MXPA99003113A - Remocion del macho de arena y tratamiento termico de fundicion - Google Patents

Abstract

La presente invención se refierea un proceso continuo para la remoción de capas de arena de los pasajes y cavidades internos de una pluralidad de metal colado formado por las capas de arena estando comprendidas de arena y un unificador para mantener una forma y dureza requerida de las capas de arena, dicho unificador estando térmicamente descompuesto a una temperatura elevada, que comprende;proveer un lecho fluidificado de horno, teniendo un lecho formado de arena fluidificada mantenida a una temperatura suficiente para térmicamente descomponer el unificador y un espacio libre sobre el lecho;pasando continuamente en secuencia a través del horno, sumergido en la arena fluidificada, unas series de metal colado individuales y separados conteniendo las capas de arena, dichos pasajes estando a una velocidad para mantener los colados individuales en las series sumergidas por un periodo de tiempo suficiente para térmicamente descomponer el unificador;en donde la arena de las capas libres del unificador, fluye libremente del colado individual para asimilarse con la arena fluidificada en el lecho del horno.

Description

REMOCIÓN DEL MACHO DE ARENA Y TRATAMIENTO TÉRMICO DE FUNDICIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La invención se relaciona con el campo de la fundición y moldeo de metales ferrosos y no ferrosos, y en particular con el desprendimiento y remoción de los machos de arena de las partes fundidas o moldeadas, y en algunos casos, el tratamiento térmico de las partes fundidas o moldeadas en conjunto con la remoción de los machos de arena.

Breve Descripción de la Técnica Relacionada En la fundición o moldeo de metales ferrosos y no ferrosos en partes, las fundidoras en los Estados Unidos consumieron -7.7. millones* de tone-ladas de arena de moldeo en el" año de 1988 únicamente. Las fundidoras de acero y muchas de las fundidoras de hierro gris utilizan arena de sílice de alta pureza., (de más del 98% en pesó dé Si02) , para los moldes de fundición. Muchas de las fundidoras automotrices utilizan una arena de sílice' menos pura (de más del 93% en peso de Si02) . La mayoría de la arena es utilizada por las fundidoras para moldear o hacer machos. Cuando se hacen moldes o machos, se agrega un material aglutinante a la arena de moldeo para formar el molde o el macho. En general, el molde forma la superficie externa de la pieza fundida, mientras que los machos forman las superficies y trayectorias internas. La parte fundida o moldeada se forma vertiendo metal ferroso o no ferroso fundido en el molde. Cuando la parte tiene aberturas o trayectorias internas, el metal fundido se vierte en el volumen entre el molde y los machos que usualmente rodean a alguno o la mayoría de los machos. Cuando solidifica el metal, se abre el molde y se remueve la parte. En la mayoría de los casos, el macho permanece en las regiones interiores que su presencia ha formado y debe ser removido. La remoción de los machos usualmente se efectúa por medio de dispositivos de impacto y vibración, y/o calentando para destruir los aglutinantes y/o rompiendo manualmente y forzando los machos. Los machos generalmente se rompen en piezas más pequeñas dentro de la parte y pueden ser removidos a través de varias aberturas de la parte. El grado de dificultad de hacer este desprendimiento del macho de arena", depende de la geometría de la parte que está siendo fundida o moldeada y la temperatura del metal fundido. En el caso de las partes fundidas o moldeadas de aluminio o aleaciones de aluminio, es particularmente difícil remover el macho de arena debido a la temperatura de fusión y moldeo más baja utilizada. Una temperatura de interfaz más baja, usualmente da como resultado una menor separación del macho de arena de la parte de aluminio. El aluminio también es un material más blando y más propenso al daño si se utiliza impacto físico en el proceso de desprendimiento y remoción. Además, es necesario enfriar la parte de aluminio sustancialmente antes que se haga cualquier intento por desprender y remover el macho de arena por cualesquier medios físicos razonables, o la parte se dañará aún con una manipulación modesta. Cuando se utilizan métodos de calentamiento para remover los machos de arena por destrucción térmica de los sistemas aglutinantes, los ciclos de calentamiento típicamente se prolongan, de 4 a 10 horas, y la remoción del macho frecuentemente es incompleta. Las piezas y el macho de arena permanecen en donde el proceso de calentamiento no descompuso térmicamente de manera efectiva todas las partes del macho de arena. Adicionalmente, el material del macho de arena removido de las piezas fundidas debe ser desechado o regenerado. La eliminación se ha vuelto cada vez más cara, debido a que residuos del aglutinante usualmente son clasificados como residuos peligrosos y/o tóxicos, los cuales deben ser manejados en consecuencia. La regeneración de la arena de moldeo a través de los pasos del procesamiento físico y térmico, está recibiendo mayor atención, pero también involucra un costo significativo. La Patente Estadounidense No. 5,423,370, la cual se incorpora aquí como referencia, describe la invención de un horno de lecho fluido para la remoción de machos de arena de piezas fundidas, que emplea un proceso térmico basado en- el uso de arena fluidizada del mismo tipo que la que se utiliza para hacer el macho de arena. Esta misma patente describe el 5 uso del horno de lecho fluido para el tratamiento térmico de piezas fundidas de aluminio. El proceso térmico de arena fluidizada elimina las principales desventajas asociadas con los procesos de desprendimiento del macho de arena convencionales. Sin embargo, la invención descrita en_ la • 10 Patente Estadounidense No. 5,423,370, describe practicar_ el proceso utilizando un proceso de lecho fluido por lotes; es decir, que las partes son procesadas y colocadas en o sobre una canasta o dispositivo portapiezas de contención y son sumergidas a continuación en los sólidos fluidizados a una temperatura adecuada durante un periodo de tiempo adecuado para pirolizar y/o de otro modo descomponer térmicamente el • aglutinante del macho de arena, liberando por lo tanto, esta arena para que fluya libremente hacia el lecho fluidizado y finalmente sea recuperada y utilizada. 20 Para aplicaciones que involucran el procesamiento de un alto volumen de partes, las máquinas de fundición o moldeo están típicamente diseñadas para formar la pieza fundida por medio de una operación de fundición o moldeo repetitiva de un ciclo relativamente corto. El uso de un horno u hornos de lecho fluido por lotes para efectuar el desprendimiento del macho de arena y/o las operaciones de tratamiento térmico simultáneos o subsecuentes, exhibe las siguientes desventajas: a) Después de que las partes son fundidas o moldeadas, son introducidas en dispositivos portapiezas o canastas hasta que esos dispositivos de contención son llenados a su capacidad, después de lo cual los dispositivos portápiezas o canastas que contienen las partes son sumergidos en el horno de lecho fluido durante el tiempo requerido para lograr los objetivos del procesamiento. Esto requiere que las partes sean introducidas primero en el dispositivo portapiezas o canasta para esperar hasta que se complete la carga de la canasta o dispositivo portapiezas, perdiendo por lo tanto, calor durante este periodo de espera. La temperatura promedio de las partes en el dispositivo portapiezas cargado es considerablemente menor que su temperatura cuando se colocan en la máquina de fundición o moldeo. Esto representa ineficiencias de energía con respecto a los siguientes procesos térmicos para el desprendimiento del macho de arena y el tratamiento térmico. b) En aplicaciones típicas para el procesamiento de altos volúmenes de piezas fundidas, las máquinas de fundición y moldeo distribuyen las partes al proceso a un tiempo de ciclo uniforme. El requerimiento para recibir una carga de partes, para abrir la tapa o cubierta del horno de lecho fluido y cargar las partes, a continuación cerrar- la tapa del horno, suma tiempo al tiempo del ciclo de procesamiento; incrementando por lo tanto, el costo del proceso. Además, el transporte uniforme de las partes a través del proceso de fundición o moldeo es interrumpido por la naturaleza de lotes de los hornos de lecho fluido y sería servido de manera más efectiva por un flujo continuo o semicontinuo de producto a través de un horno de lecho fluido continuo o semicontinuo, para desprender y tratar térmicamente el macho de arena. Esta invención implica el uso de un horno de lecho fluido continuo o semicontinuo, para el desprendimiento del macho de arena de piezas fundidas ferrosas y no ferrosas, con o sin tratamiento térmico subsecuente. Esta invención elimina las desventajas de los procesos de lecho no fluidizado más viejos, así como aquéllas del horno de lecho fluido por lotes, logrando un sistema de procesamiento más efectivo con respecto a los costos de operación, así como la calidad de las partes proces das.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un método o proceso continuo o semicontinuo para remover los machos de arena de una parte metálica fundida o moldeada en un molde, que incluye un macho de arena unido para formar un pasaje interno, y cuando se requiere, tratar térmicamente la pieza fundida simultáneamente con o después de la remoción del macho de arena, el cual comprende; " someter la parte que contiene el macho de arena a una temperatura suficiente para pirolizar o de otro modo descomponer térmicamente el sistema de unión del macho de arena, en un horno de lecho fluido equipado con un transportador, el cual mueve las partes en una base continua o semicontinua, a través del horno; y, en casos en donde la remoción del macho de arena es seguida por el tratamiento térmico de las partes, el proceso de tratamiento térmico es conducido en este mismo horno de lecho fluido y/o en un volumen caliente después de este horno o en la zona libre de este horno, por encima del lecho fluidizado de sólidos. Este método de operación proporciona medios para remover machos de arena y cuando se requiere, tratar térmicamente partes fundidas o moldeadas económicamente a altos volúmenes de producción con una calidad del producto más uniforme y costos de trabajo más bajos. El lecho fluidizado recuperado del proceso puede ser reciclado para usarse en fundiciones o móldeos adicionales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es un diagrama esquemático que muestra todo el proceso de la invención. En algunos casos, no se requieren uno o más de los pasos mostrados para lograr los resultados deseados . La FIGURA 2 es una vista en elevación lateral, en corte transversal, de un horno de lecho fluido utilizado en el proceso de la invención para el caso de la remoción del macho de arena únicamente, o utilizado en el proceso de la invención, para el caso de la remoción del macho de arena y un tratamiento térmico simultáneo o subsecuente. La FIGURA 3 es una vista en elevación lateral, en corte transversal, de un horno de lecho fluido utilizado en el proceso de la invención, para el caso de la remoción del macho de arena más el tratamiento térmico, en donde la zona libre del lecho fluido se utiliza como volumen caliente para el procesamiento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN Aquellos expertos en la técnica obtendrán una apreciación de la invención a partir de la lectura de la siguiente descripción de las modalidades preferidas, cuando se vean con los dibujos acompañantes de las FIGURAS 1, 2 y 3.

La FIGURA 1 muestra los diferentes pasos típicamente involucrados en la remoción continua o semicontinua del macho de arena y el tratamiento térmico de piezas moldeadas de aluminio típicas, que involucra el proceso de la invención. El horno 30 es la unidad de remoción del macho de arena que utiliza un proceso térmico que involucra un horno de lecho fluido . El intervalo de la temperatura de operación típica de los sólidos fluidizados es de 430°C (806°F) a 520°C (968°F) y el tiempo de procesamiento es típicamente de 30 minutos a 2 horas, dependiendo de la complejidad de la parte fundida o moldeada y el agente aglutinante de los machos de arena involucrados . El horno de recocido 31 es" un paso del tratamiento térmico conocido como recocido de la solución" que involucra un horno de lecho fluido. La temperatura típica está en el intervalo de 490°C (914°F) a 520°C (968°F) y el tiempo de procesamiento es típicamente de 2 a 10 horas dependiendo de las propiedades requeridas de la parte moldeada y la composición precisa del aluminio utilizado para fundir o moldear la parte. El recipiente de temple 32, es el paso de enfriamiento referido como temple", que involucra un enfriador de lecho fluido . La temperatura de operación típica del enfriador de lecho fluido está en el intervalo de 100°C (212°F) a 200°C (392°F); y, el proceso de temple típico implica enfriar la parte de su temperatura de procesamiento de recocido en solución a aproximadamente 200°C (392°F), al mismo tiempo, dentro del intervalo de 0,5 a 10 minutos, dependiendo de las propiedades requeridas de la parte fundida o moldeada y la composición precisa del aluminio utilizado para fundir o moldear la parte. El horno de envejecimiento 33, es el paso de tratamiento térmico conocido como " envejecimiento" , que involucra un horno de lecho fluido u horno convectivo. La temperatura de operación típica es de 200°C (392°F), y el tiempo de procesamiento es típicamente de 2 a 10 horas, dependiendo de las propiedades requeridas de la parte fundida o moldeada y la composición precisa del aluminio utilizado para fundir o moldear la parte. La cámara final 34, es el enfriamiento de las partes para facilitar el manejo del proceso. Esto típicamente es efectuado por una cámara de enfriamiento convectivo o enfriamiento convectivo natural en el aire ambiental. Una estrategia típica para la entrada de aire ambiental al sistema, las entradas de energía, la recuperación de energía y la descarga a la atmósfera, se muestra también esquemáticamente en la FIGURA 1 para una operación de fundición o moldeo de aluminio típica que involucra el proceso de la invención.

El aire ambiental es comprimido por el soplador 37, se hace pasar a través del intercambiador de calor 36, y a ^^ continuación a través del calentador de aire 39, y se convierte en el aire fluidizante para el horno de lecho fluido para la remoción del macho de arena 30. Otra parte de este aire del intercambiador de calor 36, se hace pasar a través del calentador de aire 40, y se convierte en el aire fluidizante para el horno de recocido en solución 31. Esas líneas de aire fluidizante a alta temperatura, típicamente en É 10 el intervalo de temperatura de 520°C (968°F) a 650°C (1202°F), proporcionan la entrada de energía para mantener y controlar esos dos hornos de lecho fluido a sus temperaturas de operación requeridas respectivas, mediante el control de la entrada de energía a los calentadores de aire 39 y 40.

Esta entrada de energía es proporcionada típicamente por calentadores de resistencia eléctrica o por quemadores de gas natural en los calentadores de aire. Otra parte del aire del soplador 37, es alimentada sin calentar al recipiente de temple de lecho fluido 32, y se 20 convierte en el aire fluidizante en este recipiente de temple de lecho fluido. La temperatura del lecho fluido en el recipiente de temple 32, se mantiene y controla típicamente a la temperatura requerida utilizando tubos de agua fría sumergidos en los sólidos fluidizados del lecho.

El aire ambiental es comprimido por el soplador 38, se hace pasar a través del intercambiador de calor 41, y es alimentado al horno de envejecimiento convectivo 33, en donde se convierte en el aire convectivo de temperatura controlada 5 que mantiene las partes que están siendo procesadas a la temperatura requerida para lograr el tratamiento de envej ecimiento . El soplador de aire ambiental 38, también alimenta aire sin calentar a la cámara de enfriamiento 34, la cual ' 10 descarga hacia la atmósfera. El gas de descarga fluidizante descargado del lecho fluidizado en el horno 30, se hace pasar a través de un sistema de purificación 35, típicamente un ciclón y el quemador ulterior, para remover partículas y contaminación orgánica del paso de pirólisis del macho de arena, a continuación a través del intercambiador de calor 36, para la recuperación de energía, a continuación a través del intercambiador de calor 41, para la recuperación original de calor y a continuación se descarga hacia la atmósfera. 20 El gas de descarga fluidizante descargado del horno 31 a través de un sistema de purificación 42, típicamente un ciclón para remover partículas, se combina con el descargado del horno 30 en un punto después del intercambiador de calor 36 y las corrientes combinadas se hacen pasar entonces a través del intercambiador de calor 41 para la recuperación original de calor y a continuación se descargan a la atmósfera. El gas de descarga fluidizante del recipiente de temple de lecho fluido 32, se hace pasar a través de un sistema de purificación 43, típicamente un ciclón para la remoción de partículas, y se descarga hacia la atmósfera. El gas de descarga del horno de envejecimiento 33, es descargado hacia la atmósfera como lo son los gases de descarga de la cámara de enfriamiento 34. Una estrategia típica, como se describió anteriormente, logra ambos beneficios de una eficiencia energética alta, así como la satisfacción de los requerimientos de las normas de emisiones atmosféricas estrictas . Refiriéndose a la FIGURA 2, en ella se muestra esquemáticamente un proceso térmico continuo o semicontinuo típico para llevar a cabo el proceso de la invención, con respecto a la remoción del macho de arena. Este es un ejemplo típico de la invención. Este método puede ser practicado con otras configuraciones de horno y/o transportadores mecánicos . Un horno de lecho fluidizado, 7, está equipado con un transportador continuo, 9, el cual puede ser del tipo de cadena o cualquiera de los transportadores de esta categoría general. El transportador transporta canastas o dispositivos portapiezas, 10, los cuales son capaces de contener las piezas fundidas 17, y a continuación moverse individualmente o en grupos continua, o cíclicamente (semicontinuamente) a través del horno en una forma uniforme y a una velocidad lineal que se ajusta para lograr el tiempo de residencia requerido de las partes en el horno. Las partes entran al horno, el vestíbulo 18, a través de la puerta 14, la cual puede abrirse o cerrarse automáticamente. Después de que la puerta 14 es cerrada, la siguiente puerta, 13, se abre para permitir que la canasta o dispositivo portapiezas 17 deje el vestíbulo 18, y entre al volumen del horno, 8. Esas puertas de alimentación 14 y 13 se mantienen abiertas y cerradas alternativamente cuando el transportador 9 mueve la línea sucesiva de canastas o dispositivos portapiezas a través del horno hacia el vestíbulo de descarga 19. Las partes salen del horno hacia el vestíbulo de descarga 19, a través de la puerta 15. Después de que la canasta o dispositivo de descarga 10 entra al vestíbulo de descarga 19, la puerta 15 se cierra y la puerta 16 se abre para permitir que la canasta o dispositivo portapiezas salga del vestíbulo 19, y continúe" al siguiente paso de procesamiento para la fundición o moldeo, o a un área de descarga en donde la pieza fundida 17 es removida de la canasta o dispositivo portapiezas, si este proceso únicamente involucra el desprendimiento del macho de arena. Esas puertas de descarga 15 y 16 se mantienen abiertas y cerradas_ alternativamente cuando el transportador 9 mueve la línea sucesiva de canastas o dispositivos portapiezas hacia afuera del horno 8. El horno 8, contiene un lecho de sólidos fluidizados, 6, el cual, en la modalidad preferida, es arena de moldeo fluidizada de la misma composición e intervalo de tamaño que la utilizada para manufacturar los machos de arena que están siendo removidos en este horno. El nivel de sólidos fluidizados es tal que el declive de la elevación del transportador 9, en el extremo de alimentación, seguido por un nivel horizontal, y seguido a continuación por la elevación inclinada del transportador 9, en el extremo de descarga, son tales que las canastas o dispositivos portapiezas 10, que contienen las partes 17, son obligados a pasar a través del lecho de sólidos fluidizados a una velocidad controlada. El aire fluidizante para crear el lecho fluidizado de sólidos granulares es típicamente aire ambiental bombeado por un soplador 1, a través del calentador de aire 2, y a través del conducto de distribución 3, el cual alimenta al aire caliente a la cámara en caliente 4, la cual comprende el volumen contenido bajo la placa del distribuidor de aire fluidizante 5, y alimenta el aire fluidizante a través de la placa del distribuidor 5, la cual a su vez, logra la distribución uniforme del aire hacia los sólidos fluidizados, levantando por lo tanto las partículas granulares y creando ^* el fenómeno de sólidos fluidizados. El aire fluidizante caliente también proporciona la energía requerida para mantener y controlar los sólidos fluidizados a la temperatura requerida para desprender los machos de arena por pirólisis térmica o de otro modo, la descomposición del agente aglutinante del macho de arena que sirve para mantener los machos de arena como una masa dura. mk¡ 10 Cuando el agente aglutinante es pirolizado o descompuesto térmicamente, la arena del macho de arena se vuelve fluida y los granulos de arena fluyen desde la pieza fundida y se vuelven móviles, y parte de los sólidos fluidizados en el horno. Esta descomposición térmica del agente aglutinante se logra típicamente en el intervalo de temperatura de 426.7 °C ^^ (800°F) a 510°C (950°F), con las partes a una temperatura de aproximadamente 20 a 90 minutos dependiendo de la geometría y el tamaño de las partes involucradas. La arena de moldeo agregada de los machos de arena que fluye hacia el _ lecho fluidizado, es descargada del horno por desbordamiento a través del tubo de desbordamiento 20, típicamente localizado cerca de o en el extremo de descarga del horno y a continuación se recolecta, se enfría, se tamiza opcionalmente, y está típicamente lista para ser reutilizada.

En un" proceso continuo típico, la arena de -los machos de arena que se agrega a los sólidos fluidizados del horno, es una parte relativamente pequeña del total. Por lo tanto, el tiempo de residencia de la arena reunida recuperada en él horno es "relativamente largo, típicamente de 10 a 100 horas, dependiendo de los detalles del proceso de aplicación. Este periodo prolongado a temperatura elevada, típicamente da como resultado una arena recuperada de mucha mayor calidad. El gas fluidizantes del lecho de sólidos fluidizados 6, sale del horno a través del conducto 21, a continuación pasa a través de un tratamiento de gas de descarga, sistema 11, que típicamente comprende un ciclón para la remoción de partículas y un quemador ulterior para oxidar cualesquier compuestos orgánicos de carbono, volátiles (VOC) de la descomposición térmica del agente aglutinante del macho de arena y a continuación a través de un exhaustador o escape, 12, el cual mantiene el horno de lecho fluidizado 7, bajo una presión ligeramente negativa, típicamente menor de 1.27 centímetros (0.5 pulgadas) w.c, y hace que el gas fluidizantes salga del sistema del horno. Cuando el requerimiento del desprendimiento del macho de arena es seguido posteriormente por un paso de tratamiento térmico de recocido en solución, puede emplearse el mismo sistema ilustrado en la FIGURA 2, para ambos pasos, con la excepción de que el horno de lecho fluidizado 7 debe ser de suficiente longitud para proporcionar los requerimientos_ del tiempo de residencia para completar ambos pasos del procesamiento. Una ventaja económica mayor de este método es que durante el paso de desprendimiento del macho de arena, las piezas fundidas son recalentadas a una temperatura elevada, la cual da como resultado un recocido en solución simultáneo. En muchos casos, el tiempo de residencia para la remoción del macho de arena se vuelve parte del tiempo de recocido en solución, acortando por lo tanto, el tiempo del ciclo total. Esta ventaja es significativa cuando la temperatura para el desprendimiento térmico del macho de arena es igual o cercana a la requerida para el recocido en solución, como es el caso cuando se procesan piezas fundidas de aluminio. Refiriéndose a la FIGURA 3, el proceso de esta invención también puede ser practicado utilizando el volumen; es decir, la zona libre, por encima del lecho fluidizado del horno de lecho fluidizado como una zona de retención para el tratamiento térmico o precalentamiento de las partes que están siendo procesadas. Este arreglo del procesamiento toma ventaja del hecho de que en el horno de lecho fluidizado, la fase gaseosa fluidizante que sale verticalmente a través de la superficie de los sólidos fluidizados, mantiene la temperatura en el volumen de la zona libre a una temperatura muy uniforme, debido a que la fase gaseosa sale a una temperatura muy uniforme . Además, esta fase gaseosa fluye a una velocidad razonable dependiendo del tamaño de las partículas que formen el lecho fluidizado y por lo tanto, la velocidad fluidizante resultante . El arreglo en la FIGURA 3, es un sistema de transporte de doble fila con partes que son transportadas a través del lecho fluidizado en una dirección y a continuación elevadas al extremo del lecho y regresadas en dirección contraria por encima del lecho. En la FIGURA 3, las partes análogas a aquéllas descritas en la FIGURA 2, son identificadas con números similares seguidos por un símbolo primo . En el ejemplo de procesamiento mostrado en la FIGURA 3, las partes fundidas moldeadas entran al horno a través de la puerta automática 14, hacia el vestíbulo 18' y a continuación a través de la puerta 13' hacia el horno de lecho fluidizado 8', con el ciclo alternante de esas dos puertas formando el vestíbulo 18' , el cual evita que la atmósfera del horno y la atmósfera ambiental se intercambien libremente. Las partes 17' contenidas en la canasta o dispositivo portapiezas 10' son transportadas por un transportador de cadena 9' a través del lecho fluidizado a la temperatura requerida para llevar a cabo el desprendimiento del macho de arena. En un extremo lejano del horno, la cadena transportadora corre verticalmente 21 y a continuación regresa en la dirección opuesta 22' . Cuando las partes en el dispositivo portapiezas alcanzan la posición extrema 25', el elevador 23' eleva la Canasta o dispositivo portapiezas al nivel superior de la cadena 22' y es entonces transportada horizontalmente hacia la puerta de salida 15' . Durante este paso por encima del lecho fluidizado, las piezas fundidas con mantenidas a una temperatura constante y por lo tanto, recocidas en solución. Las partes sujetadas salen entonces del horno a través de la puerta 15' , el vestíbulo 19' y la puerta de salida 16' . La estrategia de procesamiento del aire fluidizante y la descarga de gas como se muestra, es la misma que se describió para la FIGURA 2 . •- Las ventajas de este método de procesamiento de lecho fluidizado de doble fila incluyen: 1. Una alta eficiencia energética por parte procesada. El gas fluidizantes mantiene la temperatura en el lecho fluidizado y se utiliza una segunda vez a la misma temperatura en el volumen de la zona libre. 2. El tamaño del horno para una capacidad dada se reduce significativamente en longitud, lo cual reduce los costos del horno por parte procesada y esto se aplica igualmente a algunas partes accesorias del sistema de procesamiento. Debe notarse que el esquema de procesamiento mostrado en la FIGURA 3, puede ser aplicado para precalentar partes para un proceso de desprendimiento del macho de arena que no requiere un proceso de tratamiento térmico, revirtiendo la dirección de la cadena transportadora 9' , 24' y 22' . En este arreglo del procesamiento, las partes en el dispositivo portapiezas a temperatura ambiente entran al horno a través de la puerta 16', el vestíbulo 19' y la puerta 15' . Las partes en el dispositivo portapiezas pasan sobre el lecho fluidizado transportadas por la sección de cadena 22' desde el punto de alimentación hasta la posición final 26' . Mientras recorren este camino, la temperatura de las partes se eleva de la temperatura ambiente o por encima de la temperatura ambiente, hasta la temperatura requerida para el desprendimiento del macho de arena. De la posición 26', la parte en el dispositivo portapiezas es bajada por el elevador 23' hacia la sección de cadena inferior 9' , sumergiendo por lo tanto ésta en el lecho fluidizado . Las partes en el dispositivo portapiezas son transportadas a través del lecho fluidizado por la sección de cadena 9' y salen del horno a través de la puerta 13' , el vestíbulo 18' y la puerta 14' . El proceso de desprendimiento del macho de arena se completa durante este periodo con las partes en el dispositivo portapiezas en el lecho fluidizado, a una temperatura durante el tiempo de residencia requerido. El siguiente ejemplo que involucra partes de un motor de automóvil de aluminio, se efectuó en una operación de planta piloto, la cual simuló el proceso de esta invención. El ejemplo describe la forma y el proceso para manufacturar y utilizar la invención y expone el mejor modo contemplado para llevar a cabo la invención, pero no debe constituirse en una limitante de ésta.

EJEMPLO Partes: Piezas fundidas o moldeadas de aluminio/Bloques del motor 5500 Kg/hr.

Condiciones del Desprendimiento del Macho de Arena: Temperatura: 500°C Tiempo de Residencia: 90 minutos Ambiente: Sólidos Fluidizados/Arena de Moldeo Condiciones del Tratamiento Térmico: Temperatura: 500 °C Tiempo de Residencia: 5 horas.

Este fue el tiempo total incluyendo los 90 minutos de desprendimiento del macho de arena. Ambas operaciones se condujeron en el mismo horno en serie.

Temple: Temple rápido a 200 °C en un lecho de sólidos fluidizados de arena de moldeo. Los sólidos fluidizados se enfriaron utilizando serpentines de enfriamiento de agua.

Envej ecimiento : 3 horas a 230 °C en el horno de envejecimiento de lecho fluidizado. Enfriamiento con Aire Ambiental a 60°C.

Resultados del Tratamiento Térmico: Los bloques alcanzaron una dureza de Brinell de 93-109.

Finalmente, deberá comprenderse que las modalidades preferidas de esta proceso han sido descritas a manera de ejemplo, y que se les pueden ocurrir otras modificaciones a aquellos expertos en la técnica sin apartarse del alcance y espíritu de la invención.

Claims (28)

1. CAPITULO REIVINDICATORÍO
2. Habiendo descrito la invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las siguientes
3. REIVINDICACIONES : 1. Un proceso continuo para la remoción de machos de arena de los pasajes y cavidades internas de una pluralidad de piezas fundidas de metal formadas por los machos de arena, los machos de arena están comprendidos de arena y un aglutinante para mantener la forma y dureza requeridas del macho de arena, el aglutinante se descompone térmicamente a una temperatura elevada, caracterizado porque comprende; proporcionar un horno de lecho fluidizado, que tiene un lecho formado de arena fluidizada mantenida a una temperatura suficiente para descomponer térmicamente el aglutinante y un espacio o zona libre por encima del lecho; hacer pasar continuamente en secuencia a través del horno, sumergidas en la arena fluidizada, una serie de piezas fundidas de metal individuales y separadas que contienen los machos de arena, tal paso es a una velocidad para mantener las piezas fundidas individuales en serie, sumergidas durante un periodo de tiempo suficiente para descomponer térmicamente el aglutinante; por lo que los machos, Libres de aglutinante, fluyen libremente de las piezas fundidas individuales para asimilarse con la arena fluidizada en el lecho del horno. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de la arena fluidizada es mantenida por el calentamiento del aire ambiente a una temperatura superior a la temperatura de mantenimiento y distribuyendo el aire ambiente caliente hacia el fondo del lecho de arena fluidizada. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las piezas fundidas de metal que pasan son posteriormente tratadas térmicamente.
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el aglutinante se descompone simultáneamente con el tratamiento térmico.
5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el tratamiento térmico comprende el recocido en solución.
6. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el tratamiento térmico comprende el recocido en solución.
7. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además, templar continuamente las piezas fundidas de metal individuales y separadas, después de emerger del lecho fluidizado, por lo que se alcanza una dureza requerida.
8. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende, además, templar continuamente las piezas fundidas de metal individuales y separadas después de emerger del lecho fluidizado, por lo que se alcanza una dureza requerida.
9. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende, además, templar continuamente las piezas fundidas de metal individuales y separadas después de emerger del lecho fluidizado, por lo que se alcanza una dureza requerida.
10. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende, además, templar continuamente las piezas fundidas de metal individuales y separadas después de emerger del lecho fluidizado, por lo que se alcanza una dureza requerida.
11. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende, además, envejecer las piezas fundidas de metal templadas a temperatura elevada en un horno de lecho fluidizado.
12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, envejecer las piezas fundidas de metal templadas a temperatura elevada en un lecho fluido.
13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende, además, envejecer las piezas fundidas de metal templadas a temperatura elevada en un lecho fluido.
14. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende, además, envejecer las piezas fundidas de metal templadas a temperatura elevada en un lecho fluido.
15. 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las piezas fundidas de metal individuales y separadas que contienen los machos de arena son precalentadas antes de hacerlas pasar continuamente hacia el horno de lecho fluidizado.
16. 16. El proceso de conformidad con la, reivindicación 15, caracterizado porque el precalentamiento se lleva a cabo haciendo pasar continuamente las piezas fundidas de metal que contienen los machos de arena a través de la zona libre del horno de lecho fluidizado por encima del lecho .
17. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal es aluminio.
18. 18. Un aparato para la remoción secuencial continua, de machos de arena de los pasajes y cavidades internas de una pluralidad de piezas fundidas de metal formadas por los machos de arena en secuencia, los machos de arena están comprendidos de arena y un aglutinante para mantener la forma y dureza requeridas del macho de arena, y en donde el aglutinante puede ser descompuesto térmicamente a una temperatura elevada,_ el cual se caracteriza porque comprende; un horno de lecho fluido; primeros medios de transporte mecánicos para transportar piezas fundidas que contienen los machos de arena continua o semicontinuamente hacia el horno, sumergidas en el lecho fluidizado en el horno, y a través del lecho fluidizado en un estado inmerso; medios de control de temperatura para mantener el lecho fluido a las temperaturas de descomposición térmica del aglutinante; medios de control de la velocidad de transporte para los medios de transporte mecánicos, para controlar el tiempo de residencia en el lecho fluidizado; por lo que la arena del macho de arena libre de aglutinante fluye libremente desde los pasajes y cavidades internas de la pieza fundida para asimilarse con los sólidos fluidizados en el horno; y medios de ' salida continua del horno de lecho fluidizado.
19. 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el lecho fluidizado es de una longitud para proporcionar el desprendimiento simultáneo del macho de arena y el tratamiento térmico de las piezas fundidas.
20. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque los medios de transporte mecánicos transportan continuamente piezas fundidas decoradas fuera del horno de lecho fluidizado continuamente.
21. 21. El aparato de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende, además, un recipiente de temple para recibir continuamente del horno de lecho fluidizado, piezas fundidas decoradas.
22. 22. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el aparato de temple o enfriamiento comprende un lecho fluidizado mantenido a una temperatura utilizando tubos de enfriamiento con agua circulando a su través.
23. 23. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el aparato de temple o enfriamiento comprende un lecho fluidizado mantenido a una temperatura utilizando aire fluidizante o ambiental.
24. 24. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el aparato de temple o enfriamiento comprende un tanque de líquido con ^agitación mantenido a una temperatura utilizando un intercambiador de calor.
25. 25. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la arena de moldeo recuperada de los machos de arena se mantiene a una temperatura de aproximadamente 510 °C durante tiempos de residencia prolongados de 10 horas hasta más de 100 horas para eliminar la contaminación orgánica.
26. 26. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque comprende, además, un horno de envejecimiento adaptado para recibir continuamente piezas fundidas templadas y decoradas, continuamente del recipiente de temple y para mantener las piezas fundidas templadas a una temperatura elevada durante un periodo de envejecimiento requerido.
27. 27. El aparato de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el horno de envejecimiento es un horno de lecho fluidizado.
28. 28. El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque comprende, además, segundos medios de transporte mecánicos que atraviesan el espacio por encima del lecho del horno de lecho fluidizado y transportan en una dirección contraria a la dirección de los primeros medios transportadores mecánicos; y medios para transferir piezas fundidas decoradas desde los primeros medios de transporte mecánicos hasta los segundos medios de transporte mecánicos.