquido y el molde;

- evitar reacciones químicas entre los constituyentes del molde y la masa fundida, facilitando así la separación entre el molde y la pieza de fundición; y/o

- prevenir defectos superficiales en la pieza de fundición.

En el contexto de la presente invención, los siguientes requisitos específicos también se imponen regularmente a los revestimientos de apresto que se utilizan en el proceso de fundición centrífuga:

- Alto efecto aislante;

- Velocidad de secado rápida;

- Bajo desarrollo de gas durante el proceso de fundición;

- Alta capacidad de absorción de gases (cuando se utilizan moldes de fundición centrífuga sin ventilación);

- Realización de una separación simple entre la pieza de fundición y molde de fundición centrífuga después del proceso de fundición (buenas características de tracción) y/o

- Influencia o Especificación de la estructura superficial de la pieza de fundición.

Un factor importante para el desarrollo de la microestructura y para el perfil de dureza de las piezas de fundición, especialmente las producidas en el proceso de fundición centrífuga, es el efecto aislante del revestimiento de apresto. Un alto efecto aislante da como resultado una transferencia retardada de calor del metal líquido al molde de fundición centrífuga y, por lo tanto, contribuye al control de la solidificación y el enfriamiento. Los factores que influyen en el efecto aislante deseado incluyen el espesor de capa del revestimiento refractario y su composición.

En preparación para un proceso de fundición centrífuga, la composición de apresto se aplica típicamente a la pared interior del molde de fundición centrífuga en un proceso de pulverización utilizando una lanza pulverizadora. Con el fin de lograr tiempos de ciclo cortos en la producción y, por lo tanto, una alta productividad, el revestimiento de apresto resultante debe secarse rápidamente dentro del alcance de la presente invención.

Los moldes de fundición centrífuga sin ventilación se utilizan predominantemente en el proceso de fundición centrífuga. A diferencia de los moldes de fundición centrífuga ventilados, las superficies de molde de los moldes de fundición centrífuga sin ventilación no tienen orificios a través de los cuales puedan escapar los gases producidos durante el proceso de fundición. Dado que los moldes de fundición centrífuga sin ventilación son impermeables al gas, el revestimiento de apresto en el proceso de fundición centrífuga a menudo tiene una función importante con respecto a la regulación del gas durante el proceso de fundición. Para evitar defectos de gas, el revestimiento de apresto debe tener una cierta porosidad dentro del alcance de la presente invención y debe ser capaz de absorber los gases de descomposición que se forman. Al mismo tiempo, el desarrollo de gas del propio revestimiento de apresto debe ser lo más bajo posible, lo que hace que parezca ventajoso un bajo contenido orgánico y un bajo contenido de otros tipos de componentes gasificables, medibles como pérdida por calcinación.

Además, dentro del alcance de la presente invención, el comportamiento de tracción de la pieza de fundición puede verse influenciado positivamente por la composición del revestimiento de apresto. Cuando se extrae la pieza de fundición del molde de fundición centrífuga después de que se haya solidificado, la capa de apresto debe adherirse a ella e idealmente también debe eliminarse por completo del molde de fundición centrífuga. Para la limpieza en el lugar de trabajo, es deseable dentro del alcance de la presente invención tener un revestimiento de apresto en forma de una capa coherente sobre la pieza de fundición que no produzca polvo o lo haga sólo ligeramente. A cambio, el revestimiento de apresto debería poder retirarse fácilmente de la pieza de fundición una vez que la pieza haya sido extraída del molde de fundición centrífuga, por ejemplo, mediante granallado.

La estructura de la superficie exterior de la pieza de fundición subsiguiente también está influenciada por el revesti­ miento de apresto respectivo. Dependiendo de la composición del revestimiento de apresto, se pueden producir tanto superficies lisas como estructuradas. La producción de superficies estructuradas es particularmente relevante para la fabricación de manguitos de fundición estructurados, preferiblemente de manguitos de cilindro, también en el contexto de la presente invención. La pared exterior de un manguito de fundición estructurado tiene una estructura de superficie rugosa que se crea durante el proceso de fundición e idealmente no requiere ningún procesamiento adicional. La estructura de la superficie suele tener profundidades entre 0,3 y 1,1 mm, opcionalmente con muescas u otras estruc­ turas (véase, por ejemplo, la Fig. 2 del documento US 2015/01221 18 A1). En la producción de, por ejemplo, bloques de motor de aluminio, los manguitos estructurados se moldean directamente en el bloque de motor mediante el pro­ ceso de fundición a presión. El metal líquido fluye alrededor de la superficie estructurada y rellena las depresiones y los socavados, de modo que los materiales de ambos componentes, el bloque del motor y el manguito, forman una conexión extremadamente fuerte y resistente. El área de superficie aumentada del manguito estructurado, que es mayor que la de un manguito sin estructurar, también da como resultado una mejor disipación del calor desde la cámara de combustión hacia la cámara de agua del motor.

Dentro del alcance de la presente invención, las funciones y requisitos mencionados anteriormente y, en su caso, otras funciones y requisitos se establecen y optimizan para la finalidad prevista en cada caso mediante la composición exacta del revestimiento de apresto o la composición de apresto que se aplicará al molde.

Las composiciones de apresto para uso en fundición normalmente contienen los siguientes componentes o están compuestas por ellos: (i) uno o más materiales refractarios de grano fino, es decir, materiales inorgánicos de refractarios a altamente refractarios de grano fino (ii) un líquido portador que comprende uno o más compuestos (agua, alcoholes, etc.) y (iii) como otros componentes, por ejemplo, uno o más agentes aglomerantes de apresto (en lo sucesivo, también denominados "agentes aglomerantes" para abreviar) y/o biocidas y/o agentes humectantes (en lo sucesivo, también denominados sustancias tensioactivas) y/o aditivos reológicos (por ejemplo, espesantes). Esto se aplica correspondientemente dentro del alcance de la presente invención. Por lo tanto, las composiciones de apresto para recubrir moldes suelen ser dispersiones de materiales inorgánicos (materiales refractarios) de grano fino, de refractarios a altamente refractarios, en un líquido portador, por ejemplo, un líquido portador acuoso (es decir, que contiene agua) o un líquido portador no acuoso (es decir, que no contiene agua); para detalles sobre el líquido portador consulte a continuación.

Una composición de apresto también puede contener reguladores de espuma, pigmentos y/o colorantes; esto también se aplica dentro del alcance de la presente invención. Ejemplos de pigmentos son el óxido de hierro rojo y amarillo y el grafito. Ejemplos de colorantes son colorantes disponibles en el mercado conocidos por los expertos en la técnica.

La composición de apresto se aplica en el interior del molde de fundición mediante un procedimiento de aplicación adecuado, por ejemplo, pulverización o cepillado, y se seca allí, de modo que se forma un revestimiento de apresto. La aplicación de la composición de apresto mediante brocha es un proceso de aplicación mucho más lento que la pulverización. Si la composición de apresto a aplicar en el interior del molde está en forma de polvo, la composición de apresto correspondiente normalmente se aplica vertiendo el polvo en el interior del molde mientras se gira. Aquí, sin embargo, es difícil lograr una distribución uniforme de la composición del apresto. Además, cuando se utilizan composiciones de apresto pulverulentas, generalmente no es posible producir revestimientos de apresto con una superficie estructurada y, por lo tanto, piezas de fundición con una superficie estructurada. En el caso de fundición centrífuga, la composición de apresto se aplica así (como ya se mencionó anteriormente) normalmente como una dispersión por medio de una aplicación por pulverización sobre la pared interna de un molde de fundición centrífuga; esto corresponde al procedimiento dentro del alcance de la presente invención.

En el contexto de la presente invención, el revestimiento de apresto normalmente se seca suministrando calor desde el molde de fundición centrífuga. El molde centrífugo todavía se puede calentar debido a un proceso de fundición anterior o se precalienta antes de la aplicación de la composición de apresto, por ejemplo, en un horno. La temperatura del molde de fundición centrífuga está preferentemente entre 150 y 450°C al comienzo de la aplicación de la composición de apresto. Tal temperatura del molde de fundición centrífuga asegura un secado rápido de la composición de apresto e, idealmente, la eliminación completa del líquido contenido en la composición de apresto, por ejemplo, la fase acuosa.

El término "refractario" se utiliza en el presente texto, de acuerdo con el entendimiento habitual de los expertos en la materia, para referirse a composiciones, materiales y minerales que son capaces de soportar, al menos durante un breve período de tiempo, la exposición a la temperatura asociada con la fundición y/o la solidificación de una fundición de hierro, generalmente hierro colado. Las composiciones, materiales y minerales denominados “altamente refractarios” son aquellos que son capaces de resistir a corto plazo el calor de fundición de una fundición de acero. Las temperaturas que pueden producirse durante la colada de aceros fundidos suelen ser más altas que las temperaturas que pueden producirse durante la colada de hierro o fundidos de hierro colado. Composiciones, materiales y minerales refractarios (materiales refractarios) y composiciones, materiales y minerales altamente refractarios son conocidos por el experto en la materia, por ejemplo, a partir de la norma DIN 51060:2000-06.

Los óxidos minerales, los silicatos o los minerales arcillosos se utilizan normalmente como materiales refractarios en las composiciones de apresto. Ejemplos de materiales refractarios que también son adecuados dentro del alcance de la presente invención son silicatos de aluminio, silicatos laminares, olivino, talco, mica, grafito, coque, feldespato, caolines, caolines calcinados, metacaolinita, óxido de hierro y cromita, que se pueden usar individualmente o en cualquier combinación entre sí. En las composiciones de apresto a utilizar de acuerdo con la invención, la cantidad total de dióxido de silicio (sílice) cristalino y óxido de aluminio cristalino, óxido de circonio cristalino y silicato de circonio cristalino utilizado es preferentemente inferior al 10 % en peso, con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas usado. El material refractario consigue, entre otras cosas, un aislamiento térmico entre el molde y el metal líquido. El material refractario normalmente se proporciona en forma de polvo. El tamaño de partícula (preferiblemente medido por dispersión de luz según ISO 13320:2009) de los materiales refractarios preferidos está, también dentro del alcance de la presente invención, en el rango de 0,1 a 500 pm, preferiblemente en el rango de 1 a 200 pm. Son especialmente adecuados como materiales refractarios aquellos que presentan puntos de fusión al menos 100°C por encima de la temperatura del metal fundido utilizado en cada caso y/o que no reaccionan con el metal fundido.

Los materiales refractarios normalmente se dispersan en un líquido portador para producir una composición de apresto. El líquido portador es entonces uno o el componente de una composición de apresto que está preferentemente presente en forma líquida en condiciones normales (20 °C y 1013,25 hPa) y/o puede evaporarse a 150 °C y presión normal (1013,25 hPa). Los líquidos portadores preferidos, que también son adecuados dentro del alcance de la presente invención, se seleccionan del grupo que consiste en agua y líquidos portadores orgánicos y sus mezclas entre sí y/o con otros componentes. Los líquidos portadores orgánicos adecuados son preferiblemente alcoholes. Los alcoholes preferidos son etanol, n-propanol e isopropanol (2-propanol), siendo particularmente preferido el etanol. Sin embargo, en aras de la protección del medio ambiente y la prevención de emisiones, al seleccionar la composición de revestimiento refractario vale la pena renunciar en la medida de lo posible al uso de líquidos portadores orgánicos. En el contexto de la presente invención, los materiales refractarios se dispersan en una fase acuosa que, por lo tanto, sirve como líquido portador.

El documento DE 600 04770 T2 describe un producto de fundición revestido con un componente de hierro fundido que tiene una superficie revestida con aluminio o una aleación de aluminio.

Los documentos US 2002/0157571 A1 y US 6,699,314 B2 divulgan cada uno un agente de desmoldeo para un molde de fundición centrífuga para recubrir una superficie interna de un molde de fundición centrífuga integral, que comprende un agente aglomerante, un agente aislante térmico, un disolvente y un componente espumante (sustancia tensioactiva) que tiene una propiedad espumante.

El documento EP 1504833 B1 describe un inserto de hierro fundido alrededor del cual se va a fundir otro metal, que comprende: una superficie de contacto con una masa fundida del otro metal que se va a colar alrededor del inserto de hierro fundido; y una pluralidad de protuberancias dispuestas en la superficie y cada una de las cuales tiene muescas sustancialmente cónicas que se ensanchan progresivamente hacia fuera desde la superficie.

El documento EP 1902 208 B1 da a conocer una camisa de cilindro para moldeo por inserción que se usa en un bloque de cilindros, que comprende una superficie periférica exterior que tiene una pluralidad de salientes, cada uno de los cuales tiene una forma restringida, donde se forma una película de un material metálico sobre la superficie periférica exterior y sobre las superficies de los salientes.

El documento US 2015/01221 18 A1 divulga una camisa o manguito de cilindro que comprende una pluralidad de protuberancias en su superficie exterior.

El documento CN 101554643 A divulga un “Centrifugal casting coating for cylinder liners and preparation method thereo (traducción al inglés del título según la traducción de Espacenet).

El documento CN 103817285 A divulga un " Coating capable of forming mushroom-shaped burrs during centrifugal casting of engine cylinder sleeve" (traducción al inglés del título según la traducción de Espacenet).

El documento EP 1 711 291 B1 describe una camisa o manguito de cilindro para moldeo por inserción con una pluralidad de salientes, cada uno de los cuales tiene una constricción en una superficie periférica exterior.

El documento EP 2422902 A2 da a conocer una camisa o manguito de cilindro para moldeo por inserción, que está diseñada con salientes con alturas de 0,3 a 1,2 mm y porciones rebajadas en una proporción de 20 a 80/cm2 en una superficie periférica exterior, sobre la que a su vez se aplica una capa rociada térmicamente.

El documento WO 2017/184239 A1 divulga una composición de revestimiento refractario que comprende un líquido portador y perlas cerámicas sólidas.

El documento US 2014/0196863 A1 divulga un molde de fundición para metal fundido que tiene una superficie activa para el contacto con el metal fundido. La superficie está cubierta con un revestimiento aislante no cristalino y no poroso que forma una barrera térmica para proteger el molde. El revestimiento comprende una suspensión de 10,0 a 55,0% en peso de vidrio refractario, con respecto a la masa de la suspensión, y un líquido portador para suspender dicha cantidad de vidrio refractario.

El documento EP 2 159 208 A1 da a conocer un cuerpo de aislamiento térmico que contiene ácido silícico y/o un silicato.

El documento EP 2281 789 A1 da a conocer una formulación de deslizamiento para la producción de un parche o una tira de una capa de protección térmica con un aglomerante cerámico, cargas cerámicas y opcionalmente otros aditivos. El documento EP 2618338 A2 da a conocer un cable que comprende al menos un primer par de conductores; donde al menos uno de los primeros pares de conductores tiene al menos una capa de aislamiento compuesto que rodea el conductor, donde el aislamiento compuesto contiene material aislante y partículas de microóxido adecuadas para efectuar un aumento en la resistencia a la llama del material aislante y una mejora en el rendimiento eléctrico del cable. El documento EP 2 722 863 A1 da a conocer un componente de terminal integrado con una carcasa aislante, que aloja un vacuostato y también conexiones eléctricas a través de un material de inserción inyectado, donde el material de inserción inyectado está relleno con un material de relleno de dióxido de silicio.

El documento DE 103 39 676 A1 describe un cuerpo de molde de SiO² amorfo, poroso, de poros abiertos y un procedimiento para su producción y su uso. Dicho cuerpo con forma de SiO² se produce bombeando una dispersión que contiene partículas de SiO² en un molde de fundición a presión de una máquina de fundición a presión, en el que la dispersión se deshumidifica a través de una membrana plástica porosa interior y exterior para formar el cuerpo de molde de SO ².

El documento DE 102006046619 A1 divulga una barbotina de SiO² aplicable con brocha para la producción de vidrio de cuarzo estratificado, que comprende un líquido de dispersión y partículas amorfas de SO ² con tamaños de partículas de hasta un máximo de 500 pm, donde las partículas de SO ² con tamaños de partículas en el rango entre 1 pm y 60 pm constituyen la mayor proporción del volumen.

El documento EP 0246 181 A1 describe una suspensión de microsílice que comprende un portador de base acuosa, al menos aproximadamente un 50 % en peso de microsílice con respecto a el peso de la suspensión, un agente dispersante aniónico para la microsílice y un agente complejante capaz de formar impurezas catiónicas polivalentes en la microsílice.

El documento WO 2017/009216 A1 divulga moldes para fundición de precisión, que comprenden polvos de óxido metálico que contienen ZrO². El documento también describe composiciones que comprenden polvos de óxido de metal o polvos de horno que contienen ZrO² y/o que contienen AhO³ para fabricar moldes para fundición de precisión.

El documento WO 2008/1 18023 A1 divulga una composición de revestimiento para un molde de fundición para la solidificación dirigida de silicio que comprende partículas de nitruro de silicio, una fuente de carbono y un óxido y/o polvo de silicio.

El documento DE 15 08 913 A1 da a conocer un procedimiento para evitar la erosión de la superficie de las partes inferiores de un molde de fundición de metal que entran en contacto con el metal fundido que choca y para evitar que los bloques fundidos se peguen a las partes inferiores, en el que una suspensión de una sustancia refractaria suspendida en un agente aglomerante se aplica a la superficie a proteger, en cantidad suficiente para formar un recubrimiento de espesor suficiente para evitar la erosión y la adherencia, después de lo cual se seca el recubrimiento húmedo.

El documento DE 102017 106458 A1 divulga elementos para la inserción, donde la superficie de inserción de los elementos tiene una forma predeterminada (una proyección). DE 10 2017 106 458 A1 también divulga un procedimiento para producir elementos correspondientes para insertar utilizando un agente de revestimiento de moldes que contiene tierra de diatomeas. DE 102017107658 A1 describe una composición de apresto para la industria de fundición que contiene sílice amorfa en partículas.

Como ya se ha explicado anteriormente, una composición de apresto en el proceso de fundición centrífuga se aplica normalmente a la pared interna del molde de fundición centrífuga en un proceso de pulverización utilizando una lanza de pulverización. Para reducir la duración del ciclo o aumentar la productividad, es ventajoso aplicar rápidamente la cantidad deseada de la composición de apresto. Esto se puede hacer rociando por adelantado (es decir, mientras se inserta la lanza de rociado en el molde de fundición centrífuga) o a la inversa (es decir, mientras se saca la lanza de rociado del molde de fundición centrífuga). La composición de apresto se aplica preferentemente tanto en el paso por adelantado como en el paso inverso. Esto asegura una aplicación más uniforme de la composición de apresto y reduce la cantidad total de composición de apresto requerida o la presión de pulverización por pasada. La aplicación por pulverización se puede repetir tantas veces como sea necesario para obtener la aplicación de apresto deseada.

Una aplicación por pulverización en dirección hacia adelante e inversa atrás requiere un secado rápido de la composición de apresto aplicada a las paredes internas del molde de fundición centrífuga, ya que en la región de inversión de la dirección de pulverización (típicamente en un extremo del molde de fundición centrífuga) solo hay un tiempo de secado corto disponible, a menos que la operación de pulverización se interrumpa en este punto, lo que implica una gran complejidad y coste. Particularmente en el área de la fundición estructural, sin embargo, se ha mostrado que no se puede lograr un secado lo suficientemente rápido de la composición de revestimiento aplicada mientras se obtiene simultáneamente un revestimiento refractario que tiene una estructuración superficial satisfactoria para los propósitos de la fundición estructural (por ejemplo, para producir camisas de fundición estructuradas). utilizando las composiciones de revestimiento refractarias conocidas del estado de la técnica.

Actualmente, por tanto, la generación de superficies estructuradas en la pared interna de moldes de fundición centrífuga para fundición estructural solo puede realizarse con un alto gasto de tiempo y material. El aumento de la velocidad de secado de las composiciones de apresto conocidas hasta ahora por la técnica anterior presumiblemente podría lograrse, por ejemplo, aumentando la proporción de contenidos sólidos en las composiciones de apresto conocidas. Sin embargo, el aumento del contenido de sólidos conduciría al mismo tiempo a un aumento de la viscosidad de la respectiva composición de apresto, lo que, según la valoración de expertos, hace que la aplicación de dichas composiciones de apresto mediante aplicación por pulverización en la pared interior del molde de fundición centrífuga (a una presión aceptable y utilizando una abertura de boquilla adecuada para la aplicación por pulverización) no sea posible.

Por lo tanto, debe señalarse que la técnica anterior no describe una composición de apresto satisfactoria para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga que pueda aplicarse a un molde de fundición centrífuga mediante una aplicación por pulverización, de modo que (después de un tiempo de secado corto, como resultado de un alto contenido de sólidos), el revestimiento de apresto resultante en la pared interior del molde de fundición centrífuga tenga una estructura negativa, que sea adecuada para la producción de una pieza de fundición metálica con una superficie estructurada.

En particular, debe señalarse que tampoco es posible con las composiciones de apresto conocidas del estado de la técnica producir superficies estructuradas uniformemente (es decir, superficies en las que la estructura formada tiene, entre otras cosas, una altura uniforme) en toda la longitud de la pared interior del molde.

Otro problema de las composiciones de apresto conocidas del estado de la técnica para la fundición estructural es que a menudo contienen una alta proporción de polvo de cuarzo cristalino, que provoca silicosis, como, por ejemplo, tierra de diatomeas (calcinada).

Además, las composiciones de apresto conocidas del estado de la técnica para la fundición estructural a menudo tienen una alta proporción de materiales refractarios cristalinos duros (como, por ejemplo, óxido de circonio o corindón), que por sus altas propiedades abrasivas contribuyen a acelerar el desgaste del molde al extraer la pieza de fundición.

Basándose en el estado de la técnica, existe por lo tanto la necesidad de una composición de apresto para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación por pulverización, que tenga o deba permitir una o más, preferiblemente todas, de las siguientes propiedades ventajosas: la composición de apresto aplicada a la pared interna de un molde de fundición centrífuga debe permitir una alta velocidad de secado en condiciones industriales para poder asegurar un tiempo de ciclo corto y una alta productividad; el revestimiento de apresto producido utilizando la composición de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga debe tener una estructura negativa que sea adecuada para la producción de una pieza de fundición metálica con una superficie estructurada (positiva), siendo posible producir la estructura negativa sobre la toda la longitud de la pared interna del molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación por pulverización;

el revestimiento de apresto producido usando la composición de apresto debe tener un efecto aislante coordinado para controlar la microestructura de la pieza de fundición por centrifugación;

por razones de seguridad laboral, la composición de apresto para producir un revestimiento de apresto en la pared interna de un molde de fundición centrífuga debe contener una proporción particularmente baja de polvo de cuarzo cristalino en comparación con las composiciones de apresto convencionales para el proceso de fundición centrífuga; la composición de apresto para producir un revestimiento de apresto en la pared interna de un molde de fundición centrífuga debe tener una proporción particularmente baja de materiales refractarios duros y abrasivos en comparación con las composiciones de apresto convencionales para el proceso de fundición centrífuga para favorecer un menor desgaste del molde;

el revestimiento de apresto producido usando una composición de apresto debe tener una pérdida por calcinamiento particularmente baja para evitar o reducir el desarrollo de gas resultante durante el proceso de fundición y el riesgo de defectos de fundición asociados con el mismo.

Era un objeto principal de la presente invención especificar una composición de apresto para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga, que tenga o permita una o más o todas las propiedades mencionadas anteriormente.

Otro objeto de la presente invención era proporcionar un procedimiento correspondiente para producir un molde de fundición centrífuga provisto de un revestimiento de apresto en la pared interior para su uso en el proceso de fundición centrífuga.

Otro objeto de la presente invención era proporcionar un procedimiento correspondiente para producir una pieza de fundición utilizando el procedimiento de fundición centrífuga.

También era otro objeto de la presente invención especificar un molde de fundición centrífuga para su uso en el proceso de fundición centrífuga, con un revestimiento de apresto correspondiente en la pared interior del molde de fundición centrífuga.

Otros objetos resultan de la siguiente descripción y de las reivindicaciones de la patente.

La invención se define o describe adicionalmente en las reivindicaciones adjuntas y en la presente descripción, que incluyen combinaciones particularmente preferidas de parámetros, propiedades y componentes preferidos de la invención. Las realizaciones específicas y/o preferidas de la invención se describen con más detalle a continuación. A menos que se indique lo contrario, los aspectos o realizaciones preferidos de la invención se pueden combinar con otros aspectos o realizaciones de la invención, en particular con otros aspectos o realizaciones preferidos. La combinación de cada aspecto o forma de realización preferida entre sí da como resultado en cada caso un aspecto o forma de realización preferida de la invención. Las realizaciones, aspectos o propiedades que se describen o se definen como preferidos en relación con la presente invención para el uso inventivo de una composición de apresto para la producción de un revestimiento de apresto en la pared interna de un molde de fundición centrífuga también se aplican en consecuencia o mutatis mutandis a los procedimientos según la invención, así como a moldes de fundición centrífuga según la invención para su uso en el proceso de fundición centrífuga.

Donde, a continuación, se describen usos inventivos de una composición de apresto para producir un revestimiento de apresto en las paredes internas de un molde de fundición centrífuga, procedimientos inventivos así como moldes de fundición centrífuga inventivos para uso en el proceso de fundición centrífuga que “comprenden ” o “incluyen” realizaciones, componentes o características definidos con más detalle, la divulgación en cada caso también tiene la intención de abarcar la variante correspondiente, para ser entendido en un alcance más limitado, de dichos usos, métodos y/o moldes de fundición centrífuga. que “consiste” en estas realizaciones, constituyentes o características, cada una definida con más detalle.

De acuerdo con la invención, el objeto principal y otros aspectos del objeto general indicado anteriormente se logran mediante el uso de una composición de apresto como se define en las reivindicaciones adjuntas.

De acuerdo con otro aspecto relacionado, algunos o todos los objetos mencionados anteriormente se logran mediante un procedimiento para la producción de un molde de fundición centrífuga provisto de una pared interna con un revestimiento de apresto para su uso en el proceso de fundición centrífuga, como se define en las reivindicaciones de patente adjuntas.

De acuerdo con otro aspecto relacionado, algunos o todos los objetos anteriores también se logran mediante un procedimiento para producir una pieza de fundición por fundición centrífuga como se define en las reivindicaciones adjuntas.

La invención también se refiere, según otro aspecto correspondiente, a un molde de fundición centrífuga para uso en el proceso de fundición centrífuga, con un revestimiento de apresto en la pared interior del molde de fundición centrífuga, como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Las configuraciones preferidas según la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

La presente invención se refiere en primer lugar al uso de una composición de apresto

con un contenido en sólidos superior al 69% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

y

con una pérdida por calcinación inferior al 0,6% en peso (preferiblemente menos inferior al 0,5 % en peso), con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto,

donde la composición de apresto una dispersión de materiales refractarios en una fase acuosa, donde los materiales refractarios comprenden, al menos

(a) - una cantidad total en el rango de 4 a 50% en peso de óxido amorfo en partículas, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

donde el óxido amorfo en partículas comprende una proporción de 85% en peso o más de dióxido de silicio, con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas,

donde el óxido amorfo en partículas tiene un valor D⁹⁵ relacionado con la masa de menos de 5 pm, determinado por difracción láser,

donde el óxido amorfo en partículas tiene una porosidad de menos del 50 % con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas, y

donde el 90 % en peso o más de las partículas (preferiblemente: partículas primarias, véase a continuación) del óxido amorfo en partículas tienen una esfericidad superior a 0,9 determinada mediante la evaluación de imágenes dimensionales de microscopio,

o

- una cantidad total en el rango entre el 4 y el 50 % en peso de microsílice como óxido amorfo en partículas, con respecto a el peso total de la composición de apresto, y

(b) uno o más materiales refractarios,

donde un 98% en peso o más de la masa total de los materiales refractarios es apto para pasar a través de un tamiz con un tamaño de malla de 0,75 mm, para la producción de un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante una aplicación por pulverización.

En el contexto de la presente invención, la determinación del contenido de sólidos en las composiciones de apresto según la invención se lleva a cabo preferiblemente según el procedimiento de prueba estándar DIN EN ISO 3251:2008-06, en particular según el procedimiento como se explica en el ejemplo. 1 de la presente invención. A menos que se indique lo contrario, el método empleado en estudios propios para determinar la fracción sólida fue el del ejemplo 1. El término "contenido de sólidos" corresponde al término "contenido de materia no volátil" utilizado en DIN ^e N ISO 3251:2008-06. Las condiciones de prueba especificadas para implementar el método descrito en DIN EN ISO 3251:2008-06 son preferentemente una temperatura de prueba de 150 °C, un tiempo de prueba de 30 min y una masa inicial de 2,5 g.

El alto contenido de sólidos de más del 69 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, contenido en las composiciones de apresto según la invención provoca un secado rápido de la composición de apresto después de que se ha aplicado a la pared interna de una fundición centrífuga. moho mediante una aplicación por pulverización.

En el contexto de la presente invención, la pérdida por calcinación en las composiciones de apresto según la invención se determina preferiblemente según el procedimiento de prueba estándar, donde para la calcinación se usa una temperatura de 900 °C (en lugar de 550 °C como se especifica en EN 12879:2000). Las masas secas utilizadas para determinar la pérdida por calcinación se obtienen preferentemente secando la respectiva composición de apresto según la invención según DIN EN ISO 3251:2008-06, siendo las condiciones de prueba preferentemente una temperatura de prueba de 150 °C, una duración de ensayo de 30 minutos y un peso de 2,5 g.

Según EN 12879:2000, la pérdida por calcinación se define como la fracción de masa que se escapa como gas cuando la masa seca de un lodo se calcina en condiciones específicas. En el campo de la fundición centrífuga, especialmente cuando se utiliza un molde de fundición centrífuga sin ventilación, la presencia de una baja pérdida por calcinación en relación con la masa total del contenido sólido de la composición de apresto representa una condición importante para evitar o reducir defectos de fundición, ya que durante el contacto del metal líquido con una capa de apresto no puede escapar al exterior en un molde de fundición centrífuga (a diferencia de un cuerpo molde de fundición). El fuerte desarrollo de gas durante el proceso de fundición aumenta inevitablemente el riesgo de defectos de fundición. La baja pérdida por calcinación definida en la presente invención de menos de 0,6% en peso, con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto, que se define en la presente invención, representa por lo tanto una de varias condiciones que permiten que una composición de apresto se use ventajosamente en el proceso de fundición centrífuga.

El uso de una solución acuosa (es decir, que contiene agua) como líquido portador tiene ventajas particulares en el contexto de la presente invención. Por un lado, el agua (como ya se explicó anteriormente) se puede clasificar como inocua en términos de protección ambiental y protección de emisiones. Por otro lado, el agua (a diferencia de algunos líquidos portadores orgánicos) se caracteriza por una evaporación o vaporización sin residuos. En particular, cuando el agua se evapora o se vaporiza no deja ningún residuo orgánico, lo que podría provocar un aumento desventajoso de la pérdida por calcinación de la composición de apresto. El uso de una fase acuosa como líquido portador, entre otras cosas, asegura o permite lograr una baja pérdida por calcinación según la invención de menos del 0,6% en peso, con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto.

En el contexto de la presente invención, el término "óxido amorfo en partículas" se entiende que significa óxido amorfo sintético en partículas, por ejemplo y preferiblemente partículas de dióxido de silicio que se pueden producir pulverizando una masa fundida de dióxido de silicio y/o microsílice. Un óxido en partículas se denomina amorfo en el contexto de la presente invención si puede detectarse una falta de orden de largo alcance de los átomos mediante investigaciones difractométricas de rayos X sobre dicho óxido. En el contexto de la presente invención, se prefiere particularmente microsílice como óxido amorfo en partículas. También se hace referencia a la microsílice con el número CAS 69012-64-2, cf. Bernd Friede, Per Fidjestol en la publicación Nachrichten aus der Chemie, 2011, 59, 956­ 958. El uso de otros óxidos amorfos en partículas es técnicamente aceptable siempre que estén presentes las propiedades (mínimas) definidas anteriormente y en las reivindicaciones. A continuación se dan ejemplos de tales otros óxidos amorfos en partículas.

El uso de una cantidad total en el rango de 4 a 50% en peso de óxido amorfo en partículas, basado en la masa total de la composición de apresto, contribuye a que la composición de apresto para uso en la invención retenga sus propiedades reológicas ventajosas a pesar del alto contenido de sólidos de más del 69% en peso, basado en la masa total de la composición de apresto, y así permitir que se aplique por medio de una aplicación por pulverización a las paredes internas de un molde de fundición centrífuga, incluso con el contenido de sólidos aumentado.

Como ya se ha explicado anteriormente, el óxido amorfo en forma de partículas utilizado es preferiblemente dióxido de silicio en forma de partículas de dióxido de silicio, que se pueden producir pulverizando una masa fundida de dióxido de silicio y/o microsílice. Se prefiere el uso de las formas antes mencionadas de dióxido de silicio dentro de una composición de apresto que se utilizará de acuerdo con la invención porque tienen un efecto particularmente positivo sobre las propiedades reológicas de la composición de apresto y, por lo tanto, contribuyen significativamente a la capacidad de pulverización de la composición de apresto que se va a utilizar según la invención con un alto contenido de sólidos al mismo tiempo. Correspondientemente, el óxido amorfo en partículas presente en dicha cantidad total en la composición de apresto a utilizar según la invención comprende una proporción del 85% en peso o más de dióxido de silicio, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas.

El "valor D⁹⁵ relacionado con la masa " del óxido amorfo en partículas presente en dicha cantidad total en la composición de apresto a utilizar según la invención es un valor medido que resulta de la distribución del tamaño de partícula de las partículas de la cantidad total de este óxido amorfo en partículas. La distribución del tamaño de partícula se determina de manera en sí conocida por difracción láser, preferiblemente usando el procedimiento de prueba estándar según DIN ISO 13320:2009. Los valores D⁹⁵ determinados en este contexto para la distribución de frecuencias acumuladas de la función de distribución de tamaño promediada en masa indican que el 95 % en peso de las partículas tienen un tamaño de partícula que es igual o menor que el valor especificado (por ejemplo 5 pm). Los dispositivos adecuados para determinar la distribución del tamaño de partícula son dispositivos de difracción láser conocidos, por ejemplo, del tipo “Mastersizer 3000” de Malvern, Gran Bretaña, preferentemente del tipo “Coulter LS 230” de Beckman Coulter, USA, con la medición preferentemente utilizando tecnología “Polarization Intensity Differential Scattering” (“PIDS”). En los procedimientos de difracción láser mencionados anteriormente, las señales de luz dispersada se evalúan preferiblemente de acuerdo con la teoría de Mie, que también tiene en cuenta el comportamiento de refracción y absorción de las partículas.

Si las partículas (primarias) del óxido amorfo en partículas están presentes como aglomerados y/o agregados y/o de alguna otra forma como amalgamas de varias partículas, éstas se separan preferiblemente de manera convencional, de manera mecánicamente suave o de manera similar, antes de llevar a cabo la determinación del valor D95 relacionado con la masa y antes de determinar la esfericidad de las partículas del óxido amorfo en partículas, para descartar un resultado erróneo en la medida de lo posible.

En el contexto de la presente invención, el término "porosidad" se entiende como porosidad abierta. En este contexto, se entiende por poros abiertos cavidades en el óxido amorfo en partículas que están conectadas entre sí y con el entorno que las rodea. La porosidad del óxido amorfo en partículas se define correspondientemente en el contexto de la presente invención como el porcentaje del volumen de poros abiertos, con respecto al volumen total. El efecto de una baja porosidad es que el óxido amorfo en partículas, cuando se usa en la composición de apresto para uso en la invención, toma solo pequeñas cantidades, o nada, de líquido de la fase acuosa; una de las consecuencias de esto es la realización de la pérdida por calcinación particularmente baja de la composición de apresto para uso en la invención. La porosidad de una sustancia se determina típicamente (como también dentro del alcance de la presente invención) por medio de porosimetría de mercurio.

En el contexto de la presente invención, la esfericidad se define como el área de proyección equivalente de un círculo (“equivalent projection area of a circle” EQPC, para abreviar) de una partícula dividida por el área de proyección real de la partícula. La determinación del tamaño de partícula necesario para determinar la esfericidad se realiza preferentemente según el procedimiento de ensayo estándar según ISO 13322-1:2014 para partículas con un tamaño de partícula inferior a 5 pm y preferentemente según el procedimiento de ensayo estándar según ISO 13322-02:2006 para partículas con un tamaño de partícula superior a 5 pm.

Los modernos sistemas microscópicos de luz o de electrones disponibles comercialmente permiten el análisis digital de imágenes y, por lo tanto, una determinación cómoda de la forma de las partículas. Se prefiere el análisis de imágenes digitales para los estudios de esfericidad. El análisis de imágenes digitales se lleva a cabo preferiblemente utilizando un software comercial de análisis de imágenes, como, por ejemplo, el software Image-Pro Plus de Media Cybernetics. Al preparar muestras para el análisis digital de imágenes, se debe tener cuidado para garantizar que las partículas estén orientadas al azar. Si es necesario, se prepararán secciones delgadas.

El óxido amorfo en partículas del componente (a) no cuenta entre los "otros" materiales refractarios del componente (b) para los fines de la presente invención. Por el contrario, otros materiales refractarios del componente (b) son aquellos materiales refractarios que no cumplen todos los criterios enumerados para los materiales refractarios del componente (a).

En el contexto de la presente invención, como materiales refractarios adicionales del componente (b) se utilizan preferiblemente materiales refractarios convencionales conocidos del estado de la técnica, que ya se han mencionado anteriormente. Los materiales refractarios adicionales particularmente preferidos del componente (b) utilizados son una o más sustancias seleccionadas del grupo que consiste en silicatos de aluminio, filosilicatos, olivino, talco, mica, grafito, coque, feldespato, caolines, caolines calcinados, metacaolinita, óxido de hierro y cromita

Con respecto a la forma y el tamaño habituales de los otros materiales refractarios del componente (b), también se hace referencia a la discusión anterior sobre los materiales refractarios habituales conocidos del estado de la técnica, que se aplica aquí correspondientemente.

Los moldes de fundición centrífuga convencionales y los procedimientos de pulverización para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante una aplicación por pulverización, como los que se pueden utilizar en el curso de la presente invención, son conocidos por el experto en la materia. Preferiblemente, la composición de apresto según la invención se pulveriza a presión a través de una boquilla de presión de un componente sobre la pared interior del molde de fundición centrífuga o se espolvorea sobre la pared interior del molde de fundición centrífuga. Dependiendo del tipo de boquilla, se genera un chorro de líquido o una laminilla de líquido en la abertura de la boquilla. La formación de gotas comienza a cierta distancia del orificio de la boquilla. Las boquillas típicas son de turbulencia, de chorro plano, de impacto y de presión de cono hueco. El orificio de las boquillas típicas puede tener forma redonda u ovalada. En el caso de un orificio redondo, el diámetro de la boquilla es preferentemente de no más de 4 mm. En el caso de una boquilla ovalada, la dimensión más pequeña de la abertura es preferentemente de no más de 3,5 mm.

Una composición de apresto a utilizar según la invención puede estar presente en una forma muy concentrada (como un concentrado); dicha composición de apresto (concentrado) se diluye entonces preferiblemente en algunos casos para permitir o facilitar su aplicación por pulverización con dispositivos convencionales. Sin embargo (dependiendo de la elección del dispositivo de aplicación por pulverización), también es posible la aplicación directa (uso directo sin dilución).

Se da preferencia al uso de una composición de apresto de acuerdo con la invención cuyo contenido de sólidos está en el rango de más del 69% en peso a como máximo 80% en peso, preferiblemente como máximo 75% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto. Las composiciones de apresto con un contenido de sólidos superior al 75 % en peso, preferiblemente con un contenido de sólidos de hasta el 80 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, se pueden usar de acuerdo con la invención, pero generalmente deben diluirse antes de su uso para mejorar las propiedades reológicas para adaptarse a las necesidades del caso individual. Incluso con un contenido de sólidos inferior al 75 % en peso, la dilución puede ser ventajosa. En algunos casos se prefiere el uso inmediato, sin diluciones intermedias. Entonces es ventajoso producir una composición de apresto que ya tenga las propiedades reológicas deseadas en la aplicación y el contenido de sólidos requerido para esto, por ejemplo, un contenido de sólidos que oscila entre más del 69 % hasta el 73 % en peso.

Se da preferencia al uso de una composición de apresto según la invención, teniendo el óxido amorfo en partículas del componente (a) una pérdida por calcinación inferior al 0,6% en peso, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a), preferentemente una pérdida por calcinación inferior al 0,5 % en peso, de forma especialmente preferente inferior al 0,3 % en peso. Con respecto a la definición, la determinación y la necesidad de una baja pérdida por calcinación en el contexto de la presente invención, se hace referencia a la discusión anterior sobre la pérdida por calcinación, que se aplica en consecuencia aquí. La baja pérdida por calcinación, basada en la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto, se logra así preferentemente, entre otras cosas, porque el óxido amorfo en partículas del componente (a) contenido en la composición de apresto según la invención en sí tiene una pérdida por calcinación de al menos menor del 0,6 % en peso preferiblemente tiene una pérdida por calcinación de menos del 0,5 % en peso, particularmente preferiblemente menos del 0,3 % en peso, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas. La baja pérdida por calcinación del óxido amorfo en partículas del componente (a) se debe en particular al hecho de que el óxido amorfo en partículas del componente (a) no absorbe o absorbe solo pequeñas cantidades de la fase acuosa en la que está presente como una dispersión en la invención. La baja pérdida por calcinación del óxido amorfo en partículas del componente (a) se debe en particular al hecho de que el óxido amorfo en partículas del componente (a) absorbe solo pequeñas cantidades, o ninguna, de la fase acuosa en la que está presente como una dispersión en la invención. La tendencia ausente o apenas pronunciada del óxido amorfo en partículas del constituyente (a) a absorber la fase acuosa asegura que solo queden pequeñas cantidades, o ninguna, de fase acuosa en los poros del óxido amorfo en partículas, por ejemplo, después de la eliminación y /o secado de la composición de revestimiento de la invención. Por el contrario, las buenas propiedades de secado del óxido amorfo en partículas conducen a una baja pérdida por calcinación del óxido amorfo en partículas del constituyente (a), lo que influye positivamente en la pérdida por calcinación de la masa total del contenido de sólidos

Se da preferencia a una composición de apresto que se puede usar de acuerdo con la invención, comprendiendo la composición de apresto (i) óxido de circonio, (ii) carbono y/o (iii) un ácido de Lewis, preferiblemente como componentes menores o secundarios de la producción del óxido amorfo en partículas del componente (a).

En el contexto de la presente invención, el término "componente menor" significa que la composición de apresto contiene solo pequeñas cantidades de dichos componentes menores que aún pueden originarse como impurezas o adherencias de procedimientos anteriores de producción y/o procesamiento del óxido amorfo en partículas. Los componentes menores mencionados están preferiblemente presentes en una cantidad de no más del 15% en peso (o fracción de masa), particularmente preferiblemente presente en una cantidad de no más del 10% en peso, lo más preferiblemente en una cantidad de no más del 5% en peso, en la composición de apresto, en cada caso con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas del componente (a).

Por óxido de circonio (también denominado dióxido de circonio, u óxido de circonio (IV)) se entiende el óxido del elemento circonio. Puede incluir pequeñas cantidades de otros óxidos metálicos.

La composición de apresto a utilizar según la invención puede comprender uno o varios ácidos de Lewis y/o mezclas de los mismos. En el contexto de la presente invención, "ácido de Lewis" significa un ácido según el concepto propuesto por G.N. Lewis, según el cual un ácido es un aceptor de un par de electrones, es decir, una molécula o ion con una configuración de gas noble incompleta que tiene un electrón El par proporcionado por una base de Lewis absorbe y puede formar un llamado aducto de Lewis con esto. Un ácido de Lewis es electrofílico, mientras que una base de Lewis es nucleófila. Por lo tanto, las moléculas y los iones también pueden entenderse como ácidos (de Lewis), que no son ácidos según las ideas clásicas.

Las propiedades de la composición de apresto a utilizar según la invención que son relevantes para los fines de la presente invención no son significativamente diferentes cuando las sustancias/grupos de sustancias (i) a (iii) mencionados anteriormente están presentes que cuando están ausentes. Por lo tanto, para la producción de la composición de apresto a utilizar según la invención, no es necesario recurrir a materiales de partida de alta pureza, sino a materiales de partida comercialmente disponibles (con sus típicos componentes menores o impurezas, véase (i), (ii) y (iii)).

También se prefiere una composición de apresto que se puede usar de acuerdo con la invención, en la que el óxido amorfo en partículas del componente (a) comprende una proporción de 90% en peso de dióxido de silicio o más, preferiblemente 95% en peso o más de dióxido de silicio, basándose en cada caso en la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a).

Con respecto a las ventajas resultantes del óxido amorfo en partículas del componente (a) que comprende una proporción tan alta de dióxido de silicio, en base a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a), véase la discusión anterior sobre el óxido amorfo en partículas referenciado, que se aplica aquí en consecuencia.

También se da preferencia a una composición de apresto que puede usarse de acuerdo con la invención o preferiblemente de acuerdo con la invención, en la que el 90% en peso o más de las partículas del óxido amorfo en partículas del componente (a) tienen una esfericidad mayor que 0,95, determinado mediante la evaluación de imágenes bidimensionales de microscopio

y/o

donde el óxido amorfo en partículas del componente (a) tiene un valor relacionado con la masa D⁹⁵ de menos de 3 |jm, preferiblemente menos de 2 jm , más preferiblemente menos de 1 jm , determinado por difracción láser.

Con respecto a la definición y determinación de la esfericidad y el valor relativo a la masa D⁹⁵, se hace referencia a la discusión anterior sobre la esfericidad y el valor relativo a la masa D⁹⁵, que se aplica en consecuencia aquí.

En el contexto de la presente invención, se prefiere el uso de partículas particularmente redondas del óxido amorfo en partículas del componente (a) (es decir, con alta esfericidad) o de óxido amorfo en partículas particularmente pequeñas (es decir, con un bajo valor relacionado con la masa D⁹⁵), ya que ambas propiedades tienen un efecto positivo sobre el comportamiento reológico (o el comportamiento de flujo) de la composición de apresto y por lo tanto hacen una contribución significativa a la capacidad de pulverización de la composición de apresto a utilizar según la invención, mientras que al mismo tiempo tiene un alto contenido de sólidos. En consecuencia, se prefiere particularmente el uso de microsílice.

También se prefiere una composición de apresto que se puede usar de acuerdo con la invención o preferiblemente de acuerdo con la invención, en la que el óxido amorfo en partículas del componente (a) comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en

partículas de dióxido de silicio o sílice que se pueden producir por pulverización de una masa fundida de dióxido de silicio, y

microsílice,

preferiblemente un contenido total de 85 % en peso o más de uno o todos estos componentes, preferiblemente 90 % en peso o más, particularmente preferiblemente 95 % en peso o más, en cada caso con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a).

Una posibilidad, en sí conocida y preferida dentro del alcance de la invención, para la producción de óxido amorfo en partículas del componente (a) es, por lo tanto, pulverizar una masa fundida de dióxido de silicio. La producción de óxido amorfo en partículas del componente (a) mediante la pulverización de una masa fundida de dióxido de silicio tiene la ventaja de que se hacen accesibles partículas pequeñas (de dióxido de silicio) (es decir, óxido amorfo en partículas con un valor D⁹⁵ relacionado con la masa bajo) con una esfericidad simultáneamente alta. En tal proceso de producción, se prefiere (como en otros procesos de producción preferidos) evitar deliberadamente llevar a cabo un proceso de molienda (después de la pulverización), ya que tal proceso de molienda podría tener un impacto negativo en la alta esfericidad de las partículas de óxido amorfo en partículas del componente (a) producidas.

Como ya se mencionó anteriormente, la microsílice (número CAS: 69012-64-2) es otro tipo de óxido amorfo en partículas del componente (a) que se prefiere particularmente dentro del alcance de la invención.

La microsílice generalmente se produce como un subproducto de la producción a gran escala de silicio y ferrosilicio en hornos de arco eléctrico mediante la reducción de arena de cuarzo con coque o antracita, por lo que primero se forma gas monóxido de silicio, que luego se oxida aún más para formar dióxido de silicio. Durante el enfriamiento posterior, el dióxido de silicio formado se condensa en microsílice amorfa en partículas. La microsílice consiste principalmente en esferas casi perfectas de dióxido de silicio amorfo, como lo muestran los estudios de microscopía electrónica. Además, a diferencia de otros óxidos amorfos en partículas del componente (a) que se prefieren dentro del alcance de la presente invención, las partículas en la microsílice típicamente no se sinterizan juntas, sino que existen como esferas aisladas que forman aglomerados completamente dispersables. Las propiedades mencionadas anteriormente significan que la microsílice es particularmente adecuado para influir positivamente en las propiedades reológicas de las composiciones de apresto que se utilizarán de acuerdo con la invención, lo que asegura en particular que las composiciones de apresto permanezcan pulverizables o se puedan aplicar a la pared interior de un molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación por pulverización.

Debido a las propiedades positivas asociadas con el uso de microsílice como el óxido amorfo en partículas del componente (a), una realización preferida de la presente invención se refiere al uso de una composición de apresto

que tiene un contenido de sólidos de más del 69% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

y

que tiene una pérdida por calcinación de menos del 0,6% en peso con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto,

donde la composición de apresto es una dispersión de materiales refractarios en una solución de fase acuosa, comprendiendo los materiales refractarios al menos

(a) una cantidad total en el rango de 4 a 50% en peso de microsílice como óxido amorfo en partículas, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

y

(b) uno o más materiales refractarios,

donde el 98% en peso o más de la masa total de los materiales refractarios aptos para pasar a través de un tamiz con un tamaño de malla de 0,75 mm,

para la producción de un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante una aplicación por pulverización.

Para el uso de microsílice como el óxido amorfo en partículas del componente (a), generalmente se aplica lo anterior en consecuencia.

También se prefiere una composición de apresto que se puede usar de acuerdo con la invención o preferiblemente de acuerdo con la invención, donde el óxido amorfo en partículas del componente (a) comprende una proporción de 85% en peso o más de microsílice, preferiblemente una proporción de 90%. en peso o más, particularmente preferiblemente una proporción del 95% en peso o más o más, cada uno con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a)

donde preferiblemente

la microsílice es una microsílice que contiene circonio, preferiblemente una microsílice que contiene circonio obtenida como subproducto en la producción de óxido de circonio en un proceso de arco eléctrico,

y/o

una dispersión del óxido amorfo en partículas del componente (a) en agua destilada, con una concentración del óxido amorfo en partículas del componente (a) del 10 % en peso, con respecto a la masa total de la dispersión, con un pH de menos de 7, preferiblemente de menos de 6.5,

y/o

el tamaño promedio ponderado de las partículas primarias de la microsílice está en el rango de 100 nm a 150 nm.

Dentro del alcance de la presente invención, se prefiere particularmente el uso de microsílice, tal como se obtiene como subproducto en la producción de óxido de circonio en el proceso de arco. Este tipo particularmente preferido de producción de microsílice asegura que una composición de apresto correspondiente contenga preferiblemente dióxido de circonio como componente menor.

Las composiciones de apresto a utilizar de acuerdo con la invención para recubrir moldes son principalmente dispersiones de materiales inorgánicos de refractarios a altamente refractarios de grano fino (materiales refractarios) en un líquido portador, por ejemplo, un líquido portador acuoso (es decir, que contiene agua). Dichas dispersiones se pueden preparar preferiblemente dispersando una cantidad del óxido amorfo en partículas del componente (a) en agua destilada para formar una dispersión que contiene 10% en peso de óxido amorfo en partículas del componente (a), con respecto a la masa total de la dispersión.

En el marco de la presente invención, el pH en una composición de apresto se determina en cada caso a partir de la dispersión, preferiblemente de acuerdo con el procedimiento de prueba estándar DIN 19260:2012-10.

En el contexto de la presente invención, el término "partículas primarias" se entiende aquellas que se reconocen como partículas individuales procesos físicos adecuados (por ejemplo, microscopía óptica o microscopía electrónica) o partículas de microsílice. Por lo tanto, las partículas primarias están libres de aglomerados (acumulación de partículas primarias que están sueltas, o, por ejemplo, unidas a través de las fuerzas de van der Waals) o agregados (ensamblaje fusionado o sinterizado de partículas primarias conectadas mediante enlaces químicos). A diferencia de otros óxidos amorfos como, por ejemplo, sílice pirogénica y sílice precipitada, las partículas primarias en la microsílice no están presentes como agregados en su mayor parte, sino como esferas aisladas que forman aglomerados completamente dispersables.

El tamaño promedio ponderado de las partículas primarias de microsílice se determina preferiblemente registrando y analizando imágenes de un microscopio óptico o un microscopio electrónico (véase también la discusión anterior sobre la determinación de la esfericidad de las partículas del óxido amorfo en partículas). Los modernos sistemas microscópicos de luz o de electrones disponibles comercialmente permiten el análisis digital de imágenes y, por lo tanto, una determinación cómoda del tamaño promedio ponderado de las partículas primarias de microsílice. Se prefiere el análisis digital de imágenes para investigar el tamaño promedio ponderado de las partículas primarias de microsílice. El análisis digital de imágenes se lleva a cabo preferiblemente utilizando un software comercial de análisis de imágenes, como, por ejemplo, el software Image-Pro Plus de Media Cybernetics. Al preparar muestras para el análisis digital de imágenes, se debe tener cuidado para garantizar que las partículas estén orientadas al azar. Si es necesario, se prepararán secciones delgadas.

Si las partículas primarias de microsílice están presentes como aglomerados y/o agregados y/o de alguna otra forma como amalgamas de varias partículas, estas se separan preferiblemente de una manera conocida per se (por ejemplo, por tratamiento ultrasónico) separadas de forma suave mecánicamente o de forma similar para descartar en la medida de lo posible cualquier error en el del resultado.

Con respecto al efecto ventajoso asociado con el uso de una proporción total del 85% en peso o más de uno o todos los óxidos amorfos en partículas preferidos antes mencionados del componente (a), preferiblemente el 90% en peso o más, particularmente preferido 95 % en peso o más, en cada caso con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a), se hace referencia a la discusión anterior sobre el efecto beneficioso de una alta proporción de dióxido de silicio, que se aplica mutatis mutandis aquí.

Una realización preferida adicional es una composición de apresto que se puede usar de acuerdo con la invención o preferiblemente de acuerdo con la invención, teniendo las partículas del óxido amorfo en partículas del componente (a) una actividad puzolánica. Esto significa que dichas partículas pueden reaccionar con hidróxido de calcio en presencia de agua. Esta actividad puzolánica tiene un efecto positivo en la adherencia del revestimiento de apresto sobre la tubería de fundición.

El óxido amorfo en partículas del componente (a) con actividad puzolánica es preferiblemente microsílice, que tiene una alta actividad puzolánica debido a su pequeño tamaño de partícula y su carácter amorfo.

También se prefiere una composición de apresto que se puede usar según la invención o preferiblemente según la invención, comprendiendo la composición de apresto una cantidad total en el intervalo de 4 a 25% en peso de óxido amorfo en partículas del componente (a), con respecto a la masa total de la composición de apresto, preferiblemente una cantidad total en el rango de 4 a 20% en peso y/o donde la proporción total de óxidos amorfos en partículas del componente (a) es inferior al 50% en peso, con respecto a la cantidad total de materiales refractarios en la composición de apresto, preferiblemente menos del 25% en peso.

Las propiedades ventajosas asociadas con la presente invención ya se logran con las cantidades totales (bajas) mencionadas anteriormente de óxido amorfo en partículas en la composición de apresto a usar según la invención (véanse los ejemplos según la invención más adelante).

También se prefiere una composición de apresto que se pueda usar según la invención o preferiblemente según la invención, que comprenda

una o más sustancias tensioactivas (agentes humectantes), preferiblemente uno o más agentes espumantes, preferiblemente uno o más agentes espumantes seleccionados entre el grupo formado por agentes espumantes aniónicos, catiónicos y no iónicos,

preferiblemente uno o más agentes espumantes aniónicos y/o uno o más agentes espumantes catiónicos, siendo la proporción total de agentes espumantes aniónicos y catiónicos preferiblemente inferior al 0,5% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

de forma especialmente preferente la proporción total de agentes espumantes seleccionados del grupo formado por agentes espumantes aniónicos, catiónicos y no iónicos es inferior al 0,5 % en peso, referido a la masa total de la composición de apresto,

de forma muy especialmente preferente la proporción total de agentes espumantes es inferior al 0,5% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto

Ventajosamente se emplean sustancias tensioactivas, preferentemente agentes espumantes, para conseguir una mejor humectación de la pared interior del molde de fundición centrífuga. Las sustancias tensioactivas iónicas y no iónicas son conocidas por los expertos en la materia. Por ejemplo, se utilizan dioctilsulfosuccinatos como sustancias tensioactivas iónicas y alquinodioles o alquinodioles etoxilados como sustancias tensioactivas no iónicas, que también son adecuadas en el contexto de la presente invención.

El uso de las correspondientes sustancias tensioactivas en las composiciones de apresto a utilizar según la invención es particularmente ventajoso ya que estas sustancias reducen la tensión superficial de la fase acuosa, lo que puede tener un efecto positivo tanto en la generación de la estructura superficial del revestimiento de apresto en la pared interna del molde de fundición centrífuga y el comportamiento de extracción de la tubería de fundición que se va a producir.

También se prefiere una composición de apresto a utilizar según la invención,

donde la proporción de dióxido de silicio cristalino es inferior al 3% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto

y/o

donde la proporción total de silicatos de circonio (también conocido como zircosilicato, silicato de zirconio o zirconio) y el óxido de zirconio es inferior a 7% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, y/o

donde la proporción de corindón es inferior al 5 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de reves­ timiento,

y/o

donde la proporción de materiales refractarios que tienen una dureza Mohs superior a 7 es inferior al 5 % en peso con respecto a la masa total de la composición de apresto

y/o

donde la proporción de diatomeas tierra es menos del 10% en peso con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a).

Como ya se ha explicado anteriormente, el desgaste del molde de fundición centrífuga utilizado se acelera debido una proporción excesiva de materiales refractarios duros dentro de una composición de apresto, ya que una proporción alta de materiales refractarios duros dentro de la composición de apresto provoca una abrasión severa en la pared interna del molde durante la extracción del tubo fundido del molde de fundición centrífuga. En consecuencia, dentro del alcance de la presente invención, se da preferencia al uso de composiciones de apresto en las que la cantidad de materiales refractarios abrasivos y duros es limitada. La limitación de la proporción de materiales refractarios duros y abrasivos dentro de la composición de apresto según la invención garantiza, en consecuencia, la protección del molde de fundición centrífuga, lo que al mismo tiempo aumenta la durabilidad del molde de fundición centrífuga.

La tierra de diatomeas (también denominada diatomita o kieselgur) es una sustancia pulverulenta blanquecina compuesta principalmente por las conchas de diatomeas fósiles (algas con frústula) y es un material refractario común conocido en la técnica. La proporción de tierra de diatomeas en las composiciones de apresto a utilizar según la invención es preferiblemente baja, inferior al 10% en peso, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a), ya que existen varias desventajas asociadas con el uso de tierra de diatomeas. Por tanto, el uso de tierra de diatomeas es problemático, por ejemplo, desde el punto de vista de la salud, ya que el polvo (calcinado) de tierra de diatomeas es uno de los polvos de cuarzo cristalino causantes de silicosis. Además, el uso de tierra de diatomeas conduce a un aumento desfavorable de la viscosidad de la composición de apresto, ya que la tierra de diatomeas tiene una esfericidad menor que el óxido amorfo en partículas del componente (a) según la invención. Además, debido a su porosidad de alrededor del 85%, la tierra de diatomeas tiene una alta capacidad de absorción de agua, por lo que el uso de tierra de diatomeas tiene un efecto negativo en la baja pérdida por calcinación de la composición de apresto que se pretende según a la invención.

También se da preferencia a una composición de apresto a utilizar de acuerdo con la invención, que comprende un agente aglomerante inorgánico que se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en fosfatos, vidrio soluble, sílice coloidal y mezclas de los mismos,

donde los vidrios solubles se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en de vidrios solubles alcalinos

y/o

donde los fosfatos se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en ortofosfatos, polifosfatos y mezclas de los mismos, de manera particularmente preferida del grupo que consiste en ortofosfatos, metafosfatos y mezclas de los mismos, de manera muy particularmente preferible del grupo que consiste en fosfatos de aluminio, polifosfatos y mezclas de los mismos, lo más preferiblemente del grupo que consiste en fosfatos de aluminio, metafosfatos y mezclas de los mismos,

y/o

donde el peso molecular promedio ponderado Mw de los fosfatos es preferiblemente superior a 300 g/mol, particularmente preferiblemente superior a 600 g/mol.

Los agentes aglomerantes de apresto (agentes aglomerantes) se utilizan principalmente para fijar los materiales refractarios contenidos en la composición de apresto a la pared interior del molde de fundición centrífuga. Los agentes aglomerantes pueden ser tanto de naturaleza orgánica como inorgánica. Con el fin de lograr la menor pérdida posible por calcinación de la composición de apresto, se utilizan preferiblemente agentes aglomerantes inorgánicos en el contexto de la presente invención.

Las soluciones acuosas de moléculas de ácido polisilícico disueltas coloidalmente, aproximadamente esféricas, se denominan sílice coloidal o soles de sílice, siendo típicamente el contenido de dióxido de silicio del 30 al 60% en peso, con respecto a la masa total de la sílice coloidal. Las sílices coloidales se pueden producir mediante el tratamiento de una solución acuosa de silicato alcalino (vidrio soluble) con intercambiadores de iones y la posterior estabilización con una sustancia que reacciona de manera alcalina con el agua.

El vidrio soluble alcalino se refiere a silicatos de sodio, potasio y litio solubles en agua vítreos (es decir, amorfos) solidificados a partir de una masa fundida, sus mezclas y las soluciones acuosas correspondientes. El término "vidrio soluble " se refiere a aquellos silicatos de sodio, potasio y/o litio amorfos e hidrosolubles y/o sus soluciones acuosas y/o mezclas de los silicatos antes mencionados y/o sus soluciones, cada uno de los cuales tiene un módulo molar (relación molar) de SO ² a M²O en el rango de 1,6 a 4,0, preferiblemente en el rango de 1,8 a 2,5, donde M²O indica la cantidad total de óxido de litio, sodio y potasio.

En el contexto de la presente invención, los ortofosfatos son sales y ésteres del ácido fosfórico, donde los iones de hidrógeno del ácido fosfórico están total o parcialmente reemplazados por iones metálicos o radicales orgánicos. En el contexto de la presente invención, las sales y los ésteres de ácido polifosfórico se denominan polifosfatos, que normalmente resultan de dos o más fosfatos de hidrógeno por eliminación de agua intermolecular (condensación) con la formación de puentes P-O-P. Los polifosfatos pueden ser de cadena lineal, ramificados o en forma de anillo. Los polifosfatos condensados en forma de anillo se denominan generalmente metafosfatos o ciclopolifosfatos, como también es el caso en la presente invención. Se prefiere el uso de metafosfatos (cyc/o-polifosfatos) en las composiciones de apresto según la invención. En el contexto de la presente invención, se entiende por fosfatos de aluminio los compuestos de fosfato que contienen aluminio, como, por ejemplo, ortofosfato de aluminio, metafosfato de aluminio, dihidrógeno fosfato de aluminio y polifosfatos de aluminio.

También se prefiere una composición de apresto para usar de acuerdo con la invención, que comprende uno o más aditivos reológicos, preferiblemente agentes espesantes, de forma particularmente preferible agentes espesantes orgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en polisacáridos, proteínas y éteres de celulosa, o agentes espesantes inorgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo formado por minerales arcillosos como bentonitas, esmectitas, atapulgitas y montmorillonitas.

Aditivos reológicos tales como por ejemplo agentes espesantes, se utilizan para ajustar la fluidez deseada de la composición de apresto para el procesamiento. Los espesantes pueden ser tanto de naturaleza orgánica como inorgánica, prefiriéndose los espesantes orgánicos en el contexto de la presente invención. La proporción de bentonitas o esmectitas o atapulgitas o montmorillonitas, preferentemente la proporción total de minerales arcillosos tales como bentonitas, esmectitas, atapulgitas y montmorillonitas, de forma especialmente preferente la proporción total de espesantes inorgánicos, muy especialmente preferente la proporción total de aditivos reológicos,

es inferior a 6 % en peso con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto a utilizar según la invención, preferentemente menos del 3 % en peso, de forma especialmente preferente menos del 1,5 % en peso

y/o

seleccionado de tal de manera que esta proporción tenga una pérdida por calcinación inferior a 0,5 % en peso con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto para usar en la invención, preferiblemente una pérdida por calcinación de menos del 0,4 % en peso, más preferiblemente de menos de 0,3% en peso

Debido a la pérdida por calcinación relativamente alta de minerales arcillosos como bentonitas, esmectitas, atapulgitas y montmorillonitas, que puede estar en el rango de alrededor del 10% en peso (con respecto a la masa del mineral arcilloso respectivo) dependiendo de las propiedades del material (que tiene un efecto negativo sobre la pérdida por calcinación de la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto), se prefieren las composiciones de apresto con la baja proporción antes mencionada de minerales arcillosos correspondientes.

También se prefiere una composición de apresto según la invención o preferida según la invención, que comprende uno o más biocidas, preferiblemente uno o más bactericidas.

En el contexto de la presente invención, el uso de biocidas pretende prevenir la infestación de las composiciones de apresto con plagas. El uso de bactericidas sirve específicamente para evitar que las composiciones de apresto sean atacadas por bacterias. Ejemplos de biocidas que también son adecuados dentro del alcance de la presente invención son formaldehído, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT), 5-cloro-2-metil-4-iostiazolin-3-ona (CIT) y 1,2 -Benzisothiazolin-3-one (BIT). Los biocidas, preferiblemente los biocidas individuales mencionados, se usan normalmente en una cantidad total de 10 a 1000 ppm, preferiblemente en una cantidad de 20 a 500 ppm, en cada caso con respecto a la masa total de la composición de apresto.

También se prefiere una composición de apresto a utilizar según la invención, donde la composición de apresto comprende, en la fase acuosa, un alcohol con un punto de ebullición inferior a 100°C a 1013 hPa, comprendiendo preferiblemente etanol en la fase acuosa.

La proporción de alcohol en la fase acuosa es preferentemente inferior al 5 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, de forma especialmente preferente inferior al 3 % en peso, de forman muy especialmente preferente entre el 2 y el 3 % en peso. El uso de un alcohol con un punto de ebullición inferior a 100 °C a 1013 hPa en la fase acuosa aumenta la velocidad de secado de la composición de apresto. Con respecto al uso de alcoholes como líquido portador, también se hace referencia a la discusión anterior sobre líquidos portadores, que se aplica en consecuencia aquí.

También se prefiere una composición de apresto que se puede usar de acuerdo con la invención o preferiblemente de acuerdo con la invención, en la que uno o más materiales refractarios del componente (b) comprenden uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en

partículas huecas que tienen una esfericidad superior a 0,9, determinada evaluando imágenes bidimensionales de microscopio, preferiblemente partículas huecas (i) con fracciones cristalinas, así como preferiblemente (ii) que comprenden dióxido de silicio o silicato

donde la proporción de estas partículas huecas está en el rango de 01 a 10 % en peso, preferentemente en el intervalo de 0,5 a 6 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

partículas cerámicas que tienen una esfericidad superior a 0,9, determinada evaluando imágenes bidimensionales de microscopio, preferentemente partículas cerámicas (i) con fracciones cristalinas y/o (ii) que comprenden uno o varios óxidos preferentemente seleccionados del grupo formado por óxido de aluminio, dióxido de silicio, óxido de circonio y óxido de calcio,

de forma especialmente preferente partículas sólidas y/o esferas huecas, muy especialmente preferiblemente cenosferas.

Las partículas huecas y/o partículas cerámicas, preferiblemente partículas huecas cerámicas, preferiblemente contenidas en una realización preferida de la composición de apresto a usar de acuerdo con la invención en el componente (b) por definición no forman parte de los óxidos amorfos en partículas del componente (a), como se define anteriormente, es decir, no tienen todas las propiedades necesarias. Una fracción cristalina, preferiblemente contenida en las partículas huecas o partículas cerámicas (lo que implica un orden de largo alcance al menos parcialmente pronunciado de los átomos) puede detectarse por medio de investigaciones de difractometría de rayos X.

Con respecto a la definición y determinación de la esfericidad, se hace referencia a la discusión anterior sobre la esfericidad, que se aplica en consecuencia aquí.

Se entiende por partículas huecas que tienen una esfericidad superior a 0,9 como partículas esféricas o casi esféricas que tienen una cavidad en su interior que es del 15% o más, preferiblemente del 40% o más, más preferiblemente del 70% o más del volumen de las partículas. Esta cavidad puede estar completamente encerrada por una capa de material inorgánico, como en el caso de las esferas huecas, o puede estar incompletamente encerrada.

Las esferas huecas o esferas huecas cerámicas representan una realización preferida de partículas huecas y partículas cerámicas dentro del alcance de la presente invención.

Las cenosferas (Cenospheres CAS No.: 93924-19-7) son esferas huecas preferidas que se forman como parte de las cenizas volantes durante la combustión del carbón en las centrales eléctricas y, por lo tanto, se separan de la corriente de gases de combustión. Las cenosferas tienen preferentemente las siguientes propiedades:

- diámetro exterior en el rango de 10 a 150 pm,

- cavidad que ocupa el 70% o más del volumen total de la esfera hueca;

- punto de reblandecimiento de 1200 °C a 1450 °C,

- dureza Mohs de 5 a 6 y

- resistencia a la compresión de 25 MPa o superior.

Las partículas sólidas de cerámica, que representan otra realización preferida de las partículas de cerámica, se diferencian de las partículas huecas de cerámica y, en particular, de las esferas huecas esencialmente en que las partículas sólidas no tienen cavidades o solo las tienen mínimas, lo que significa que las partículas sólidas tienen una forma mucho más compacta en comparación con las esferas huecas.

También se prefiere un uso según la invención, en el que se utiliza una composición de apresto

con un contenido de sólidos superior al 69% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

y

con una pérdida por calcinación inferior al 0,6% en peso, preferiblemente menos de 0,5 % en peso, más preferiblemente menos del 0,3 % en peso, con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto,

donde la composición de apresto es una dispersión de materiales refractarios en una fase acuosa, donde los materiales refractarios al menos comprenden

(a) - una cantidad total en el rango de 4 a 50 % en peso de óxido amorfo en partículas con respecto a la masa total de la composición de apresto,

donde el óxido amorfo en partículas comprende una proporción de 85% en peso o más de sílice, preferiblemente microsílice, con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas,

donde el óxido amorfo en partículas tiene un valor D95 respecto a la masa de menos de 5 pm, preferiblemente menos de 3 pm, más preferiblemente menos de 2 pm, lo más preferiblemente menos de 1 pm, determinado por difracción láser,

donde el óxido amorfo en partículas tiene una porosidad de menos de 50 %, preferentemente menos del 25 %, más preferentemente menos del 10 %, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas, y

donde el 90 % en peso o más de las partículas del óxido amorfo en partículas tiene una esfericidad superior a 0,9, preferentemente superior a 0,95, determinado mediante la evaluación de imágenes bidimensionales de microscopio,

o/respectivamente

- una cantidad total que oscila entre el 4 y el 50 % en peso de microsílice como óxido amorfo en partículas, con respecto a el peso total de la composición de apresto, y

(b) uno o más de otros materiales refractarios,

donde la composición de apresto comprende:

una o más sustancias tensioactivos,

un agente aglomerante inorgánico y

uno o más aditivos reológicos.

Como sustancias tensioactivas se utilizan preferentemente las sustancias tensioactivas mencionadas anteriormente. Como agentes aglomerantes inorgánicos se usan preferiblemente los agentes aglomerantes inorgánicos enumerados anteriormente. Como aditivos reológicos se usan preferiblemente los aditivos reológicos enumerados anteriormente. La composición de apresto a utilizar según la invención está destinada y configurada preferiblemente para ser aplicada directamente a un molde de fundición centrífuga sin añadir ni quitar componentes. Sin embargo, la composición de apresto a utilizar según la invención también puede presentarse en forma de concentrado que, dado el caso, se diluye antes de la aplicación a un molde de fundición centrífuga, en particular añadiendo agua o un líquido portador orgánico. También es posible una aplicación directa del concentrado (sin diluir) y tiene sentido en casos individuales. Esto se aplica a todas las realizaciones de la presente invención, a menos que se indique o especifique lo contrario.

Otro objeto de la presente invención es el uso de una composición de apresto según la invención descrita anteriormente, incluidas sus realizaciones preferidas, para la producción de un revestimiento de apresto en la pared interna de un molde de fundición centrífugo (por ejemplo, sin ventilación) por medio de una aplicación por pulverización, el revestimiento de apresto en la pared interna del molde de fundición centrífuga que tiene una estructura negativa posee, para la producción de una pieza de fundición de metal con una superficie estructurada, en particular para la producción de una pieza de fundición de metal con una estructura positiva complementaria a la estructura negativa en la pared interna del molde de fundición centrífuga.

Se prefiere una realización del uso según la invención en la que la aplicación por pulverización se lleva a cabo en dos o más capas al menos en zonas de la pared interior, tiene lugar en dos o más capas, donde la aplicación de la segunda o al menos una de las capas adicionales tiene lugar sobre una capa previamente aplicada, preferentemente una capa no completamente seca del revestimiento de apresto.

Como ya se explicó anteriormente, para aplicar la cantidad deseada de apresto, es posible aplicar dos o más capas de la composición de apresto que se puede usar según la invención o preferiblemente según la invención a las paredes internas de un molde de fundición centrífuga, donde la composición de apresto durante la aplicación de dos o más capas, se aplica preferentemente tanto por adelantado como en retirada a las paredes internas del molde de colada centrífuga. La realización de una aplicación por pulverización bicapa o multicapa permite, entre otras cosas, variar el espesor de capa del revestimiento de apresto producido en las paredes internas de un molde de fundición centrífuga mediante una aplicación por pulverización, lo que permite, por ejemplo, ejercer una influencia ventajosa sobre el efecto aislante y también sobre la estructuración superficial del revestimiento de apresto.

La invención también se refiere a un procedimiento para producir un molde de fundición centrífuga provisto de un revestimiento de apresto en la pared interior para usar en el proceso de fundición centrífuga, con los pasos: proporcionar o producir una composición de apresto para uso de acuerdo con la invención y/o una composición de apresto para uso preferentemente según la invención, como se describe anteriormente y/o en las reivindicaciones,

aplicar una o más capas de la composición de apresto proporcionada o producida a la pared interior de un molde de fundición centrífuga (por ejemplo, no ventilado) preferiblemente mientras el molde de fundición centrífuga está girando y/o calentándose, teniendo el revestimiento de apresto resultante, al menos después del secado, preferiblemente una estructura negativa para la producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada o para la producción de una pieza de fundición con una estructura positiva que es complementaria a la respectiva estructura negativa

La composición de apresto proporcionada o producida en el primer paso del procedimiento según la invención y la composición de apresto utilizada en el contexto del uso según la invención se producen preferiblemente como sigue:

proporcionar una cantidad de fase acuosa,

proporcionar una cantidad de materiales refractarios (a) y materiales refractarios (b) (como se describe anteriormente y en las reivindicaciones en relación con el uso según la invención y los procedimientos según la invención)

preparar una dispersión a partir de los materiales refractarios proporcionados (a), los materiales refractarios (b) y la fase acuosa, preferiblemente con agitación, donde los agregados y/o aglomerados de uno o más de los materiales refractarios (a) y/o uno o más de los otros materiales refractarios (b) se separan antes, durante y/o después del contacto con la fase acuosa, preferiblemente separada en partes primarias,

preferiblemente agregar uno o más componentes (por ejemplo, aditivos reológicos, agentes aglomerantes inorgánicos, biocidas, sustancias tensioactivas, reguladores de espuma, pigmentos, colorantes, etc.) a la cantidad de fase acuosa y/o a la dispersión producida, de manera especialmente preferente bajo agitación,

preferiblemente añadir una cantidad de fase acuosa y/o alcohólica a la dispersión producida, de manera particularmente preferente bajo agitación,

para que resulte la composición de apresto.

Para producir una composición de apresto que se utilizará de acuerdo con la invención, por ejemplo, se puede tomar inicialmente agua en una cantidad adecuada y luego se pueden agregar los otros componentes para producir la composición de apresto en la cantidad deseada a esta carga inicial, bajo agitación. utilizando un agitador adecuado tal como un agitador de alto cizallamiento, como por ejemplo un agitador de rueda dentada o un agitador de disolución. Cuando sea necesario, los constituyentes pueden descomponerse de manera convencional antes o durante la adición. Así, por ejemplo, uno o varios aditivos reológicos, en su caso, pueden descomponerse mediante un agitador de alto cizallamiento, antes o después de la adición a la carga inicial de agua e individualmente o junto con los materiales refractarios. Cuando los materiales refractarios no se descomponen junto con aditivos reológicos añadidos, también pueden descomponerse individualmente y añadirse a la carga inicial de agua. Luego, posteriormente, por ejemplo, los otros componentes de la composición de apresto se pueden agregar a la carga de agua inicial, que comprende, en su caso, aditivos reológicos y/o materiales refractarios, en cualquier orden y preferiblemente bajo agitación, preferiblemente usando un agitador de alto cizallamiento, como puede ser, por ejemplo, cualquier agente aglomerante inorgánico, uno o más biocidas, una o más sustancias tensioactivas, uno o más reguladores de espuma, uno o más pigmentos y/o uno o más colorantes.

La composición de apresto proporcionada o producida en la primera etapa del procedimiento según la invención está destinada preferentemente a ser utilizada directamente para la producción de un revestimiento de apresto sobre la pared interna de un molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación por pulverización. Alternativamente, la composición de apresto se puede producir primero como un concentrado de una manera conocida per se, que solo se agrega más tarde, por ejemplo, justo antes del uso inventivo de la composición de apresto, por ejemplo, mediante la adición adicional de agua o líquidos portadores orgánicos, se diluye hasta una concentración adecuada para el propósito o la técnica de aplicación predeterminada (con una viscosidad adecuada para la aplicación por medio de aplicación por pulverización), siendo dicha concentración entonces adecuada para el uso previsto respectivo y/o la tecnología de aplicación predeterminada, directamente para la aplicación a las paredes internas de un molde de fundición centrífuga, para producir un revestimiento refractario. Cuando, en el contexto de la presente invención, se especifiquen cantidades o proporciones en relación con la composición de revestimiento utilizada en la invención, estas cantidades o proporciones se basan en cada caso en una composición de revestimiento destinada a la aplicación directa a las paredes internas de un molde de fundición centrífuga mediante aplicación por pulverización, salvo que se indique expresamente lo contrario. En general, no es necesario mezclar entre sí los componentes individuales de la composición de apresto para uso inventivo solo directamente antes de un proceso de recubrimiento según lo previsto en moldes de fundición centrífuga; en cambio, la mezcla puede tener lugar mucho antes, ya que, ventajosamente, la estabilidad al almacenamiento de la composición de apresto para usar en la invención es alta.

Con respecto a la aplicación de una o más capas de la composición de apresto proporcionada o producida en el primer paso a la pared interna del molde de fundición centrífuga (mediante una aplicación por pulverización) y con respecto al secado de la composición de apresto aplicada, se hace referencia a las declaraciones anteriores sobre la aplicación y el secado de las composiciones de apresto aplicadas por medio de una aplicación por pulverización, que se aplican aquí en consecuencia.

La invención también se refiere a un procedimiento para producir una pieza de fundición utilizando el procedimiento de fundición centrífuga, que comprende los pasos:

proporcionar o producir una composición de apresto para usar de acuerdo con la invención y/o una composición de apresto que se usará preferiblemente de acuerdo con la invención, como se describe anteriormente y/o en las reivindicaciones,

aplicar una o más capas de la composición de apresto proporcionada o preparada a la pared interior de un molde de fundición centrífuga (por ejemplo, sin ventilación) para la producción de un revestimiento de apresto (hasta este momento, los pasos del proceso llevados a cabo corresponden a los del procedimiento de acuerdo con la invención para la producción de un molde de fundición centrífuga provisto de una pared interna con un revestimiento de apresto para su uso en el proceso de fundición centrífuga)

verter el metal fundido en el molde de fundición centrífuga giratorio, que está recubierto en el interior,

permitir que la pieza de fundición se solidifique en el molde de fundición centrífugo giratorio,

extraer la pieza de fundición del molde de fundición centrífuga, preferiblemente junto con el revestimiento de apresto o con partes del revestimiento de apresto, donde preferiblemente el revestimiento de apresto no se pega al molde de fundición centrífuga o no tiene que ser retirado mecánicamente, sino que preferiblemente hasta el 90 % en peso, de manera particularmente preferida hasta el 98 % en peso se extrae con la pieza de fundición,

donde la aplicación se realiza preferiblemente mientras el molde de fundición centrífuga está girando y/o calentándose,

y

donde preferiblemente el revestimiento de apresto, al menos después del secado, tiene una estructura negativa para la producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada o para la producción de una pieza de fundición con la respectiva estructura positiva correspondiente a la estructura negativa complementaria y la pieza de fundición tiene una superficie estructurada correspondiente o una estructura positiva.

Dependiendo del molde de fundición centrífuga seleccionado en el caso individual, la extracción de la capa de apresto se influye o asegura de la manera deseada mediante la selección correspondiente de la composición de apresto a utilizar de acuerdo con la invención.

La invención también se refiere a un molde de fundición centrífuga para su uso en el proceso de fundición centrífuga, con un revestimiento de apresto en la pared interior del molde de fundición centrífuga,

donde el revestimiento de apresto consiste en una composición de apresto seca, estando la composición de apresto (no seca) definida anteriormente y/o en las reivindicaciones,

donde preferiblemente la capa de apresto consiste en los componentes no evaporables de una composición de apresto para usar de acuerdo con la invención y/o una composición de apresto para usar preferiblemente de acuerdo con la invención (como se describe anteriormente) a 1013 hPa y una temperatura de 105 °C, preferiblemente 200 °C,

y/o

donde la capa de apresto tiene preferiblemente una estructura negativa para la producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada

y/o

donde el molde de fundición centrífuga (con un revestimiento de apresto en su pared interior) se puede producir por el procedimiento de acuerdo con la invención para producir un molde de fundición centrífuga con una pared interior con un revestimiento de apresto para su uso en un proceso de fundición centrífuga como se describe anteriormente y/o en las reivindicaciones

y/o

en el que el molde de fundición centrífuga (con un revestimiento de apresto en su pared interior) se puede producir de acuerdo con un uso según la invención y/o un uso inventivo preferido de una composición de apresto para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde centrífugo por medio de una aplicación por pulverización como se describe anteriormente y/o en las reivindicaciones.

Ejemplos:

Los ejemplos dados a continuación pretenden describir y explicar la invención con más detalle sin restringir su alcance.

Ejemplo 1 Fabricación de composiciones de apresto a utilizar según la invención y no a utilizar según la invención para la realización de un revestimiento de apresto sobre la pared interior de un molde centrífugo mediante aplicación por pulverización.

Las composiciones de apresto SZ1 a SZ3 a utilizar según la invención, que se especifican en la Tabla 1, se utilizaron para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante una aplicación por pulverización, así como la composición de apresto SS1, que también se especifica en la Tabla 1 y no se debe usar de acuerdo con la invención, de una manera en sí conocida mezclando los respectivos ingredientes especificados:

Para ello, se colocó en un balde adecuado la cantidad de agua requerida (tamaño de lote de cada composición de apresto aproximadamente 5 kg), el agente espesante (polisacárido, esmectita) y los materiales refractarios (mullita, microsílice, vidrio de cuarzo amorfo, cenosferas) se añadieron y luego con un agitador de disolución de alto cizallamiento se descompusieron durante 3 minutos de una manera en sí conocida. A continuación, se añadió el agente aglomerante inorgánico (mezcla de fosfatos y polifosfatos) y el biocida (2-metil-4-isotiazolin-3-ona, solución acuosa al 2,5 % p/p) en las proporciones indicadas en la Tabla 1 y se agitó durante otros 2 minutos con un agitador de disolución de alto cizallamiento. Finalmente, se añadió la sustancia tensioactiva (agente espumante) y se agitó cuidadosamente en la dispersión con un agitador de hélice y se distribuyó homogéneamente. En cada caso, las composiciones de apresto dadas en la Tabla 1 se obtuvieron en forma de concentrados.

Los concentrados obtenidos se purifican opcionalmente antes de su uso según la invención, es decir, por ejemplo, antes de una aplicación por pulverización, o se diluyen a una concentración adecuada para el propósito o la técnica de aplicación predeterminada, preferiblemente mezclándolo con una cantidad adicional de agua, un dispersante acuoso, alcohol o un dispersante que contenga alcohol. Sin embargo, la aplicación directa (sin dilución) también es posible y tiene sentido en casos individuales.

Tabla 1: Composiciones de apresto SZ1, SZ2 y SZ3 a utilizar según la invención y composición de apresto SS1 (concentrados) no a utilizar según la invención para producir un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación por pulverización:

La información sobre "molienda DIN" en la Tabla 1 significa que el componente especificado de la composición del apresto está en estado molido, por lo que después de tamizar una muestra de este componente con un tamiz de prueba con un tamaño de malla nominal en g (según DIN ISO 3310 -1:2001 -09, véanse los tamaños nominales de malla de los tamices de ensayo indicados en la tabla 1), queda en cada caso un residuo en el rango de 1 a 10 % en peso, con respecto a la cantidad de muestra utilizada.

La composición de apresto SS1 no utilizada según la invención no contiene microsílice. SS1 está destinada a la comparación directa con SZ2; las composiciones difieren cualitativamente sólo en términos de la cantidad o ausencia de microsílice. La masa total de los componentes (a) y (b) es constante en SZ2 y SS1, al igual que las masas individuales de los otros componentes.

Las propiedades (contenido de sólidos; tiempo de flujo) de las composiciones de apresto (concentrados) SZ1, SZ2, SZ3 y SS1 especificadas en la Tabla 1 se especifican en la Tabla 2.

Antes del uso real, las composiciones de apresto (concentradas) SZ1, SZ2 y SS1 dadas en la Tabla 1 se diluyeron agregando etanol o agregando etanol y agua y la posterior homogeneización hasta una viscosidad adecuada para la aplicación por pulverización usando una lanza pulverizadora. La cantidad de etanol y agua utilizada para la dilución, así como las propiedades de las composiciones de apresto a utilizar según la invención, obtenidas después de la dilución, para producir un revestimiento de apresto sobre la pared interior de un molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación de pulverización también se dan en la Tabla 2:

Tabla 2: Propiedades de las composiciones de apresto (concentradas) SZ1, SZ2, SZ3 a utilizar según la invención y de la composición de apresto SS1 de la Tabla 1 no a utilizar según la invención; Información sobre la dilución de las composiciones de apresto concentradas SZ1, SZ2 y SS1; Propiedades de las composiciones de apresto diluidas a usar según la invención SZ1, SZ2 o a no usar según la invención SS1.

Las composiciones de apresto SZ1, SZ2 y SZ3 especificadas en la Tabla 2 (en forma concentrada; SZ1 y SZ2 también en forma diluida; SZ3 también se puede utilizar directamente sin diluir) corresponden a las composiciones de apresto a utilizar según la invención tal como se define anteriormente y en las reivindicaciones. Por otro lado, la composición de apresto SS1 también dada en la Tabla 2 (tanto en forma concentrada como diluida) representa una composición de apresto que no debe utilizarse según la invención debido a la ausencia de microsílice. No se repiten en la tabla todas las propiedades de una composición de apresto a utilizar según la invención, sólo se dan propiedades seleccionadas.

El contenido de sólidos (fracción de componentes no volátiles) indicado en la Tabla 2 se midió de acuerdo con el procedimiento de prueba estándar DIN EN ISO 3251:2008-06. En el presente caso, se especificaron una temperatura de prueba de 150 °C, una duración de prueba de 30 minutos y un peso de 2,5 g para la implementación del procedimiento descrito en DIN EN ISO 3251:2008-06.

Los tiempos de flujo indicados en la tabla 2 se determinaron de manera análoga al procedimiento de prueba estándar DIN 5321-1 en un vaso de precipitados con una boquilla de salida de 6 mm de ERiCh SEN GmbH & Co. KG, D-58675 Hemer, modelo 243/II. Antes de la medición, las composiciones de apresto se agitaron durante 5 minutos.

Las pérdidas por calcinación indicadas en la Tabla 2 se midieron de acuerdo con el procedimiento de prueba estándar EN 12879:2000, usando una temperatura de 900 °C para la calcinación (en lugar de 550 °C como se indica en 12879:2000). Las masas secas utilizadas para determinar la pérdida por calcinación, es decir, las fracciones sólidas de la composición de apresto, se obtuvieron secando la respectiva composición de apresto según DIN EN ISO 3251:2008-06, seleccionándose una temperatura de ensayo de 150°C, una duración de ensayo de 30 minutos y un peso de 2,5 g.

A pesar del alto contenido de sólidos de >69 % en peso en cada caso, las composiciones de apresto SZ1 (particularmente diluida, véase Tabla 2), SZ2 (particularmente diluida, véase Tabla 2) y SZ3 estan muy bien adaptadas para la producción de un revestimiento de apresto en la pared interna de un molde de fundición centrífuga por medio de una aplicación por pulverización. Debido a la baja pérdida por calcinación indicada en la tabla 2 y la formación asociada de gases de descomposición solo ligeramente pronunciada durante el proceso de fundición, las composiciones de apresto SZ1, SZ2 y SZ3 también son adecuadas para su uso según la invención en moldes de fundición centrífuga (sin ventilar). La composición de apresto SS1, que es altamente viscosa como concentrado, solo se puede aplicar después de una fuerte dilución con etanol y agua (véase. Tabla 2) mediante una aplicación por pulverización; Esto se debe a que solo después de esta fuerte dilución la viscosidad es lo suficientemente baja para lograr una pulverizabilidad como es el caso en SZ3 (sin diluir) y en SZ1 y SZ2 (diluidos solo con etanol). Sin embargo, debido a la fuerte dilución, el contenido de sólidos de la composición de apresto SS1 es sólo del 66,4 % en peso. Un tiempo de secado desfavorablemente largo resulta de este bajo contenido de sólidos de la composición de apresto (diluida) SS1. Además, con la composición de apresto (diluida) SS1, no se pueden producir recubrimientos de apresto con una estructura negativa (uniforme), como se requiere para la producción de piezas de fundición con una superficie estructurada.

Ejemplo 2 Uso de las composiciones de apresto SZ2 y SZ3 a utilizar según la invención, descritas en el ejemplo 1, para la realización de un revestimiento de apresto sobre la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante aplicación por pulverización y por tanto para la realización de un molde de fundición centrífuga según a la invención.

Utilizando las composiciones de apresto descritas en el Ejemplo 1, SZ2 (diluida, véase Tabla 2) o SZ3 (sin diluir) se produjo un revestimiento de apresto de manera conocida por medio de una aplicación por pulverización en la pared interior de un molde de fundición centrífuga para la producción de manguitos de cilindro con un diámetro interior de aproximadamente 80 mm y una longitud total de aproximadamente 2 metros.

Se aplicó una cantidad de aproximadamente 110 g de la composición de apresto SZ2 (diluida) por 125 mm de longitud del molde utilizando una lanza de pulverización a la pared interior del molde de fundición centrífuga giratorio, que tenía una temperatura de alrededor de 360°C. Como resultado se consiguió un efecto aislante suficiente.

Al utilizar la composición de apresto SZ3 (sin diluir), que también se aplicó a un molde de fundición centrífuga giratorio de las mismas dimensiones a una temperatura de alrededor de 360 °C, se pudo reducir aproximadamente un 10 % la cantidad de apresto (aprox. 100 g por molde de 125 mm de longitud) en comparación con SZ2 para obtener un revestimiento de apresto con un efecto aislante suficientemente alto.

Los tiempos de pulverización para aplicar las composiciones de apresto SZ2 y SZ3 fueron de 25 s cada una para recubrir una longitud de molde de 2 metros. Los tiempos de secado de las composiciones de apresto aplicadas fueron suficientemente cortos en cada caso, de modo que el tiempo medido desde el inicio de la aplicación respectiva de las composiciones de apresto respectiva hasta el inicio del proceso de colada respectivo fue de solo 35 s en cada caso. Los recubrimientos de apresto resultantes después del secado de las respectivas composiciones de apresto tenían estructuras negativas uniformes en toda la longitud de los moldes de fundición centrífuga, que eran excelentemente adecuados para la producción de piezas fundidas con una superficie estructurada.

Los moldes de fundición centrífuga fabricados de esta manera con un revestimiento de apresto en el interior para su uso en el proceso de fundición centrífuga son moldes de fundición centrífuga según la invención para su uso en el proceso de fundición centrífuga, con un revestimiento de apresto en la pared interior del molde de fundición centrífuga, como se define anteriormente y en las reivindicaciones. El presente ejemplo es también un ejemplo de un procedimiento de acuerdo con la invención para producir un molde de fundición centrífuga provisto de un revestimiento de apresto en el interior para uso en el procedimiento de fundición centrífuga, como se define anteriormente y en las reivindicaciones.

Ejemplo 3: Producción de una pieza de fundición en un proceso de fundición centrífuga utilizando un molde de fundición centrífuga según la invención, con un revestimiento de apresto en la pared interior del molde de fundición centrífuga.

Usando el molde de fundición centrífuga según la invención producido según el ejemplo 2 con el revestimiento de apresto en la pared interior producido usando la composición de apresto SZ2, se produjo una pieza de fundición, concretamente un tubo, con una superficie estructurada en el proceso de fundición centrífuga, que se utilizó en un paso de proceso adicional para la producción de manguitos de cilindro. Para la fabricación del tubo, el metal fundido se vertió de una manera en sí conocida en el molde de fundición centrífuga giratorio, que estaba revestido por dentro. Después de que la pieza de fundición se solidificara en el molde de fundición centrífuga giratorio, el tubo resultante se extrajo del molde de fundición centrífuga junto con la mayor parte del revestimiento de apresto.

Por lo tanto, la fabricación de la pieza de fundición según los ejemplos 2 y 3 se llevó a cabo según el procedimiento según la invención para fabricar una pieza de fundición en el proceso de fundición centrífuga tal como se define anteriormente y en las reivindicaciones.

El examen de la pieza de fundición producida después de la eliminación del revestimiento de apresto con respecto a la composición de apresto SZ2 reveló que la estructura positiva producida en el tubo tenía estructuras ventajosas con muescas y una profundidad ventajosa, con la superficie estructurada (estructura positiva) producida en el tubo siendo complementaria a la estructura negativa del revestimiento de apresto.

La producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada descrita anteriormente se repitió 35 veces en el transcurso de una serie de pruebas. La proporción respectiva del revestimiento de apresto que quedaba en el molde de fundición centrífuga durante la extracción de las piezas fundidas era muy baja y podía eliminarse fácilmente, por ejemplo, soplando el molde de fundición centrífuga con aire comprimido o cepillando. Solo se produjo un poco de polvo durante este procedimiento, que se podía aspirar fácilmente.

Después del granallado de los tubos producidos, utilizando un agente de granallado en sí conocido y adecuado para el granallado de superficies estructuradas que tienen socavaduras, y después del subsiguiente corte de los tubos en segmentos, solo quedaron cantidades extremadamente pequeñas de revestimiento de apresto en las superficies estructuradas de los segmentos dentro de la serie de prueba. Las mediciones mostraron que las partículas de revestimiento de apresto todavía eran detectables solo en aproximadamente 6 a 8% del área de la superficie de los segmentos. Para determinar los valores de medición indicados anteriormente, las superficies estructuradas de los segmentos se examinaron utilizando un microscopio de luz reflejada, con comparación entre las áreas claras (aquellas ocupadas por residuos de revestimiento de apresto) y las superficies oscuras (es decir, limpias) del molde.

Las cantidades de apresto que quedaban después del granallado (en las superficies de los segmentos) podían eliminarse fácilmente por completo en un paso de acabado posterior, ya que no se adherían firmemente a la fundición.

Tanto la dureza como los valores de microestructura de todas las piezas fundidas producidas en el transcurso de la serie de pruebas correspondieron a las especificaciones.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Composición de apresto

con un contenido de sólidos de más de 69 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, y

con una pérdida por calcinación inferior al 0,6 % en peso, con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto,

donde la composición de apresto es una dispersión de materiales refractarios en una fase acuosa, donde los materiales refractarios comprenden al menos

(a) - una cantidad total en el rango de 4 a 50% en peso de óxido amorfo en partículas, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

- donde el óxido amorfo en partículas comprende una proporción de 85% en peso o más de dióxido de silicio, con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas,

- donde el óxido amorfo en partículas tiene un valor D⁹⁵ respecto a la masa de menos de 5 pm, determinado por difracción láser,

- donde el óxido amorfo en partículas tiene una porosidad de menos del 50%, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas, y

- donde el 90% en peso o más de las partículas del óxido amorfo en partículas tiene una esfericidad superior a 0,9, determinada mediante la evaluación de imágenes bidimensionales de microscopio,

o

- una cantidad total en el rango de 4 a 50 % en peso de microsílice como óxido amorfo en partículas, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

y

(b) uno o más materiales refractarios adicionales,

donde un 98 % en peso o más de la masa total de los materiales refractarios es apto para pasar por un tamiz con una malla de 0,75mm,

para la producción de un revestimiento de apresto en la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante la aplicación por pulverización.

2. Composición de apresto según la reivindicación 1,

donde el óxido amorfo en partículas del componente (a) tiene una pérdida por calcinación de menos del 0,6% en peso, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a), preferiblemente una pérdida por calcinación de menos del 0,5% en peso, más preferiblemente menos del 0,3% en peso.

y/o

donde

- la composición de apresto comprende (i) óxido de circonio, (ii) carbono y/o (iii) un ácido de Lewis, preferiblemente como componentes menores de la preparación del óxido amorfo en partículas del componente (a),

y/o

- el óxido amorfo en partículas del componente (a) tiene una proporción del 90% en peso de dióxido de silicio o más, preferiblemente 95% en peso o más de dióxido de silicio, en cada caso con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a).

3. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores, donde un 90% en peso o más de las partículas del óxido amorfo en partículas del componente (a) tienen una esfericidad superior a 0,95, determinada por evaluación de imágenes microscópicas bidimensionales

y/o

donde el óxido amorfo en partículas del componente (a) tiene un valor D⁹⁵ respecto a la masa de menos de 3 pm, preferiblemente menos de 2 pm, de manera particularmente preferible menos de 1 pm, determinado por difracción láser.

4. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores,

donde el óxido amorfo en partículas del componente (a) comprende uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en

- partículas de sílice que se pueden producir mediante la pulverización de una masa fundida de sílice, y - microsílice,

preferiblemente una proporción total de 85 % en peso o más de uno o todos estos componentes, preferiblemente 90 % en peso o más, particularmente preferiblemente 95 % en peso o más, cada uno con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a)

y/o

donde el óxido amorfo en partículas del componente (a) comprende una proporción del 85% en peso o más de microsílice, preferiblemente una proporción del 90% en peso o más, particularmente preferible una proporción del 95% en peso o más cada uno con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas del componente (a) donde preferiblemente

- la microsílice es una microsílice que contiene circonio, preferiblemente una microsílice que contiene circonio como el que se produce como subproducto en la fabricación de óxido de circonio en el proceso de arco eléctrico y/o

- una dispersión del óxido amorfo en partículas del componente (a) en agua destilada con una concentración del óxido amorfo en partículas del componente (a) del 10 % en peso, con respecto a la masa total de la dispersión, un pH inferior a 7, preferentemente inferior a 6,5,

y/o

- el tamaño promedio ponderado de las partículas primarias de la microsílice está en el intervalo de 100 nm a 150 nm.

5. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores, donde las partículas del óxido amorfo en partículas del componente (a) tienen actividad puzolánica.

6. Composición de apresto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

donde la composición de apresto comprende una cantidad total de óxido amorfo en partículas del componente (a)en el intervalo de 4 a 25% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, preferiblemente una cantidad total en el rango de 4 a 20% en peso

y/o

donde la proporción total de óxidos amorfos en partículas del componente (a) es menos del 50% en peso, con respecto a la cantidad total de materiales refractarios en la composición del apresto, preferentemente menos del 25% en peso.

7. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores, donde la composición de apresto comprende una o más sustancias tensioactivas, preferiblemente uno o más agentes espumantes, preferiblemente uno o más agentes espumantes seleccionados del grupo que consiste en agentes espumantes aniónicos, catiónicos y no iónicos,

preferiblemente uno o más agentes espumantes aniónicos y/o uno o más agentes espumantes catiónicos, donde preferiblemente la proporción total de agentes espumantes aniónicos y catiónicos es inferior al 0,5% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

de manera particularmente preferible la proporción total de agentes espumantes seleccionados del grupo formado por agentes espumantes aniónicos, catiónicos y no iónicos es inferior al 0,5% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

de forma muy especialmente preferente la proporción total de agentes espumantes es inferior al 0,5 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto.

8. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores,

donde la proporción de sílice cristalina es inferior al 3% en peso con respecto a la masa total de la composición de apresto

y/o

donde la proporción total de silicatos de circonio y de óxido de circonio es inferior al 7 % en peso con respecto a la masa total de la composición de apresto

y/o

donde la proporción de corindón es inferior al 5 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto y/o

donde la proporción de materiales refractarios con dureza Mohs de más de 7 es inferior al 5 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto

y/o

donde la proporción de tierra de diatomeas es inferior al 10 % en peso, con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas del componente (a).

9. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores, donde la composición de apresto comprende un agente aglomerante inorgánico, que se selecciona preferentemente del grupo formado por fosfatos, vidrios solubles, sílice coloidal y mezclas de los mismos,

donde los vidrios solubles se seleccionan preferentemente del grupo formado por de vidrios solubles alcalinos y/o

donde los fosfatos se seleccionan preferentemente del grupo que consiste en ortofosfatos, polifosfatos y mezclas de los mismos, de manera particularmente preferida del grupo que consiste en ortofosfatos, metafosfatos y mezclas de los mismos, muy particularmente preferiblemente del grupo que consiste en fosfatos de aluminio, polifosfatos y mezclas de los mismos, lo más preferiblemente del grupo que consiste en fosfatos de aluminio, metafosfatos y mezclas de los mismos,

y/o

donde el peso molecular promedio ponderado Mw de los fosfatos es preferentemente superior a 300 g/mol, de forma especialmente preferente superior a 600 g/mol.

10. Composición de apresto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la composición de apresto

comprende uno o más aditivos reológicos, preferiblemente agentes espesantes, más preferiblemente agentes espesantes orgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en polisacáridos, proteínas y éteres de celulosa, o agentes espesantes inorgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en minerales arcillosos tales como bentonitas, esmectitas, atapulgitas y montmorillonitas,

y/o

uno o más biocidas, preferiblemente uno o más bactericidas

y/o

donde la composición de apresto comprende uno o varios aditivos reológicos, preferentemente agentes espesantes, de forma especialmente preferente agentes espesantes orgánicos, seleccionados preferentemente del grupo formado por polisacáridos, proteínas y éteres de celulosa, o agentes espesantes inorgánicos, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en minerales arcillosos tales como bentonitas, esmectitas, atapulgitas y montmorillonitas, - donde la proporción de bentonitas o esmectitas o atapulgitas o montmorillonitas, preferiblemente la proporción total de minerales arcillosos tales como bentonitas, esmectitas, atapulgitas y montmorillonitas, de forma especialmente preferente la proporción total de agentes espesantes inorgánicos, muy especialmente preferente la proporción total de aditivos reológicos es inferior al ⁶ % en peso, con respecto a la masa total del contenido de sólidos de la composición de apresto, preferentemente inferior al 3 % en peso, particularmente preferible inferior al 1,5 % en peso

y/o

- se selecciona de tal manera, que esta proporción tenga una pérdida por calcinación de menos del 0,5% en peso, con respecto a la masa total de contenido de sólidos de la composición de apresto, preferiblemente una pérdida por calcinación inferior al 0,4 % en peso, más preferiblemente inferior al 0,3 % en peso,

y/o

donde la composición de apresto comprende, en la fase acuosa, un alcohol que tiene un punto de ebullición inferior a 100°C a 1013 hPa, comprendiendo preferentemente etanol en la fase acuosa.

11. Composición de apresto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el uno o más materiales refractarios adicionales del componente (b) comprenden uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en

- partículas huecas que tienen una esfericidad superior a 0,9 según lo determinado por evaluación de imágenes bidimensionales de microscopio, preferiblemente partículas huecas (i) con fracciones cristalinas, así como preferiblemente (ii) que comprendan dióxido de silicio o silicato,

donde la proporción de estas partículas huecas está en el rango de ^{0 , 1} a ^{1 0} % en peso, preferiblemente en el rango de 0,5 a ⁶ % en peso %, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

- partículas cerámicas que tienen una esfericidad superior a 0,9, determinada mediante la evaluación de imágenes bidimensionales de microscopio, que comprenden preferiblemente partículas cerámicas (i) con fracciones cristalinas y/o (ii) que comprenden uno o más óxidos preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en óxido de aluminio, dióxido de silicio, óxido de circonio y óxido de calcio,

con especial preferencia partículas sólidas y/o esferas huecas, con muy especial preferencia cenosferas.

12. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores,

con un contenido de sólidos superior al 69% en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto, y

con una pérdida por calcinación inferior al 0,6% en peso, preferiblemente inferior al 0,5% en peso, particularmente preferible inferior al 0,3 %, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

donde la composición de apresto es una dispersión de materiales refractarios en solución acuosa, donde los materiales refractarios al menos comprenden

(a) una cantidad total en el rango de 4 a 50 % en peso de óxido amorfo en partículas, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

- donde el óxido amorfo en partículas comprende una proporción de 85% en peso o más de sílice, preferiblemente microsílice, con respecto a la cantidad total de óxido amorfo en partículas,

- donde el óxido amorfo en partículas tiene un valor D⁹⁵ respecto a la masa de menos de 5 pm, preferiblemente menos de 3 pm, más preferiblemente menos de 2 pm, lo más preferiblemente menos de 1 pm, determinado por difracción láser,

- donde el óxido amorfo en partículas tiene una porosidad de menos de 50 %, preferentemente menos del 25 %, más preferentemente menos del ¹⁰ %, con respecto a la cantidad total del óxido amorfo en partículas, y - donde el 90 % en peso o más de las partículas del óxido amorfo en partículas tiene una esfericidad superior a 0,9, preferentemente superior a 0,95, determinado mediante la evaluación de imágenes bidimensionales de microscopio,

o

una cantidad total que oscila entre el 4 y el 50 % en peso de microsílice como óxido amorfo en partículas, con respecto a el peso total de la composición de apresto,

y

(b) uno o más materiales refractarios adicionales,

donde la composición de apresto comprende:

- una o más sustancias tensioactivas,

- un agente aglomerante inorgánico, y

- uno o más aditivos reológicos.

13. Composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores, donde el contenido de sólidos de la composición de apresto está en el rango de más del 69 % en peso hasta un máximo de 80 % en peso, con respecto a la masa total de la composición de apresto,

donde el contenido de sólidos de la composición de apresto está en el rango de más del 69% en peso a un máximo de 75 % en peso, referido a la masa total de la composición de apresto, especialmente preferente en el intervalo de más del 69 % en peso hasta el 73 % en peso.

14. Uso de una composición de apresto según una de las reivindicaciones anteriores para la fabricación de un revestimiento de apresto sobre la pared interior de un molde de fundición centrífuga mediante aplicación por pulverización,

donde preferiblemente el revestimiento de apresto sobre la pared interior del molde de fundición centrífuga tiene una estructura negativa para la producción de una pieza de fundición metálica con una superficie estructurada y/o

donde preferiblemente la aplicación por pulverización, al menos en zonas de la pared interior, tiene lugar en dos o más capas, donde la aplicación de la segunda o al menos una de las capas adicionales tiene lugar sobre una capa previamente aplicada, preferentemente una capa no completamente seca del revestimiento de apresto.

15. Procedimiento para la producción de un molde de fundición centrífuga provisto de un revestimiento de apresto en su pared interior para su uso en el proceso de fundición centrífuga, con los pasos:

- proporcionar o producir una composición de apresto como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13,

- aplicar una o más capas de la composición de apresto proporcionada o producida a la pared interior del molde de fundición centrífuga, preferiblemente con el molde de fundición centrífuga girando y/o calentado, donde preferiblemente el revestimiento de apresto resultante tiene una estructura negativa, al menos después del secado, para la producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada.

16. Procedimiento para producir una pieza de fundición por en un proceso de fundición centrífuga, que comprende los pasos de:

- proporcionar o producir una composición de apresto como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,

- aplicar una o más capas de la composición de apresto proporcionada o producida a la pared interior de un molde de fundición centrífuga para producir un revestimiento de apresto

- verter el metal fundido en el molde de fundición centrífuga giratorio, que está recubierto por dentro, - permitir que la pieza de fundición se solidifique en el molde de fundición centrífuga giratorio,

- extraer la pieza de fundición del molde de fundición centrífuga, preferiblemente junto con el revestimiento de apresto o con partes del revestimiento de apresto,

donde la aplicación se realiza preferiblemente mientras el molde de fundición centrífuga está girando y/o calentándose, y

donde preferiblemente el revestimiento de apresto, al menos después del secado, tiene una estructura negativa para la producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada y la pieza de fundición tiene una superficie estructurada correspondiente.

17. Molde de fundición centrífuga para su uso en el proceso de fundición centrífuga, con un revestimiento de apresto en la pared interior del molde de fundición centrífuga,

donde el revestimiento de apresto consiste en una composición de apresto tal como se define en una de las reivindicaciones 1 a 13, que se seca,

- donde preferiblemente el revestimiento de apresto consiste en componentes no evaporables a 1013 hPa y una temperatura de 105 °C, preferentemente 200 °C de una composición de apresto como se define en una de las reivindicaciones 1 a 10

y/o

- donde preferiblemente el revestimiento de apresto tiene una estructura negativa para la producción de una pieza de fundición con una superficie estructurada

y/o

donde el molde de fundición centrífuga se puede producir según el procedimiento según la reivindicación 15 y/o

donde el molde de fundición centrífuga se puede producir según el uso de la reivindicación 14.