MXPA06014028A - Instalacion de procesamiento de metal integrada. - Google Patents

Abstract

Se describe una instalacion integrada para la formacion y tratamiento termico de un colado de metal, la instalacion comprende: una estacion de vertido para verter un metal fundido a un molde para formar un colado; una estacion de control de temperatura de proceso corriente debajo de la estacion de vertido, la estacion de control de temperatura de proceso comprende un dispositivo de deteccion de temperatura en un horno de tratamiento termico; en donde el dispositivo de deteccion de temperatura y la fuente de calor estan adaptados para mantener la temperatura del colado en o por encima de la temperatura de control de proceso para el metal del colado y en donde al recibir una senal de inyeccion del dispositivo detector de temperatura, el mecanismo de transferencia retira el colado antes de la entrada al horno.

Description

INSTALACIÓN DE PROCESAMIENTO DE METAL INTEGRADA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tradicional ente, en los procesos convencionales para formar colados de metal, un molde, tal como una matriz de metal o molde de arena que tiene una cámara interior con los elementos exteriores de un colado deseado definidos en la misma, es llenado con un metal fundido. Un núcleo de arena que define los elementos interiores del colado es recibido y/o colocado dentro del molde para formar el detalle interior del colado a medida que el metal fundido solidifica alrededor del núcleo. Después que el metal fundido del colado ha solidificado, el colado es en general movido a un horno de tratamiento para el tratamiento térmico de los colados, remoción de la arena de los núcleos de arena y/o moldes y otro procesamiento como se requiera. Los procesos de tratamiento térmico acondicionan el metal o aleaciones de metal de los colados para obtener las caracteristicas físicas deseadas para una aplicación dada. Comúnmente, durante la transferencia de los colados desde la estación de vertido a una estación de tratamiento térmico y especialmente, si se permite que los colados se asienten por una cantidad de tiempo apreciable, los colados pueden ser expuestos al medio ambiente de la fundición o instalación de procesamiento de metal. Como resultado, los colados tienden a enfriarse rápidamente de una temperatura fundida o se i-fundida . En tanto que algún enfriamiento de los colados es necesario para permitir que los colados solidifiquen, mientras mayor es la temperatura que los colados caen y más largo el tiempo en que los colados permanecen debajo de una temperatura critica de proceso (también denominada en la presente como la "temperatura de control de proceso") de los colados, se requiere más tiempo para calentar los colados a una temperatura de tratamiento térmico deseada y para tratar térmicamente los colados. Por ejemplo, se ha encontrado que para ciertos tipos de metales, por cada minuto de tiempo que el colado cae debajo de su temperatura de control de proceso, por lo menos aproximadamente 4 minutos de tiempo de tratamiento térmico extra se requiere para obtener los resultados deseados. Asi, aún cuando cae debajo de la temperatura de control de proceso para el metal del colado por tan poco como 10 minutos puede requerir por lo menos aproximadamente 40 minutos de tiempo de tratamiento térmico adicional para obtener las propiedades físicas deseadas. Comúnmente, por consiguiente, los colados son tratados térmicamente por 2 a 6 horas, en algunos casos por más tiempo para obtener los efectos de tratamiento térmico deseados. Esto da como resultado mayor utilización de energía y por consiguiente mayores costos de tratamiento térmico.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Descrita previamente, la presente invención comprende en general una instalación de procesamiento de metal integrada para verter, formar, tratar térmicamente y procesar adicionalmente colados formados de metales o aleaciones de metal. La instalación de procesamiento de metal integrada incluye en general una estación de vertido en la cual un metal fundido tal como aluminio o hierro o una aleación de metal, es vertido a un molde o matriz, tal como un molde metal permanente, molde semi-permanente o molde de arena. Luego los moldes son transferidos desde una estación de vertido o estación de vaciado de la estación de vertido a una posición de transferencia, en donde el colado es ya sea retirado de su molde o transferencia a una línea de tratamiento térmico. El mecanismo de transferencia incluye comúnmente un brazo robótico, grúa, elevador elevado o elevador, impulsador, transportador o mecanismo- de transportación similar. El mismo mecanismo puede también ser usado para remover los colados de sus moldes y transferir los colados a la línea de tratamiento térmico. Durante esta transición de la estación de vertido a la posición de transferencia y/o a la línea de tratamiento térmico, se permite que el metal fundido de los colados se enfría a una extensión suficiente para formar los colados . La línea o unidad de tratamiento térmico incluye en general una estación de control de temperatura de proceso y una estación de tratamiento térmico u horno que tiene comúnmente una o más cámaras de horno y opcionalmente, una estación de apagado ubicada en general corriente abajo de la estación de tratamiento térmico. La estación de control de temperatura de proceso puede ser en general una cámara alargada o túnel a través del cual los colados son recibidos antes de su introducción a la estación de tratamiento térmico. La cámara puede incluir una serie de fuentes de calor, tales como calentadores radiantes, infrarrojos, por inducción, por convección, conducción u otros tipos de elementos de calentamiento . Las paredes y techo de la estación de control de temperatura de proceso pueden también incluir un material radiante que tiende a irradiar o dirigir calor a los colados y/o moldes a medida que se mueven a través de la cámara. Alternativamente, una serie de fuentes de calor, en los que se incluyen elementos de calentamiento radiantes tales como elementos de calentamiento infrarrojos e inductivos por convección, conducción u otros tipos de fuentes de calor pueden ser usados para dirigir el calor a los colados o moldes a medida que los colados o moldes son transferidos desde de la estación de vertido a la estación de tratamiento térmico. Además, un elemento de calentamiento o fuente de calor puede ser montado directamente al mecanismo de transferencia para calentar los colados y/o los moldes de arena.

A medida que los colados y/o los moldes con los colados en los mismos pasan a través de la estación de control de temperatura de proceso, se detiene el enfriamiento de los colados en o mayor a una temperatura de control de proceso. La temperatura de control de proceso es en general una temperatura menor que la temperatura de tratamiento térmico en solución requerida para el metal de los colados, de tal manera que los colados son enfriados a una -cantidad o extensión suficiente para permitir que solidifiquen, pero menor de la cual el tiempo requerido para elevar los colados a su temperatura de tratamiento térmico de solución y después de esto tratar térmicamente los colados se incrementa exponencialmente. Los colados son mantenidos a una temperatura de o mayor que su temperatura de control de proceso hasta que los colados entran a la estación de tratamiento térmico. Al detener el enfriamiento de los colados y después de esto mantener los colados a una temperatura que es sustancialmente de o mayor que la temperatura de control de proceso para el metal de los colados, el tiempo requerido para tratar térmicamente los colados puede ser reducido significativamente. Así, la salida de la estación de vertido para los colados puede ser incrementada y el procesamiento global y tiempo de tratamiento térmico para los colados pueden ser reducidos. Antes de la entrada al horno de tratamiento térmico, los colados pasan a través de una zona de entrada. La temperatura del colado puede ser verificada para determinar si la temperatura ha caído debajo de una temperatura de rechazo preestablecida o predefinida. Si la temperatura del colado es menor o igual que la temperatura de rechazo, el colado puede ser retirado de la línea de tratamiento térmico utilizando cualesquier medios apropiados. Si el colado es aceptado, procede al horno de tratamiento térmico para tratamiento térmico. La unidad de tratamiento térmico puede incluir elementos que ayudan a la remoción y/o recuperación del núcleo de arena y/o molde. Después de esto, los colados pueden sufrir procesamiento adicional, por ejemplo apagado, recocido y/o tratamiento térmico adicional. Varios objetos, elementos y ventajas de la presente invención se harán evidentes para aquellos experimentados en el arte después de una revisión de la siguiente descripción detallada cuando sea tomada en conjunción con las figuras adjuntas .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1A es una instalación esquemática de un sistema de procesamiento de metal ejemplar de acuerdo con varios aspectos de la presente invención; La figura IB es una ilustración esquemática de otro sistema de procesamiento de metal ejemplar que ilustra la recolección y transferencia de colados desde múltiples estaciones de vertido a una unidad de tratamiento térmico de acuerdo con varios aspectos de la presente invención; La figura 1C es una ilustración esquemática de todavía otro sistema de procesamiento de metal ejemplar, con remoción de enfriamiento de los moldes de acuerdo con varios aspectos de la presente invención; La figura ID es una ilustración esquemática de todavía otro sistema ejemplar de acuerdo con varios aspectos de la presente invención, que ilustra un mecanismo de transferencia que incluye un dispositivo de calentamiento; La figura 2A es una vista en planta superior de una estación de control de temperatura de proceso ejemplar y estación de tratamiento térmico de acuerdo con varios aspectos de la invención; La figura 2B es una vista en elevación lateral de la estación de control de temperatura de proceso y estación de tratamiento térmico ilustrada en la figura 2A; La figura 3 es una vista en perspectiva de un sistema de procesamiento por lotes ejemplar de acuerdo con varios aspectos de la presente invención; Las figuras 4A y 4B ilustran una estación de control de temperatura de proceso ejemplar que incluye una fuente de calor por convección de acuerdo con varios aspectos de la presente invención; Las figuras 5A y 5B ilustran otra estación de control de temperatura de control de proceso ejemplar que incluye una fuente de calor de calor directo/choque de acuerdo con varios aspectos de la presente invención, y Las figuras 6A y 6B ilustran otra estación de control de temperatura de proceso ejemplar que incluye una fuente de calor radiante de acuerdo con varios aspectos de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Refiriéndose ahora en mayor detalle a las figuras, en las cuales los números semejantes se refieren a partes semejantes en todas las varias vistas, la figura ÍA a figura 3 ilustran esquemáticamente una instalación de procesamiento de metal integrada ejemplar o sistema 5 para y método de procesamiento de colados metalúrgicos. Los procesos de colado de metal son en general conocidos para aquellos experimentados en el arte y un proceso de colado tradicional será descrito solo brevemente por propósitos de referencia. Se comprenderá por aquellos experimentados en el arte que la presente invención puede ser usada en cualquier tipo de proceso de colado, en los que se incluyen procesos de colado de metal para formar aluminio, hierro, acero y/u otros tipos de metal y colados de aleación de metal. Así, la presente invención no es y no debe ser limitada solamente para uso con un proceso de colado particular o un tipo o tipos particulares de metales o aleaciones de metal. Como se ilustra en la figura 1A, un metal fundido o aleación de metal M es vertido comúnmente a una matriz o molde 10 en una estación de vertido o vaciado 11 para formar un colado 12, tal como una cabeza de cilindro, bloque de motor o parte colada similar, ün núcleo 13 de colado formado de arena y un aglutinante orgánico, tal como una resina fenólica, es recibido o colocado dentro del molde 10 para crear cavidades huecas y/o detalles de colado o impresiones de núcleo dentro del colado. Cada uno de los moldes puede ser alternativamente un molde o matriz permanente, formado comúnmente de un metal tal como acero, hierro colado u otro material como es conocido en el arte. Tales moldes pueden tener un diseño tipo concha de almeja por facilidad de apertura y remoción del colado del mismo. Todavía alternativamente, los moldes pueden ser moldes tipo "molde de arena de precisión" y/o "molde de arena verdes", que son en general formados a partir de un material de arena tal como arena de sílice o arena de zirconio mezclada con un aglutinante tal como una resina fenólica u otro aglutinante como es conocido en el arte, similar a los núcleos 13 del colado de arena. Los moldes pueden ser además moldes de arena semi-permanentes, que tienen comúnmente una pared de molde externa formada de arena y un material aglutinante, un metal tal como acero o una combinación de ambos tipos de materiales. Se comprenderá que el término "molde" será usado posteriormente en la presente para referirse en general a todos los tipos de moldes como se discuten anteriormente, en los que se incluyen matrices permanentes o de metal, moldes tipo molde de arena semi-permanentes y de precisión y otros moldes de colado de metal, excepto en donde se indica un molde de tipo particular. Se comprenderá además que en las varias modalidades discutidas posteriormente en la presente, a no ser que es indique un tipo de molde y/o proceso de tratamiento térmico particular, la presente invención puede ser usada para tratamiento térmico de colados que han sido retirados de sus moldes permanentes o que permanecen dentro de un molde de arena para el tratamiento térmico combinado y rompimiento de molde de arena y recuperación de arena. Como se muestra en la figura 1A, cada uno de los moldes 10 incluye en general paredes laterales 14, una pared superior o parte superior 16 y una pared inferior o fondo 17 que definen colectivamente una cavidad interna 18 en la cual el metal fundido es recibido y formado al colado 12. Un orificio o abertura de vertido 19 es formada en general en la pared superior o parte superior 16 de cada molde y comunica con la cavidad interna para el paso del metal fundido a través de cada molde y a la cavidad interna 18 en la estación de vertido 11. Como se indica en las figuras 1A a 1C, la estación de vertido 11 incluye en general una cuchara o mecanismo similar 21 para verter el metal fundido M a los moldes. La estación de vertido 11 incluye además un transportador 22, tal como un carrusel, pistón, mecanismo de graduación o mecanismo de transportación similar que hace mover uno o más moldes desde una estación de vertido o vaciado 23, en donde el metal fundido es vertido a los moldes, a un punto o posición de transferencia 24, en el cual los colados son retirados de sus moldes o en el cual los moldes con sus colados en los mismos son transferidos desde la estación de vertido a una unidad de tratamiento térmico 26 o línea para tratamiento térmico. Después que el metal fundido es vertido al molde, el molde es transportado a la posición de transferencia, en donde se permite que el metal se enfríe a una extensión o temperatura deseada dentro de la matriz como sea necesario para que el metal solidifique al colado. Luego el colado es tratado térmicamente a una temperatura de tratamiento térmico deseada. Se ha descubierto que, a medida que el metal del colado es enfriado, llega a una temperatura o intervalo de temperaturas denominada en la presente como la "temperatura de control de proceso" o "temperatura crítica del proceso" debajo de la cual el tiempo requerido para elevar los colados a la temperatura de tratamiento térmico y efectuar el tratamiento térmico es incrementado significativamente. Se comprenderá por aquellos experimentados en el arte que la temperatura de control de proceso para los colados que son procesados por la presente invención variará dependiendo del metal particular y/o aleaciones de metal que son usados para los colados, el tamaño y forma de los colados y numerosos otros factores. En un aspecto, la temperatura de control de proceso puede ser de aproximadamente 400°C, para algunas aleaciones o metales. En otro aspecto, la temperatura de control de proceso puede ser de aproximadamente 400°C a aproximadamente 600 °C. En otro aspecto, la temperatura de control de proceso puede ser de aproximadamente 600° a aproximadamente 800 °C. En todavía otro aspecto, la temperatura de control de proceso puede ser de aproximadamente 800°C a aproximadamente 1100°C. En todavía otro aspecto, la temperatura de control de proceso puede ser de aproximadamente 1000 ° C a aproximadamente 1300 ° para algunas aleaciones o metales, por ejemplo hierro. En un ejemplo particular, una aleación de aluminio/cobre puede tener una temperatura de control de proceso de aproximadamente 400°C a aproximadamente 470°C. En este ejemplo, la temperatura de control de proceso es en general menor que la temperatura de tratamiento térmico en solución para la mayoría de las aleaciones de cobre, que comúnmente es de alrededor de 475 °C a aproximadamente 495 °C. En tanto que se proporcionan en la presente ejemplos particulares, se comprenderá que la temperatura de control de proceso puede ser cualquier temperatura, dependiendo del metal particular y/o aleaciones de metal que son usados para los colados, el tamaño y forma de los colados y otros numerosos factores . Cuando el metal del colado está dentro de intervalo de temperatura de control de proceso deseado, el colado comúnmente será enfriado suficientemente para solidificar como se desea. Sin embargo, si se permite que el colado se enfríe menor que su temperatura de control de proceso, se ha encontrado que el colado puede necesitar ser calentado por al menos aproximadamente 4 minutos adicionales por cada minuto que el metal del colado es enfriado menor que la temperatura de control de proceso para alcanzar la temperatura de tratamiento térmico deseada, por ejemplo, de aproximadamente 475°C a aproximadamente 495 °C para aleaciones de aluminio/cobre o de aproximadamente 510°C a aproximadamente 570°C para aleaciones de aluminio/magnesio. Así, si los colados se enfrían menor que su temperatura de control de proceso por un tiempo aún corto, el • tiempo requerido para tratar térmicamente los colados apropiada y completamente puede ser incrementado significativamente. Además, se debe reconocer que en un sistema de procesamiento por lotes, tal como se ilustra en las figuras IB, 1C y ID, en donde varios colados son procesados a través de la estación de tratamiento térmico en un solo lote, el tiempo de tratamiento térmico para todo el lote de colados está en general basado en el tiempo de tratamiento térmico requerido para el (los) colado (s) con la temperatura más baja en el lote.

Como resultado, si uno de los colados en el lote que es procesado se ha enfriado a una temperatura menor que la temperatura de control de proceso, por ejemplo por aproximadamente 10 minutos, todo el lote necesitará comúnmente ser tratado térmicamente, por ejemplo, por lo menos 40 minutos adicionales para asegurar que todos los colados sean tratados térmicamente de manera apropiada y completa. Varios aspectos de la presente invención por consiguiente son concernientes con una instalación o sistema 5 de procesamiento integrado (figuras ÍA a 3) y métodos de procesamiento de colados de metal. Los varios sistemas están diseñados para hacer mover y/o efectuar la transición de los colados (dentro o aparte de sus moldes) desde la estación de vertido 11 al sistema o unidad 26 de tratamiento térmico, en tanto que se detiene el enfriamiento del metal fundido a una temperatura de o mayor que la temperatura de control de proceso del metal, pero menor o igual a las temperaturas de tratamiento térmico deseadas de los mismos para permitir que los colados solidifiquen. Así, varios aspectos de la presente invención incluyen sistemas para verificar la temperatura de los colados para asegurar que los colados sean mantenidos sustancialmente en o mayor que la temperatura de control de proceso. Por ejemplo, termopares u otros dispositivos o sistemas de detección de temperatura similares pueden ser colocados sobre o adyacentes a los colados o en sitios espaciados a lo largo de la trayectoria de viaje de los colados desde la estación de vertido a un horno de tratamiento térmico para proporcionar una verificación sustancialmente continua. Alternativamente, se puede usar verificación periódica a intervalos determinados para ser suficientemente frecuentes. Tales dispositivos pueden estar en comunicación con una fuente de calor, de tal manera que el dispositivo de medición o detección de temperatura y la fuente de calor pueden cooperar para mantener la temperatura de colado sustancialmente en o mayor que la temperatura de control de proceso para el metal del colado. Se comprenderá que la temperatura del colado puede ser medida en un sitio particular sobre o en el colado, puede ser una temperatura promedio calculada al medir la temperatura en una pluralidad de locaciones o sitios sobre o en el colado o puede ser medida de cualquier otra manera como se necesite o desee para una aplicación particular. Así, por ejemplo, la temperatura del colado puede ser medida en múltiples sitios sobre o en el colado y un valor de temperatura global puede ser calculado o determinado ser la temperatura más baja detectada, la temperatura más alta detectada, la temperatura media detectada, la temperatura promedio detectada o cualquier combinación o variación de las mismas. Además, antes de la entrada al horno de tratamiento térmico, los colados pueden pasar a través de una boquilla de entrada o rechazo 110, en donde la temperatura de cada colado es verificada para determinar si el colado se ha enfriado a una extensión que requeriría una cantidad de energía excesiva para elevar la temperatura a la temperatura de tratamiento térmico. La zona de entrada puede estar incluida en la estación de temperatura de control de proceso o puede ser una zona separada, como se indica en general en todas las varias figuras. La temperatura de colado puede ser verificada mediante cualquier dispositivo de detección o medición de temperatura apropiada, tal como un termopar, para determinar si la temperatura del colado ha llegado o caído debajo de una temperatura de rechazo preestablecida o predefinida. En un aspecto, la temperatura de rechazo predefinida puede ser una temperatura (por ejemplo, de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 20 °C) menor que la temperatura de control de proceso para el metal del colado. En otro aspecto, la temperatura de rechazo predefinida puede ser una temperatura (por ejemplo, de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 20 °C) menor que la temperatura de tratamiento térmico del horno o estufa. Si el colado se ha enfriado a una temperatura menor o igual a la temperatura predefinida, el sistema de control puede enviar una señal de rechazo a un mecanismo de transferencia o remoción. En respuesta a la detección de una condición o señal de defecto, el colado sujeto puede ser identificado para evaluación adicional o puede ser retirado de la línea de transferencia. El colado puede ser removido mediante cualquier mecanismo o dispositivo apropiado en los que se incluyen pero no limitados a, un brazo robótico u otro dispositivo automatizado o el colado puede ser retirado manualmente por un operador. Como con lo anterior, se comprenderá que la temperatura del colado puede ser medida en un sitio particular sobre o en el colado, puede ser una temperatura promedio calculada al medir la temperatura en una pluralidad de sitios sobre o en el colado o puede ser medida de cualquier otra manera como sea necesario o deseado para una aplicación particular. Así, por ejemplo, la temperatura del colado puede ser medida en múltiples sitios sobre o en el colado y un valor global puede ser calculado o determinado ser la temperatura más baja detectada, la temperatura más alta detectada, la temperatura media detectada, la temperatura promedio detectada o cualquier combinación o variación de las mismas. Una primera modalidad de la instalación integrada 5 y proceso para hacer mover y/o procesar colados en la misma es ilustrada en las figuras ÍA, 2A y 2B. La figura IB y la figura 3 ilustran una modalidad alternativa adicional de la instalación integrada 5 y proceso para formar y tratar colados, en donde los colados son recolectados y procesados por medio de tratamiento térmico en una disposición tipo procesamiento por lotes. Sin embargo, se comprenderá por aquellos experimentados en el arte que los principios de la presente invención pueden ser aplicados igualmente a instalaciones de procesamiento tipo por lotes y tipo continuo en las cuales los colados son procesados individualmente por medio de la instalación y por consiguiente la presente invención. Las modalidades descritas posteriormente en la presente por consiguiente, no son y no deben estar limitadas a las instalaciones de procesamiento continuo o tipo por lotes. Las figuras 1C y figura ID ilustran modalidades alternativas adicionales de la presente invención para efectuar etapas de procesamiento adicionales tales como remoción de frío de los colados (figura 1C) y alimentar los colados a múltiples hornos de tratamiento térmico (figura ID) . además, se comprenderá por aquellos experimentados en el arte que varios elementos de las modalidades discutidas posteriormente en la presente e ilustradas en las figuras pueden ser combinados para formar modalidades adicionales de la presente invención. En el sistema ejemplar ilustrado en las figuras 1A, 2A y 2B, los colados 12 son en general retirados de sus moldes 10 en la estación de transferencia o vertido 11 mediante un mecanismo de transferencia 27. Como se indica en las figuras 2A y 2B, el sistema o mecanismo de transferencia 27 incluye comúnmente un brazo robótico o grúa 28, aunque se comprenderá por aquellos experimentados en el arte que varios otros sistemas y dispositivos para hacer mover los colados y/o moldes, tales como una pluma o grúa elevada, transportador, varilla de empuje u otros mecanismos de manipulación de materiales similar pueden ser usados. Como se indica en las figuras ÍA, IB y 2A, el brazo robótico 28 incluye en general una porción de acoplamiento o porción de agarre o abrazadera 29 para acoplarse y retener los moldes o colados y una base 31 sobre la cual el brazo 28 es montado pivotadamente para ser movible entre el punto de transferencia 24 de la estación de vertido y la línea de tratamiento térmico como se indica por las flechas 32 y 32' (figura 2A) . Además, como se muestra en la figura IB, el mecanismo de transferencia puede ser usado para transferir moldes y/o colados de múltiples estaciones de vertido 11 y 11' y puede transferir los moldes y/o colados a múltiples líneas o unidades 26 de tratamiento térmico (figura 1C) . Los moldes con colados en los mismos son movidos comúnmente desde la estación de vertido 11 al punto de recolección de transferencia 24 (figura 2A) , en donde el mecanismo de transferencia 27 en general recogerá los moldes con sus colados contenidos en los mismos o retirará los colados 12 de sus moldes y transportará los colados a la unidad de tratamiento térmico 26. Así, el mismo mecanismo de manipulador o transferencia puede ser usado para remover los colados de la estación de vertido y para introducir los colados a la unidad de tratamiento térmico. Comúnmente una fuente de calor o elemento de calentamiento 33 será colado adyacente al punto de transferencia 28 para los colados para aplicar calor a los mismos . La fuente de calor puede incluir comúnmente cualquier tipo de elemento de calentamiento o fuente de calentamiento tal como tipos de conducción, radiante, infrarrojo, conductivo, convectivos y tipos de choque directo de fuentes de calor. Como se ilustra en la figura 2A, múltiples fuentes de calor 33 pueden ser usadas, colocadas para aplicar más efectivamente calor a los colados durante una operación de transferencia de la estación de vertido a la línea de tratamiento térmico. Comúnmente, en el caso de matrices o moldes permanentes o de metal, los moldes serán abiertos en el punto de transferencia y los colados retirados por el mecanismo de transferencia, como se muestra en la figura ID. Luego, el mecanismo de transferencia transfiere los colados a uno o más transportadores de entrada 34 (figuras IB y 2A) de la unidad, línea (s), o sistema (s) 26 de tratamiento térmico de la instalación 5 de procesamiento integrada. A medida que los moldes son abiertos, y los colados retirados, las fuentes de calor 33 (figura 2A) aplican calor directamente a los colados para detener o de otra manera controlar el enfriamiento de los colados durante su exposición al medio ambiente de la fundición o planta, a medida que los colados son transferidos a la unidad de tratamiento térmico, para mantener los colados sustancialmente en o mayor que la temperatura de control de proceso del metal de los colados .

Para el procesamiento de los colados que son formados en moldes semi-permanentes o moldes de arena en los cuales los colados permanecen común dentro de sus moldes durante el tratamiento térmico, durante el cual los moldes son partidos por la degradación térmica del material aglutinante que mantiene la arena del molde, el mecanismo de transferencia 27 puede transferir todo el molde con el colado contenido en el mismo, desde el punto de transferencia al transportador de entrada 34. Las fuentes de calor 33 pueden continuar así aplicando calor al molde mismo, con la cantidad de calor aplicado siendo controlada para mantener la temperatura de los colados al interior del molde a niveles sustancialmente de o por encima de la temperatura de control de proceso del metal de los colados sin provocar degradación excesiva o prematura de los moldes. De aquí en adelante en la presente, cuando se hace referencia a transporte, calentamiento, tratamiento o hacer mover de otra manera o procesar los "colados" excepto en donde se indique de otra manera, se comprenderá que tal discusión incluye tanto la remoción como procesamiento de los colados por sí mismo, sin sus moldes y procesos dentro de los colados permanecen en sus moldes de arena para el tratamiento térmico, rompimiento de molde y núcleo y recuperación de arena como se revela en las patentes estadounidenses No. 5,294,994; 5,565,046; 5,738,162; 6,217,317; y solicitud de patente estadounidense pendiente No. de serie 09/665,354, presentada el 9 de septiembre de 2000 y 10/051,666, presentada el 18 de enero de 2002, las revelaciones de las cuales son incorporadas en la presente por referencia en su totalidad. Como se ilustra en las figuras ÍA, 2A y 2B, los colados inicialmente son graduados o transportados por el transportador de entrada 34 (figuras 2A y 2B) , o transportadores 34 y 34' (figura IB) a una pre-cámara o estación o módulo 36 de control de temperatura de proceso. Como se indica en las figuras 2A y 2B, la estación o módulo de control de temperatura de proceso incluye en general una cámara interna calentada 37 a través de la cual los colados y/o moldes con los colados en los mismos son transportados a lo largo de su trayectoria de procesamiento a lo largo de la línea de tratamiento térmico sobre un transportador de cadena, rodillos o mecanismo 38 de transportación similar. Los colados entran a la cámara 37 en un extremo corriente arriba o extremo de entrada 39 y salen de la cámara 37 a través de un extremo corriente abajo o extremo de salida 41 y en general son introducidos directamente a un horno o estación 42 de tratamiento térmico de la línea 26 de tratamiento térmico. Los extremos de entrada y salida 39 y 41 de la estación de control de temperatura del proceso pueden estar abiertos o pueden incluir puertas o estructuras de cierre similares, tal como se indica en 43 y la figura 2B, para ayudar a sellar la cámara 37 para evitar pérdida de calor indebida de la misma. Comúnmente, los colados serán alimentados directamente de la estación 36 de control de temperatura de proceso a la estación de tratamiento térmico 42, con las estaciones de control de tratamiento térmico y de temperatura de proceso siendo conectadas para evitar además pérdida potencial de calor y si se desea, permitir convertir el calor. La cámara 37 es en general una cámara radiante e incluye una serie de fuentes de calor 45 montadas dentro de la misma, incluyendo siendo colocadas a lo largo de las paredes 46 y/o techo 47 de la cámara. Comúnmente, múltiples fuentes de calor 45 pueden ser usadas y pueden incluir uno o más de varios tipos diferentes de calor o elementos de calentamiento, en los que se incluyen fuentes de calentamiento radiantes tales como fuentes infrarrojas, electromagnéticas e inductiva, fuentes de calor de conducción, convección y fuentes de calor tipo choque directo, tal como tubos de quemador caldeados por gas que introducen una flama de gas a la cámara. Además, las paredes laterales y techo de la cámara radiante 37 pueden ser formados de o recubiertos con un material radiante a alta temperatura, tal como un metal, película metálica o material similar, material de cerámica o compuesto capaz de irradiar calor. El recubrimiento radiante forma en general una superficie no adherente sobre las paredes y techos. Ya que las paredes y techo de la cámara son calentadas, las paredes y techo tienden a irradiar calor hacia los colados y al mismo tiempo, las superficies en general son calentadas a una temperatura suficiente para quemar gases de desperdicio y residuos tales como hollín, etc. de la combustión de los aglutinantes en los moldes de arena y/o núcleos para impedir la recolección y acumulación de los mismos sobre las paredes y techo de la cámara . Las figuras 4A a la figura 6B ilustran varias estaciones de control de temperatura de proceso ejemplares. La figura 4A y figura 4B ilustran una estación 36 de control de temperatura de proceso que incluye fuentes de calor tipo convección 45. Cada una de las fuentes de calor por convección incluye en general una o más boquillas o sopladores 51 conectados a una fuente de medios calentados mediante conductos 52. En este aspecto, los sopladores 51 son dispuestos o colocados alrededor del techo 47 y paredes laterales 46 de la cámara 37 para dirigir medios calentados tales como aire u otros gases y/o fluidos a la cámara y contra los colados y/o moldes contenidos en los mismos . Los sopladores de convección tienden en general a crear un flujo de fluido calentado turbulento alrededor de los colados, tal como se indica por las flechas 53, para aplicar calor sustancialmente a todos lados de los colados y/o moldes de arena. Como resultado, la temperatura de los colados es mantenida sustancialmente en o por encima de la temperatura de control de proceso del metal del mismo.

Además, en donde los colados son procesados en sus moldes de arena, la aplicación de calor dentro de la estación de control de temperatura de proceso tiende a calentar los moldes, elevando su temperatura hacia una temperatura de descomposición o combustión a la cual los materiales aglutinantes en el mismo empiezan a someterse a combustión, pirólisis o de otra manera ser expulsados. En otro aspecto, los sopladores o boquillas 52 son colocados enfrente de la estación de control de temperatura de proceso adyacentes al extremo de entrada de la misma, operando a velocidades más altas y/o temperaturas para detener más rápidamente el enfriamiento de los colados y/o moldes. Las boquillas o sopladores 52 colocados hacia la parte media y/o extremo de la cámara, tal como en la salida de la estación de control de temperatura de proceso, puede operar a temperaturas y velocidades más bajas para impedir la degradación completa de los moldes de arena en tanto que permiten que los colados solidifiquen . Alternativamente, las figuras 5A y 5B ilustran otra estación de control de temperatura de proceso ejemplar 36' en la cual las fuentes de calor 45' comprenden en general uno o más calentadores radiantes 54, tales como elementos de calentamiento infrarrojos, fuentes de energía electromagnética o fuentes de calentamiento radiante similares. En un aspecto, los calentadores radiantes 54 son dispuestos en múltiples posiciones o instalaciones en ubicaciones y orientaciones deseadas alrededor de las paredes y techo 46 y 47 de la cámara radiante 37 de la estación 36 de control de temperatura del proceso, por ejemplo, similar a la disposición de los sopladores de convección 51. Como con las fuentes de calor por convección 52, los calentadores radiantes adyacentes al extremo de entrada de la cámara se pueden poner en operación a temperaturas más altas para detener más rápidamente el enfriamiento de los colados en sus moldes de arena a medida que entran a la estación de control de temperatura de proceso. Además, sopladores de vacío, bombas o ventiladores/sistemas de escape 56 pueden ser conectados a la cámara radiante por medio de conductos 57 para formar una presión negativa dentro de la cámara radiante 37. Al hacer esto, el calor y/o gases de desperdicio generados del quemado o combustión del aglutinante de los núcleos de arena y/o moldes de arena es extraído de la cámara para impedir el sobrecalentamiento de los elementos de calentador radiantes . Todavía otra estación de control de temperatura de proceso ejemplar 36'' es proporcionada en las figuras 6A y 6B, que ilustran un tipo de choque directo de fuente de calentamiento 45' ' . La fuente de calor de choque directo incluye una serie de quemadores o boquillas 58 dispuestas en conjuntos o disposiciones en posiciones u orientaciones seleccionadas dentro de la cámara radiante 37. Estos quemadores 58 están en general conectados a una fuente de combustible, tal como gas natural o los semejantes, mediante conductos 59. Las boquillas o elementos de quemador de la fuente de calor de choque directo dirigen y aplican calor sustancialmente hacia los lados, parte superior y el fondo de los colados. Así, los colados son calentados sustancialmente de manera uniforme y el material de arena liberado el mismo puede ser expuesto al tratamiento directo para el quemado del material aglutinante del mismo. Se comprenderá por aquellos experimentados en el arte que diferentes fuentes de calentamiento pueden ser combinadas para uso en la cámara radiante. Además, múltiples cámaras pueden ser usadas en serie para detener el enfriamiento de los colados sustancialmente en o por encima de la temperatura de control de proceso y después de esto mantener la temperatura de los colados antes de la entrada a la estación de tratamiento térmico. En otro aspecto, los gases de desprendimiento generados cuando se vierte el metal fundido pueden ser dirigidos a la cámara radiante de la estación 36 de control de temperatura de proceso, tal como se indica por la flecha 60 para permitir calentamiento compartido y recuperación de energía del calentamiento del metal para los colados. En todavía otro aspecto, el calor en exceso generado como resultado del rompimiento y combustión del aglutinante de los núcleos de arena de los colados y/o moldes de arena dentro de la estación de tratamiento térmico 42 y el tratamiento térmico de los colados también pueden ser erutado de regreso a la estación de control de temperatura de proceso, tal como se indica por las flechas de líneas discontinuas 61 en la figura ÍA, para ayudar a calentar el ambiente interior de la cámara radiante de la estación de control de temperatura de proceso. Tal recaptura de gases de desperdicio y calor ayuda a reducir la cantidad de energía requerida para calentar la cámara de la estación de control de temperatura de proceso a una temperatura deseada o necesaria para detener el enfriamiento de los colados - que pasan a través de la misma. Como se indica adicionalmente en las figuras 2B, 4A, 5A y 6A, una tolva de recolección o conducto 62 puede ser formado a lo largo del fondo de la estación 36 de control de temperatura de proceso, colocada debajo de la cámara radiante 37 de la misma. Esta tolva 62 incluye en general paredes laterales 63 que se inclinan hacia abajo en los extremos inferiores 64 de la misma. Las paredes laterales pendientes recolectan la arena desalojada de los núcleos de arena de los colados y/o moldes de arena a medida que la degradación térmica del aglutinante del mismo comienza dentro de la estación de control de temperatura de proceso. La arena es dirigida comúnmente hacia abajo a un transportador de recolección 66 colocado debajo del extremo inferior abierto de la tolva 62.

Comúnmente, un sistema o mecanismo fluidizante 67 es colocado a lo largo de las precisión inferiores 64 de las paredes de la tolva 62. El (los) fluidizante (s) incluye (n) comúnmente quemadores, sopladores, distribuidores o unidades de fluidización similares, tales como se revela y reivindica en las patentes estadounidenses Nos. 5,294,994; 5,565,046; y 5,738,162, incorporadas en la presente por referencia, que aplican un flujo de medios calentados tales como aire u otros fluidos a la arena para promover la degradación adicional del aglutinante para ayudar a romper cualesquier grupos de arena y aglutinante que pueden ser desalojados de los colados para ayudar a recuperar el arena de los núcleos de arena y/o moldes de arena para los colados en una forma sustancialmente pura. La arena recuperada es recolectada sobre el transportador 66 y transportada a lo lejos de la estación de control de temperatura de proceso. Además, como se ilustra en las figuras 1A, 2A, 2B, 4A, 5A y 6A, el calor en exceso y gases de desperdicio generados por la combustibles de los materiales de aglutinantes para los núcleos de arena y/o moldes de arena de los colados puede ser recolectado o extraído de la cámara radiante 37 de la estación 36 de control de temperatura de proceso y enrutado o encauzado a la estación 42 de tratamiento térmico como se indica por las flechas 68 en la figura 1A. Este encauzamiento del calor en exceso y gases de desperdicio de la estación de control de temperatura de proceso a la estación de tratamiento térmico permite tanto la recolección potencial de calor generado dentro de la cámara de la estación de control de temperatura de proceso y el calentamiento adicional y/o combustión de los gases de desperdicio resultantes de la degradación de los aglutinantes de los moldes de arena y/o núcleos dentro de la cámara de tratamiento térmico. Como se indica en la figura ÍA, sopladores o mecanismos de distribución de aire similares 69 son en general además montados a lo largo de la estación de tratamiento térmico y comúnmente extraerán gases de desperdicio generados durante el tratamiento térmico de los colados y el quemado resultante de los materiales de aglutinante de los núcleos de arena y/o moldes de arena de los colados. Estos gases de desperdicio son recolectados por los sopladores y comúnmente son enrutados o encauzados a un incinerador 71 para el tratamiento adicional y quemado de estos gases de desperdicio para reprocesar estos gases y reducir la cantidad de contaminación producida por el colado y proceso de tratamiento térmico. También es posible utilizar filtros para filtrar adicionalmente los gases de desperdicio procedentes ya sea de la estación de control de temperatura de proceso antes de ser introducidos a la estación de tratamiento térmico y/o para filtrar gases procedentes de la estación de tratamiento térmico al incinerador. La estación de control de temperatura de proceso funciona consecuentemente como un área de empalme enfrente de la estación o cámara de tratamiento térmico en la cual los colados pueden ser mantenidos con la temperatura de los mismos siendo mantenida o detenida en o por encima de la temperatura de control de proceso, pero menor que una temperatura de tratamiento térmico deseada en tanto que esperan la introducción a la estación de tratamiento térmico. Así, el sistema permite que la línea o líneas de vertido se pongan en operación a una velocidad más rápida o más eficiente sin que los colados se tengan que ajustar en una hilera o línea esperando a ser alimentados a la estación de tratamiento térmico en tanto que son expuestos la medio ambiente, donde como resultado que los colados se enfríen debajo de su temperatura de control de proceso. Después de esto, los colados pueden- ser alimentados individualmente, como se indica en las figuras ÍA, 1C, 2A, y 2B, o en lotes, como se muestra en las figuras IB, 1C y 3, a la estación de tratamiento térmico 42 para tratamiento térmico, rompimiento del núcleo y/o molde de arena y remoción y en algunas instancias, para la recuperación de arena. La estación de tratamiento térmico 42 (Figura 2B) puede ser un horno alargado que incluye una o más cámaras de horno 75 montadas en serie, a través de las cuales se extiende un transportador 76 para el transporte de los colados a través de la misma. Las fuentes de calor 77 (figura 2A) incluyen fuentes de calor por convección tales como sopladores o boquillas que aplican medios calentados tales como aire, u otros fluidos, fuentes de calor por conducción tales como un lecho fluidizado, tipos de inducción, radiantes y/u otros tipos de fuentes de calor pueden ser montadas dentro de las paredes y/o techo de la cámara 75 para proporcionar calor y flujo de aire opcional alrededor de los colados en grados y cantidades variables para calentar los colados a las temperaturas de tratamiento térmico apropiados. Tales temperaturas de tratamiento térmico y tiempos de tratamiento térmico deseados variarán de acuerdo con el tipo de metal o aleación de metal de la cual los colados son formados, como será conocido para aquellos experimentados en el arte. Ejemplos de varios hornos de tratamiento térmico que pueden ser apropiados para uso con la presente invención incluyen aquellos descritos en las patentes estadounidenses Nos. 5,294,994; 5,565,046; y 5,738,162, la revelación de las cuales son incorporadas por referencia en la presente. Un ejemplo adicional de un horno o estación de tratamiento térmico para uso con la presente invención es ilustrado y revelado en la patente estadounidense No. 6,217,317 y solicitud de patente estadounidense No. de serie 09/665,354, presentada el 9 de septiembre de 2000 y 10/051,666, presentada el 18 de enero de 2002, las revelaciones de las cuales son asimismo incorporadas en la presente por referencia en su totalidad. Tales estaciones u hornos de tratamiento térmico pueden incluir elementos para recuperar la arena de los núcleos y/o moldes desalojados durante el tratamiento térmico de los colados . Después del tratamiento térmico, los colados son retirados comúnmente de la estación de tratamiento térmico y movidos a una estación de apagado 78 (figura ÍA) para su limpieza y procesamiento adicional. La estación de apagado incluye comúnmente un tanque de apagado que tiene un fluido de enfriamiento tal como agua u otro refrigerante conocido o puede comprender una cámara que tiene una serie de boquillas que aplican fluidos de enfriamiento tales como aire, agua o medios de enfriamiento similares. Después de esto, los colados pueden ser removidos para su limpieza y procesamiento adicional como se necesite. Otra instalación integrada ejemplar 5 es ilustrada en la figura IB. La instalación 5 incluye un mecanismo de transferencia 27, ilustrado como una grúa o brazo robótico 28, que retira los colados de múltiples líneas o estaciones de vertido 11 y 11' . En este ejemplo., las líneas o estaciones de vertido 11 y 11' son ilustradas como un sistema tipo carrusel en el cual los moldes se hacen girar entre posiciones de vertido o colado 23 y un punto de transferencia 24. El mecanismo de transferencia 27 ya sea se acopla y transporta los moldes de arena con sus colados en los mismos o retira los colados de los moldes y transfiere los colados a uno o más transportadores de entrada 34 y 34' de la unidad 26 de tratamiento térmico. Los colados pueden ser movidos individualmente a y a través de la estación 36 de control de temperatura de proceso para introducción a la estación de tratamiento térmico 42 o pueden ser recolectados en cestos o bandejas de transportación 70 para el procesamiento de los colados en lotes. En el sistema ejemplar 5 ilustrado en la figura IB, la estación 36 de control de temperatura de proceso es formada en general como un túnel radiante alargado 81 que define una cámara 82 a través de la cual los colados y/o moldes de arena con colados contenidos en los mismos son movidos o transportados. El túnel radiante 81 incluye una serie de fuentes de calor 83 montadas a lo largo del mismo, tales como las varias fuentes de calentamiento diferentes 45, 45' y 45'' discutidas anteriormente con respecto a las modalidades de las figuras 2A, 2B y 4A a 6B. Comúnmente, las paredes 84 y techo de la cámara 82 del túnel radiante 81 son formadas de o recubiertos con un material refractario de tal manera que el calor generado dentro del túnel radiante es reflejado y/o irradiado hacia los colados. Los colados pueden ser recolectados y/o depositados a un cesto 79 o bandeja de transportación similar en una estación de recolección 86 al final del túnel radiante 81. Tales cestos 79 o bandejas pueden ser usados para contener el colado y/o moldes a través de la estación de tratamiento térmico 42. Los colados pueden ser recolectados alternativamente dentro de los cestos para el procesamiento por lotes en la estación de tratamiento térmico antes de que los colados se hagan pasar a través de la cámara o túnel radiante de la estación 36 de control de temperatura de proceso, como se indica en la figura 1C y figura 3. Todavía otra instalación 5 integrada ejemplar de acuerdo con la presente invención es ilustrada esquemáticamente en la figura 1C. En esta modalidad, la estación 36 de control de temperatura de proceso, mostrada como un túnel radiante alargado o cámara 81 (como se discute con respecto a la figura IB) , se conecta o alimenta a una estación 87 de remoción de frío. La estación de remoción de frío 87 está en comunicación con y alimenta los colados a la estación de tratamiento térmico 42. Comúnmente, los colados serán movidos y tratados térmicamente o procesados en tanto que todavía están contenidos dentro de sus moldes semi-permanentes o moldes de arena, los cuales incluyen adicionalmente "elementos de enfriamiento" montados en los mismos. Los elementos de enfriamiento son en general placas de metal, formadas comúnmente de acero o de material similar, que tiene un relieve de diseño para formar elementos de diseño deseados de una superficie de colado y son colocados dentro de los moldes en o antes del vertido del material de metal fundido en los mismos. Los elementos de enfriamiento consecuentemente deben ser retirados antes del tratamiento térmico de los colados o recuperación de los elementos de enfriamiento y reutilizados . Después de pasar a través de la cámara 28 del túnel radiante 81 durante el cual la combustión de los moldes de arena en general habrá por lo menos parcialmente comenzado, los elementos de enfriamiento pueden ser retirados fácilmente sin retardar significativamente el movimiento de los moldes y colados a la estación de tratamiento térmico 42. Enseguida de la remoción de los elementos de enfriamiento en la estación de remoción de elementos de enfriamiento, los moldes con sus colados dentro se hacen pasar en general directamente a la estación de tratamiento térmico para el tratamiento térmico, rompimiento del núcleo de arena y molde de arena y recuperación de arena. La figura ID ilustra todavía otra instalación ejemplar de acuerdo con la presente invención. En esta modalidad, los colados pueden ser removidos en general de sus moldes y transportados a un transportador de entrada 90 ó 91 para ser alimentados directamente a uno o más hornos o estaciones de tratamiento térmico 92. Alternativamente, si los colados son formados dentro de moldes de arena, todo el molde será transportado desde el punto de transferencia 28 a uno de los transportadores de entrada 90 ó 91. Como se indica en la figura ID, la remoción de los colados de sus moldes y subsecuente transferencia de los colados o la remoción de los moldes dentro de los colados que permanecen en los mismos de la estación de vertido y transporte a las estaciones de tratamiento térmico 92, se puede hacer en general por el mismo mecanismo de transporte o manipulador. En esta modalidad, una fuente de calor 93 es montada al mecanismo de transferencia 27 para aplicar calor directamente a los colados y/o moldes de arena, a medida que los colados son movidos desde los puntos de transferencia de las líneas de vertido a uno de los transportadores de entrada 90 ó 91 para un horno de tratamiento térmico 92. La fuente de calor, como se discute anteriormente, puede incluir una fuente de energía radiante tales como emisores infrarrojos o emisores electromagnéticos, fuentes de calor de inducción, convección y/o conducción u otros tipos de fuentes de calor como será evidente para aquellos experimentados en el arte. El calor de la fuente de calor 93 montada al mecanismo de transferencia 27 es dirigido a una o más superficies tales como la parte superior y/o lados de los colados o moldes a medida que los colados o moldes son transferidos al transportador de entrada para detener el enfriamiento de los colados y/o moldes y así mantener la temperatura, del metal del colado sustancialmente en o por encima de la temperatura de control de proceso del metal . Fuentes de calor adicionales 94 pueden ser montadas por encima o adyacentes a los transportadores de entrada 90 y 91 como se indica en la figura ID o a lo largo de las trayectorias de viaje del mecanismo de transferencia como se indica por las flechas 96, 96', 97 y 97' para mantener la temperatura de los colados. Además, ventiladores, abanicos, u otros dispositivos de movimiento de aire similares (no mostrados) también pueden ser colocados adyacentes al mecanismo de transferencia o a lo largo de su trayectoria de movimiento 96, 96' , 97 y 97' para aplicar medios calentados, tales como aire u otros fluidos calentados a los mismos . Los sopladores distribuyen el calor aplicado al colado y/o molde para minimizar el calentamiento o enfriamiento desigual de los colados durante la transferencia desde la línea de vertido al (los) horno (s) de tratamiento térmico 92. El uso de tales fuentes de calor o elementos de calor montados sobre el mecanismo de transferencia y en algunas disposiciones, a lo largo de la trayectoria de viaje de los colados, lleva a cabo así la función de la estación de control de temperatura de proceso para ayudar a detener el enfriamiento y mantener los colados sustancialmente a o por encima de la temperatura de control de proceso. Todavía otro aspecto de la presente invención es ilustrado en la figura 3. En este ejemplo, los colados y/o moldes de arena son colocados directamente dentro de cestos de recolección o bandeja de transportación 100 mediante el mecanismo de transferencia 27 y alimentados a la estación de control de temperatura de proceso para un proceso de calentamiento por lotes. En tal disposición, los colados 12 serán en general cargados a una serie de compartimientos o cámaras 101 de la bandeja de transportación 100, con los colados ubicados en posiciones graduadas conocidas para la aplicación dirigida de calor para extraer del molde y otras funciones a medida que los colados son movidos a y a través de una estación de control de temperatura de proceso 102 y estación de tratamiento térmico 103, como se revela y reivindica en la solicitud de patente estadounidense No. de serie 09/665,354, presentada el 9 de septiembre de 2000, incorporada en la presente por referencia en su totalidad. En esta modalidad, las bandejas 100 comúnmente serán graduadas dentro y fuera de a cámara 104 de la estación de control de temperatura de proceso como se indica por la flecha 106 y 106' a medida que los colados son cargados en las mismas. Como resultado, la exposición de los colados al medio ambiente, que les permitiría enfriarse por debajo de su temperatura de control de proceso o temperatura crítica, es minimizado en tanto que los varios otros compartimientos 101 de la bandeja son cargados con los colados restantes del lote. Además, como se indica en la figura 3, es además posible proporcionar fuentes de calor dirigidas 107 para cada uno de los compartimientos 101 de las bandejas 100. Por ejemplo, a medida que un primer compartimiento 101' es cargado con un colado 12' y graduado a la estación de control de temperatura de proceso 102, una primera fuente de calor 107' dirige calor hacia el colado y/o molde de arena dentro de aquella cámara particular. Después de esto, a medida que colados o moldes sucesivos son cargados a las otras cámaras o compartimientos de cesto, fuentes de calores adicionales 107 dirigidas a aquellos compartimientos son acopladas. Así, el calentamiento de la cámara 104 de la estación de control de temperatura de proceso puede ser limitado o dirigido a regiones o zonas específicas como sea necesario para un calentamiento más difícil de los colados . Como ilustra adicionalmente la figura 3, una serie de sopladores o ventiladores u otros dispositivos de movimiento de aire similares 108 pueden ser montados al tejado de la estación de control de temperatura de proceso para extraer los gases de desperdicio generados por la degradación del núcleo de arena y/o materiales aglutinantes del molde de arena. Los gases y calor de desperdicio adicional pueden ser dirigidos luego vía conductos 109 a la estación de tratamiento térmico 103 para la recuperación de calor y reducción de contaminación para ayudar a impedir la recolección de desperdicios combustibles sobre los lados y techo de la cámara de la estación de control de temperatura de proceso 102. Así, se comprenderá fácilmente por aquellas personas experimentadas en el arte, en vista de la descripción detallada anterior de la invención, que la presente invención es susceptible de amplia utilidad y aplicación. Muchas adaptaciones de la presente invención diferentes a aquellas descritas en la presente, también como muchas variaciones, modificaciones y disposiciones equivalentes serán evidentes de o sugeridas razonablemente por la presente invención y la descripción detallada anterior de la misma, sin desviarse de la esencia o alcance de la presente invención. En tanto que la presente invención es descrita en detalle en relación con aspectos específicos, se comprenderá que esta descripción detallada es solo ilustrativa y ejemplar de la presente invención y se hace solamente por propósitos de proporcionar una plena y habilitadora revelación de la presente invención. La descripción detallada resumida en la presente no se propone ni será interpretada para limitar la presente invención o de otra manera excluir cualesquier otras modalidades, adaptaciones, variaciones, modificaciones y disposiciones equivalentes de la presente invención, la presente invención es limitado solamente por las reivindicaciones adjuntas a la presente y los equivalentes de las mismas.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema para formar y tratar térmicamente un colado de metal, el sistema está caracterizado porque comprende : una estación de temperatura de control de proceso colocada corriente arriba de una estación de tratamiento térmico, la estación de control de temperatura de proceso comprende un dispositivo de detección de temperatura en comunicación con una fuente de calor, en donde el dispositivo de detección de temperatura, y la fuente de calor se comunican para mantener la temperatura del colado en o por encima de una temperatura de control de proceso para el metal del colado.
2. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estación de temperatura de control de proceso comprende además un controlador en comunicación con el dispositivo de detección de temperatura y la fuente de calor, el controla la cantidad de calor aplicado al colado para mantener la temperatura de los colados en o por encima de la temperatura de control de proceso para el metal del colado.
3. 3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de calor aplica calor al colado suficiente para detener el enfriamiento del colado sin calentar el colado por encima de la temperatura de tratamiento térmico para el metal del colado.
4. 4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de control de proceso es menor que la temperatura de tratamiento térmico para el metal del colado.
5. 5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de control de proceso es la temperatura por debajo de la cual por cada 1 minuto de tiempo que la temperatura del colado disminuye, se requiere más de un minuto de tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas de colado.
6. 6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de control de proceso es la temperatura por debajo de la cual por cada 1 minuto de tiempo que la temperatura del colado disminuye, se requieren por lo menos aproximadamente 4 minutos de tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas del colado.
7. 7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal es una aleación de aluminio/cobre y la temperatura de control de proceso es de aproximadamente 400 °C a aproximadamente 470 °C.
8. 8. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal es una aleación de hierro y la temperatura de control de proceso es de aproximadamente 1000 °C a aproximadamente 1300 °C.
9. 9. Un sistema para formar y tratar térmicamente un colado de metal, el sistema está caracterizado porque comprende : una estación de tratamiento térmico que incluye un horno de tratamiento térmico que tiene una zona de entrada para un colado; un dispositivo de medición de temperatura dentro de la zona de entrada, y un mecanismo de transferencia en comunicación con el dispositivo de medición de temperatura; en donde, después de la detección de una temperatura de rechazo por el dispositivo de medición de temperatura, el mecanismo de transferencia retira el colado antes de la entrada al horno.
10. 10. El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la temperatura de rechazo es de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 20 °C menor que la temperatura de control de proceso para el metal del colado, en donde la temperatura de control del proceso es la temperatura por debajo de la cual por cada 1 minuto de tiempo que la temperatura del colado disminuye, se requiere más de un minuto de tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas del colado .
11. 11. El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la temperatura de rechazo es de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 20 °C menor que la temperatura del horno de tratamiento térmico.
12. 12. Una instalación integrada para formar y tratar térmicamente un colado de metal, caracterizada porque comprende : una estación de vertido para verter un metal fundido a un molde para formar un colado; una estación de temperatura de control de proceso corriente abajo de la estación de vertido, la estación de temperatura de control de proceso comprende un dispositivo de detección de temperatura en comunicación con una fuente de calor y un mecanismo de transferencia, y un horno de tratamiento térmico corriente arriba de la estación- de control de temperatura de proceso, en donde el dispositivo de detección de temperatura y la fuente de calor están adaptados para mantener la temperatura del colado en o por encima de la temperatura de control de proceso para el metal del colado, y en donde, después de la recepción de una señal de rechazo del dispositivo de detección de temperatura, el mecanismo de transferencia retira el colado antes de su entrada al horno.
13. 13. La instalación integrada de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque - la estación de temperatura de control de proceso comprende además un controlador en comunicación con el dispositivo de detección de temperatura y la fuente de calor, el controlador controla la cantidad de calor aplicada al colado para mantener la temperatura de los colados en o por encima de la temperatura de control de proceso para el metal del colado.
14. 14. La instalación integrada de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el mecanismo de transferencia recibe la señal de rechazo cuando la temperatura del colado es de aproximadamente 10°C a aproximadamente 20°C menor que : (a) la temperatura de control de proceso para el metal del colado, en donde la temperatura de control de proceso es la temperatura por debajo de la cual por cada minuto de tiempo que la temperatura del colado disminuye, se requiere más de un minuto de tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas del colado, o (b) la temperatura del horno de tratamiento térmico.
15. 15. Un método para la formación de un colado que tiene un tiempo de tratamiento térmico reducido, caracterizado porque comprende : verter un metal fundido a un molde para formar un colado; verificar la temperatura del colado; comparar la temperatura del colado con una temperatura de control de proceso predeterminada; aplicar calor al colado si la temperatura del colado es menor que la temperatura de control de proceso; colocar el colado a un horno de tratamiento térmico, y tratar térmicamente el colado.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la aplicación de calor al colado comprende aplicar suficiente calor al colado para permitir que el metal fundido solidifique en tanto que la temperatura del colado es mantenida en o por encima de la temperatura de control de proceso.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la temperatura de control de proceso es la temperatura por debajo de la cual por cada minuto de tiempo que la temperatura del colado disminuye, se requiere más de un minuto de tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas del colado.
18. 18. Un método de formación y tratamiento térmico de un colado, caracterizado porque comprende: verter un metal fundido a un molde para formar un colado; verificar la temperatura del colado; comparar la temperatura del colado con una temperatura de rechazo predefinida y si la temperatura es menor o igual que la temperatura de rechazo, rechazar el colado; comparar la temperatura del colado con una temperatura de control de proceso predeterminada y si la temperatura es mayor que la temperatura de rechazo pero menor que la temperatura de control de proceso, aplicar calor al colado, y tratar térmicamente el colado.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la temperatura de rechazo es de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 20°C menor que la temperatura de control de proceso para el metal del colado, en donde la temperatura de control de proceso es la temperatura por debajo de la cual por cada minuto de tiempo que la temperatura del colado disminuye, se requiere más de un minuto de tratamiento térmico para obtener las propiedades deseadas del colado.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la temperatura de rechazo es de aproximadamente 10° a aproximadamente 20 °C menor que la temperatura del horno de tratamiento térmico.