ES2265045T3 - Metodo de preparacion de arena de fundicion. - Google Patents
Metodo de preparacion de arena de fundicion. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2265045T3 ES2265045T3 ES02746688T ES02746688T ES2265045T3 ES 2265045 T3 ES2265045 T3 ES 2265045T3 ES 02746688 T ES02746688 T ES 02746688T ES 02746688 T ES02746688 T ES 02746688T ES 2265045 T3 ES2265045 T3 ES 2265045T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- sand
- particles
- foundry
- air
- set forth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims abstract description 160
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 127
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 239
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 49
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 37
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 15
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 229910052639 augite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IUMKBGOLDBCDFK-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dicalcium;iron(2+);trisilicate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[Ca+2].[Ca+2].[Fe+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] IUMKBGOLDBCDFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052869 epidote Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001678 gehlenite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052657 oligoclase Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 3
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 abstract 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 33
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 24
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 16
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 3
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 208000023504 respiratory system disease Diseases 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000031840 Baralle-Macken syndrome Diseases 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010038731 Respiratory tract irritation Diseases 0.000 description 1
- 206010040880 Skin irritation Diseases 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- OIPMQULDKWSNGX-UHFFFAOYSA-N bis[[ethoxy(oxo)phosphaniumyl]oxy]alumanyloxy-ethoxy-oxophosphanium Chemical compound [Al+3].CCO[P+]([O-])=O.CCO[P+]([O-])=O.CCO[P+]([O-])=O OIPMQULDKWSNGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
- B22C5/18—Plants for preparing mould materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
- B22C5/06—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sieving or magnetic separating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Un método de preparación de arena de fundición a partir de partículas de un material base mediante la reducción de las partículas en partículas lisas y la clasificación en varias clases de tamaño, comprendiendo las etapas de: Proveer un material base que tenga al menos dos componentes minerales los cuales incluyan arena cuarzosa y arena no-cuarzosa en donde la arena cuarzosa tiene un tamaño de grano medio al menos dos veces el de la arena no-cuarzosa; Formar las partículas mediante tratamiento en un impactor de energía controlada, haciendo con dicho tratamiento que las partículas choquen las unas con las otras de manera que las irregularidades superficiales sean desconchadas para producir partículas redondeadas; y Clasificar las partículas redondeadas con un sistema de clasificación por corriente de aire para producir al menos dos fracciones, conteniendo cada una de ellas una mayoría de uno de dichos componentes.
Description
Método de preparación de arena de fundición.
La presente invención está relacionada con el
campo de la fundición metálica no férrica y, más particularmente,
con un método para la producción de arena de calidad para fundición
a partir de materias primas no convencionales, y para la
clasificación de la arena producida de ese modo en dos productos o
más de clase para fundición.
La mayor parte de la arena de fundición se
produce tamizando o clasificando por vía húmeda la sílice o arena
cuarzosa que se producen de forma natural. (Tal como se usa aquí,
por "arena cuarzosa" se entiende que se refiere a arena que
contiene sílice tal como se encuentra en el cuarzo en forma
cristalina. Tal como se usa aquí, por "arena no cuarzosa" se
entiende que se refiere a arena que no contiene una cantidad
significativa de sílice). La arena cuarzosa apropiada para fundición
contiene niveles bajos de metales alcalinos y alcalinotérreos, de
carbón tanto ligados orgánica como inorgánicamente y de derivados
halógenos y de azufre. Dicha arena se compone de partículas
redondeadas de peso medio y tamaños de partículas medios que van
desde 0,15 a 1,3 mm y distribuciones de tamaños de partículas
reducidos, normalmente con más de 90% de partículas dentro del 0,5 a
1,5 de la media.
En algunos casos, las características térmicas o
físicas de la arena cuarzosa son inaceptables y las funderías se ven
obligadas a emplear otras arenas con mejores propiedades. Estas
alternativas no cuarzosas son mucho menos comunes y enormemente más
caras que la arena cuarzosa e incluyen olivino (silicato de magnesio
ferruginoso), (cromita ferrosa, FeCr_{2}O_{4}), y
(ortosilicato de zirconio, ZrSiO_{4}). El mayor coste de
las alternativas del cuarzo destierran su uso general, y las
funderías que fabrican especialmente piezas que requieren precisión
normalmente utilizan arena cuarzosa o una mezcla de arena reciclada
que contiene una fracción apreciable de arena cuarzosa para fabricar
las partes externas de los moldes, y arena no cuarzosa nueva para
fabricar las partes internas o machos de los moldes.
La arena de fundición debe resistir las
temperaturas originadas en el proceso de fundición, y no debe
reaccionar de forma adversa con los ligantes empleados para fabricar
los moldes y machos. Deberá rellenar bien de manera que la densidad
volumétrica sea alta, produciendo una superficie lisa en el producto
metálico fundido, pero suficientemente porosa para permitir el
escape fácil del gas formado durante la colada. La densidad
volumétrica alta se consigue empleando partículas redondeadas que se
producen de forma natural las cuales se desplazan fácilmente las
unas a las otras y las cuales tienen una distribución de tamaños lo
más amplia posible. No obstante, una buena porosidad requiere
niveles bajos de partículas finas, en tanto que las superficies de
fundición lisas requieren niveles bajos de partículas grandes; estos
dos factores limitan la amplitud de la distribución de tamaños de
las partículas. Una arena cuarzosa de calidad alta típica consiste
en granos redondeados cuya distribución de tamaños de las partículas
es un compromiso entre estas demandas, con al menos el 95% de las
partículas estando dentro de \pm 75% del tamaño medio y con menos
del 2% de las partículas estando por debajo de un cuarto del tamaño
medio.
La combinación de propiedades físicas y químicas
requeridas de una arena de fundición cuarzosa limita el número de
lugares en donde tales productos se producen de forma natural. Por
lo tanto la arena puede requerir ser transportada a lo largo de
distancias considerables, haciendo a la arena de fundición cuarzosa
más cara que la arena local ordinaria para edificación. Muchos
países, particularmente aquellos ubicados en las partes más secas
del mundo tales como el Norte de África y el Oriente Medio, carecen
de fuentes autóctonas de cuarzo apropiado para uso como arena de
fundición y tienen que importar arena de fundición a un coste
considerable desde el norte y el oeste de Europa.
Otro factor que limita el número de lugares que
pueden suministrar arena de fundición cuarzosa es el hecho de que
mucha de la arena cuarzosa, por ejemplo, arena de playa, está
contaminada con fragmentos de conchas o huesos o partículas de
piedra caliza que perjudican seriamente a los procesos de fundición.
Dicho inconveniente se crea por el hecho de que estos contaminantes
pueden reaccionar con los ligantes empleados habitualmente y/o
descomponerse a las temperaturas empleadas normalmente para fundir
metales.
El cuarzo no solamente presenta dificultades en
cuanto a disponibilidad, sino que el empleo de cuarzo ha sido
asociado con problemas respiratorios. La Organización Mundial de la
Salud (The World Health Organization) ha clasificado oficialmente el
polvo de cuarzo como cancerígeno. Por consiguiente, la arena
cuarzosa es objeto de restricciones y precauciones en el lugar de
trabajo, y la arena usada, particularmente el polvo de los filtros
de fundición que contiene niveles elevados de polvo de cuarzo, es
restringido de manera similar. Esto limita el empleo útil de arena
cuarzosa usada en hormigón y asfalto.
Otra falta asociada con el cuarzo es su
coeficiente no lineal de dilatación térmica. El cuarzo sufre una
transición cristalina a alrededor de 560ºC la cual va acompañada de
un aumento considerable de volumen. Dado que diferentes partes del
molde se hallan a temperaturas diferentes durante la colada, las
mismas se dilatan irregularmente y desarrollan fisuras, en las
cuales puede penetrar metal fundido. Tras la colada, estas
intrusiones de metal aparecen como láminas muy delgadas que
sobresalen de la colada y tienen que ser eliminadas mediante
operaciones de acabado que llevan tiempo. En el peor e los casos la
pieza fundida puede que tenga que ser rechazada. Este fenómeno,
conocido como "aleteadura" es la causa más común de chatarra en
fundición metálica no férrica.
Del mismo modo que el cuarzo, las alternativas
al cuarzo actualmente disponibles también son sospechosas de dañar
el medio ambiente. El olivino es altamente alcalino y contiene
níquel, ambos pueden causar irritación en la piel y los pulmones;
junto con la cromita, ambos son considerados residuos tóxicos y hay
que deshacerse de ellos en vertederos especiales. El circón es
ligeramente radiactivo, requiriendo precauciones en el lugar de
trabajo y limitaciones en el vertedero.
Las fuentes alternativas a la arena cuarzosa
empleadas actualmente son mucho menores en número y la mayoría están
ubicadas fuera de las zonas en las que se hallan gran número de
funderías; esto significa que las mismas soportan cargas en los
costes de transporte comparadas con la arena cuarzosa. Además, a
diferencia de la arena cuarzosa, las mismas tienen aplicaciones
alternativas de gran valor. Por ejemplo, el circón y el olivino se
emplean en la fabricación de productos refractarios, mientras que la
cromita es el mineral empleado en la fabricación del metal de cromo.
Estos factores hacen a estas arenas alternativas tanto como diez o
veinte veces más caras que la arena cuarzosa y por lo tanto son
raramente empleadas como la arena exclusiva en una fundería.
Dadas las dificultades en la obtención de arena
apropiada, es importante considerar la "vida" de la arena. Tras
el uso, la arena de fundición es o bien desechada, empleada para
fines distintos al de la fundición tales como materiales de
construcción o reutilizada. Dado que la arena de fundición usada
puede contener materiales orgánicos, ácidos y metales pesados, las
autoridades medioambientales normalmente insisten en que debe de ser
vertida en un lugar aprobado para residuos tóxicos; Esto aumenta de
manera considerable los costes totales de la fundería relacionados
con la arena. Consideraciones económicas y medioambientales
estimulan medidas para reducir al mínimo el uso neto de arena,
incluyendo la recuperación y reutilización de la arena reciclando
los moldes y/o los machos usados. Por estas razones, muchas
funderías encuentran económicamente viable instalar un equipo que
recupere y reutilice la arena usada.
La reutilización de arena usada requiere que
sean eliminados lo más completamente posible materiales extraños
tales como coque y ligante residual. Los moldes y/o machos usados se
rompen en agregados más pequeños y más fáciles de manejar, empleando
normalmente un tamiz vibratorio. A continuación se retiran el coque
y el ligante residual. El equipo de recuperación de arena
normalmente emplea o bien métodos térmicos o métodos mecánicos.
La EP-A-0 107
752 describe un método y un dispositivo para tratar arena de
fundición usada particularmente procedente de mezclas de moldeo
ligadas con resina sintética y reforzadas con partes metálicas, en
donde, en primer lugar la arena de fundición usada es desmenuzada en
el recipiente vibrador, tamizada y/o cribada con tamiz de malla
ancha en el recipiente para obtener productos finos, de tamaño mayor
y residuales. Los productos de tamaño mayor y residuales son
devueltos a la entrada del recipiente para un mayor desmenuzamiento
y el producto fino es tamizado muy finamente para producir la arena
de fundición recuperada.
El tratamiento térmico conlleva el calentar la
arena a 700ºC o más en un exceso de aire de manera que los ligantes
orgánicos se quemen. A continuación, la arena tratada se fluidifica
en una corriente de aire para eliminar el polvo antes de ser
reutilizada. Dichos procesos térmicos eliminan residuos ligantes
orgánicos mediante incineración; Estos producen arena de calidad
corriente pero consumen mucha energía, son costosos y no apropiados
para todas las combinaciones de arena/ligante. Además, estos
conducen a emisiones de gases indeseables al medio ambiente (óxidos
de azufre, nitrógeno y carbono).
El rozamiento del estado de la técnica supone el
frotamiento suave y repetido de los granos de arena los unos contra
los otros de manera que el ligante y el coque intersticiales
adheridos con poca cohesión se conviertan en polvo. Estos procesos
mecánicos son menos costosos pero la calidad de la arena recuperada
es inferior y su uso dentro de la fundición a menudo es más
restringido que el de arenas nuevas o recuperadas térmicamente.
Tanto los métodos de recuperación térmicos como mecánicos eliminan
el polvo por medio de ciclones o lechos fluidificados.
La recuperación de arena usada es
considerablemente complicada por el hecho de que para los moldes y
machos algunas veces se emplean diferentes tipos de arena. Una vez
que se ha completado el proceso de moldeo, raramente es factible
separar los moldes y machos usados los unos de los otros, por lo que
las distintas arenas empleadas para estos dos fines llegan a
mezclarse. Los métodos de reciclado del estado de la técnica son
incapaces de separar esta mezcla en sus partes componentes y las
funderías que utilizan tanto arena no-cuarzosa cara
como arena cuarzosa más barata deben por lo tanto comprar
constantemente arena no-cuarzosa nueva y cierta
cantidad de arena cuarzosa.
En otros casos, las funderías que prefirieran
utilizar y reciclar dos clases de la misma arena, por ejemplo, una
para fabricar el molde y otra de diferente distribución de tamaños
de partículas para fabricar el macho, son incapaces de hacerlo
porque las limitaciones de los métodos de reciclado del estado de la
técnica no permiten que dichos materiales muy similares sean
separados fácilmente. Por lo tanto deberán o bien optar por
arriesgarse seleccionando y reciclando una clase de arena para todos
los propósitos, o comprar constantemente arena nueva para una de las
aplicaciones y utilizar un producto mezclado reciclado menos óptimo
para la otra.
La proporción de arena que puede ser reciclada
puede estar limitada también por el sistema ligante empleado, dado
que algunos ligantes reaccionan con el cuarzo a las temperaturas de
moldeo; estos incluyen algunos de los ligantes más comúnmente
empleados que contienen materiales altamente alcalinos tales como
silicato de sodio o mezclas de resinas fenólicas con álcalis
caústicos. Estas resinas ligantes son difíciles de eliminar ya sea
por rozamiento o tratamiento térmico y, cuando se calientan mediante
reciclado térmico o moldeo subsiguiente, puede reaccionar con la
arena para formar silicatos de bajo punto de fusión que ponen en
peligro las características refractarias de la arena.
Además, las funderías están limitadas en su
elección de métodos de clasificación para el reciclado de arena y no
pueden emplear de manera económica métodos originalmente empleados
en la producción a gran escala de arena de fundición. La
clasificación por vía húmeda tiene unos costes de explotación
excesivamente altos y produce aguas residuales que plantean riesgos
medio ambientales. Los tamices son difíciles y costosos de utilizar
con materiales finos y, a menos que los fracciones de productos se
vuelvan a mezclar cuidadosamente, fracasarán en la producción de
productos cuyas distribuciones de tamaños de las partículas
proporcionen unas características de rellenado óptimas.
En vista de lo anterior, un objeto de la
presente invención es el de superar las dificultades en la obtención
de arena de fundición de calidad apropiada a través de un método de
producción de arena de fundición a partir de materiales alternativos
y previendo el reciclado de dicha arena.
Otro objeto de la invención es el de lograr un
control preciso tanto de la forma de las partículas como del tamaño
de las partículas mediante la combinación de un procedimiento de
oolitización mecánico seguido de una clasificación por corriente de
aire.
Otro objeto de la invención es un método que
permite el uso de materiales cuarzosos y
no-cuarzosos, más baratos y disponibles en la zona,
considerados antes inapropiados para arena de fundición.
Otro objeto más de la invención es un método
para el reciclado de moldes y coladas para separar y recuperar la
arena contenida en los mismos para su reutilización.
Adicionalmente, se describe un sistema de
clasificación de partículas que permite la recuperación simultánea
de dos o más clases de arena de fundición de calidad a partir de una
única corriente de entrada.
De acuerdo con este y otros objetos, la presente
invención está dirigida a la combinación de una unidad de rozamiento
partícula con partícula de energía controlada seguido de un
clasificador multi-fracción. El material entrante en
forma de partículas que puede constituir materia prima o arena usada
procedente de machos y moldes, se coloca dentro de la unidad de
rozamiento de energía controlada donde las partículas chocan las
unas con las otras. A través de estos choques, las aristas,
proyecciones superficiales y revestimientos de las partículas son
eliminadas pero las partículas propiamente dichas no son trituradas.
El procedimiento de oolitización redondea y limpia las partículas,
produciendo una corriente de arena que tiene partículas que abarca
una distribución de tamaños más amplia. Después, la corriente de
arena es dirigida a través del clasificador
multi-fracción en donde la arena es clasificada en
dos o más clases utilizables de arena de fundición.
Estos y otros objetos de la invención así como
muchas de las ventajas deseadas de la misma, se harán más fácilmente
evidentes al hacer referencia a la descripción siguiente en
conjunción con los dibujos que se acompañan.
La Figura 1 es un esquema de una planta
apropiada para producir arena de fundición redondeando y
clasificando partículas de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 es un esquema de un oolitizador
apropiado para uso en la presente invención;
La Figura 3 es un esquema mostrando un
clasificador por corriente de aire apropiado para uso con la
presente invención;
La Figura 4 muestra un clasificador por
corriente de aire apropiado para uso con la presente invención;
La Figura 5 es un gráfico que representa la gama
de tamaños de partículas frente a la distancia en los ensayos
llevados a cabo empleando el clasificador por corriente de aire
preferido de la Figura 4 sin una sección de tamizado o un
alimentador de tamizador vibratorio;
La Figura 6 es un gráfico que representa la gama
de tamaños de partículas frente a la distancia empleando el
clasificador por corriente de aire en la Figura 4 con una sección de
tamizado en su sitio y sin un alimentador de tamizador
vibratorio;
La Figura 7 es un gráfico comparativo del
rendimiento del clasificador por corrientes de aire preferido a tres
velocidades de alimentación con una sección de tamizado en su sitio,
y
La Figura 8 ilustra un dispositivo de entrada de
aire a una sección receptora de acuerdo con el clasificador por
corrientes de aire.
Al describir una realización preferente de la
invención ilustrada en los dibujos, para una mayor claridad se
recurrirá a una terminología específica. No obstante, no se pretende
que la invención se limite a los términos específicos seleccionados
de ese modo y se sobrentenderá que cada término específico incluye
todos los equivalentes técnicos que actúen de una manera similar
para lograr un propósito similar.
La arena de fundición puede definirse de acuerdo
con una serie de características, las cuales la hacen apropiada para
su uso en fundición. Estas incluyen el que dichas arenas estén
especialmente exentas de polvo, es decir, partículas por debajo de
75 \mu, compuestas de granos redondeados más que angulares, que
tengan una distribución de tamaños de partículas en donde al menos
el 85% de las partículas se halle entre 0,5 y 1,5 del diámetro medio
y resistan la abrasión. Los minerales empleados para arena de
fundición deben tener una alta resistencia a la tracción, y una
temperatura de sinterización suficientemente elevada, y no debe ser
sometido a alteración química alguna que pueda hacer que se
desprenda gas durante la colada.
La mayor parte de la arena de fundición se
selecciona a partir de depósitos de arenas de granos redondos que se
encuentran de forma natural, de los cuales la sílice (cuarzo) es por
mucho el más común. No obstante, la presente invención describe lo
satisfactoria que puede hacerse la arena de fundición a partir de
una gama muy amplia de minerales que se encuentran de forma natural.
Dicha arena se caracteriza por:
- (i)
- contener menos del 10% de cuarzo cristalino y pertenecer a la familia del feldespato y tener aproximadamente la fórmula XAI_{(1-2)}Si_{(3-2)}O_{8} en donde X puede ser sodio, potasio o, preferentemente calcio, hierro o magnesio, o una mezcla de dichos cristales;
- (ii)
- componerse de cristalitos de un tamaño menor de 1 mm y preferentemente menores de 0,2 mm;
- (iii)
- tener un punto de sinterización del material en polvo (definido como la temperatura T_{s}, a la cual Una muestra dispuesta en un dilatómetro Netzsch® muestra un volumen un 1% menor que a una temperatura T_{s}-30ºC) de al menos 750ºC y preferentemente a más de 1000ºC;
- (iv)
- tener una dilatación térmica de menos de un 0,5% entre 150ºC y 750ºC, medida sobre polvo comprimido en un dilatómetro Netzsch®;
- (v)
- tener una dilatación térmica entre 150 y 750ºC, medida sobre polvo comprimido en un dilatómetro Netzsch® de manera que la dilatación a una temperatura de T+30ºC no sea más de un 0,02% mayor que a la temperatura T;
- (vi)
- tener una resistencia a la compresión uniaxial de al menos 70 megaPascals medida sobre una muestra sólida;
- (vii)
- tener una pérdida de peso al ser calentada en nitrógeno a 100ºC durante 2 minutos de menos de 0,5%;
- (viii)
- Tener una pérdida de peso al ser calentada en nitrógeno a 800ºC durante 2 minutos de menos de 1,5%;
- (ix)
- Tener una dureza en la escala Moh de al menos 5;
- (x)
- contener menos de un 5% de los metales de transición cobalto, níquel, manganeso y cromo; y
- (xi)
- tener un pH de entre 3,5 a 9,1 medido mediante ISO 10390:1994(E).
Una arena que tenga estas características puede
definirse como apropiada para uso como arena de fundición. Aun
cuando una serie de minerales que cumplen estas especificaciones se
halla fácilmente disponible a precios atractivos, muchos nunca han
sido utilizados como arena de fundición. La invención descrita aquí
es por lo tanto una mejora considerable sobre el estado de la
técnica dado que la misma amplía enormemente el número de materias
primas que pueden emplearse para producir arena de fundición. Los
materiales apropiados incluyen pero no se limitan a: basalto,
anortita, oligoclasa, gehlenita, epidota, corderita y augita.
Los minerales de la familia del feldespato son
sumamente comunes y se dice que constituyen tanto como el 60% de
todos los minerales. Las arenas de fundición aquí descritas, como
producidas de acuerdo con la presente invención, pueden por lo tanto
producirse a partir de una gama de materias primas mucho mayor y más
ampliamente disponibles de materias primas que la arena basada en el
cuarzo que se está suministrando actualmente a la mayoría de las
funderías. El uso de dichos materiales alternativos conducirá a una
reducción considerable de los costes de obtención y de empleo de
arena de fundición, especialmente para aquellas funderías situadas
lejos de una fuente de arena cuarzosa de buena calidad.
Las arenas de fundición de feldespato descritas
en esta invención resultan particularmente ventajosas para su uso en
funderías que actualmente empleen arena cuarzosa, ya que su uso
reducirá la cantidad de partículas de cuarzo en el aire, mejorando
de ese modo el entorno de trabajo y reduciendo el riesgo de
enfermedades respiratorias. La arena usada y el polvo del filtro de
los productos descritos no contiene cuarzo o muy poco y puede ser
empleado sin riesgo en aplicaciones tales como asfalto y
hormigón.
Dado que los mismos no son ni muy básicos ni
radiactivos y contienen pocos metales de transición o ninguno, los
productos de arena producidos de acuerdo con esta invención
proporcionan beneficios al medio ambiente y a los lugares de trabajo
comparados con las alternativas actuales a la arena cuarzosa
actualmente de uso comercial. Los productos aquí descritos son
además, en virtud de su ubicuidad, muchos más baratos que dichas
alternativas.
Los productos producidos de acuerdo con la
presente invención se caracterizan por tener (i) una distribución
según el tamaño de las partículas en donde menos del 2% de la masa,
y preferentemente menos del 1% de la masa es menor que una cuarta
parte de la media ponderada del tamaño de partícula y menos del 5%
de la masa, y preferentemente menos del 2% de la masa, es mayor que
tres veces la media ponderada del tamaño de partícula; (ii) un
tamaño de partícula medio de media ponderada de menos de 1,5% mm y
oolitizado de manera que las partículas cohesionen suficientemente
bien para proporcionar una densidad volumétrica que sea al menos del
55%, y preferentemente del 60% o mayor, de la densidad de la piedra
a partir de la cual se producen; y (iii) y la pérdida por
incineración de menos de un 3% y, preferentemente, menos del 2%.
Quizá la mayor ventaja de la presente invención
es el descubrimiento inesperado de que las coladas llevadas a cabo
empleando machos y/o moldes fabricados de productos que tienen estas
características y ligantes hechos de resinas sintéticas o de
silicato sódico se benefician de una proporción reducida de rebabas
y costes más bajos asociados con las operaciones de acabado. Esto es
debido al hecho de que las arenas de feldespato tienen coeficientes
de dilatación térmica más bajos y más uniformes que el cuarzo,
especialmente en la gama de temperaturas entre
100-700ºC.
La presente invención comprende una técnica para
producir arena de fundición apropiada a partir de materiales de
partida no considerados hasta ahora utilizables en fundición. Esto
se logra mediante un proceso de dos etapas que incluye (i)
tratamiento, preferiblemente repetido una o más veces, en un
impactor de energía controlada que hace que las partículas se
choquen o froten las unas contra las otras de manera que las aristas
o irregularidades superficiales se desprendan sin que las propias
partículas se choquen; seguido de (ii) una clasificación para
separar el producto arenoso resultante en uno o más productos de
clase de fundición y uno o más productos secundarios. La
clasificación puede lograrse con aire o agua como el medio dinámico
o en una estación de tamizado con los tamices necesarios para
proporcionar la distribución según el tamaño de las partículas.
En una realización básica tal como la mostrada
en la Figura 1, la presente invención está dirigida a una planta
apropiada para convertir un mineral apropiado física y térmicamente
en dos o más clases de arena de fundición. La planta incluye un
impactor de energía controlada u oolitizador 20, y un clasificador
30 que tiene al menos dos y preferiblemente tres o más cámaras,
mostradas en la Fig. 1 como P_{1}, P_{2}, P_{3}, con salidas
de producto asociadas. El oolitizador 20 se hace funcionar en todo
momento a una velocidad mayor que el clasificador 30 siendo devuelto
el exceso al oolitizador para repetir el rozamiento.
La Figura 1 ilustra una planta capaz de mejorar
las partículas secas de un diámetro por debajo de 1 mm, un residuo
de tamiz de una operación de triturado de piedra, en dos clases de
arena apropiada para uso en funderías. La planta se compone de dos
circuitos de procesado, un circuito de oolitización, A, y un
circuito de clasificación, B, siendo accionado el circuito B con una
producción neta inferior que el circuito A. Es aconsejable que la
alimentación en el oolitizador contenga menos del 10% en peso de
partículas que sean dos veces mayores que el tamaño medio del
producto de arena de fundición más grande a fabricar en el circuito
B. Esto puede lograrse fácilmente tamizando o retornándolo
previamente en un triturador apropiado.
El circuito A incluye un silo de almacenamiento
S_{1}; un oolitizador 20 de energía controlada; un Transportador
T1, para llevar la alimentación desde S_{1} hasta un oolitizador
20 de energía controlada; y un transportador, T2, para transportar
material desde el oolitizador hasta el clasificador. El oolitizador
de energía controlada puede ser materializado por un Duopactor 3000
SD Barman®, mostrado representativamente en la Figura 2. Tal como se
muestra en la Figura 2 el triturador Barmc® tiene una tolva de
alimentación 21 que centraliza el flujo del material de entrada. Un
estrangulador en la placa de control controla el flujo de material
hacia el rotor 24. El exceso de material incapaz de fluir a través
del rotor 24 se desborda a través de las salidas en cascada 23.
Regulando el estrangulador 22, el flujo de material que cae en
cascada a través de las salidas 23 puede aumentarse.
El rotor 24 acelera el material de entrada y
descarga de forma continua dicho material en las cámaras
trituradoras 25. Adicionalmente, dentro de la cámara trituradora 25,
el material que cae en cascada combina otra vez con el material
acelerado por el rotor. Una nube constante de partículas suspendidas
se mueve alrededor de la cámara trituradora 25. Las partículas son
retenidas durante un periodo medio de 5-20 segundos
antes de perder energía y caer de la cámara. Las velocidades de
salida de las partículas que salen de la cámara 25 están
comprendidas entre 50-85 m/s. A medida que el
material sale de la cámara, el mismo es dirigido por el
transportador T_{2} al circuito de clasificación, circuito B.
El circuito B incluye un clasificador por
corriente de aire 30; un transportador T_{3}, para transportar el
exceso de material oolitizado de nuevo al S1; un transportador
T_{4}, para transportar las partículas clasificadas más grades
(extra grandes) desde el P_{1} hasta el S_{1}; un transportador
T_{5}, para transportar arena de fundición media desde P_{2}
hasta el depósito de almacenaje; un transportador, T_{6}, para
transportar arena de fundición fina desde P_{3} hasta el depósito
de almacenaje (mostrado aquí como ensacado), un ciclón 40 para
eliminar las partículas mayores de 0,1 mm por la corriente de aire;
y un transportador T_{7}, para transportar las partículas
separadas por el ciclón al depósito de almacenaje de polvo de
fundición fino. El clasificador por corriente de aire incluye una
unidad de humidificación turbulenta E, una rejilla vibratoria V para
asegurar una distribución de alimentación uniforme en el
clasificador, y tres cámaras de producto P_{1}, P_{2} y
P_{3}.
Durante una serie de operaciones de la planta
representada en la Figura 1, el oolitizador 20 fue equipado con un
motor de 10kW con una velocidad de flujo de 8m^{3}/h desde el S1.
El estrangulador 22 (separador de alimentación) del oolitizador se
ajustó de manera que dos tercios de la alimentación caían
céntricamente en el rotor 24 en tanto que el tercio restante caían
como una cascada exterior al rotor a través de las salidas en
cascada 23. El rotor se puso en funcionamiento a la velocidad
máxima.
En el circuito clasificador, el circuito B, el
material oolitizado fue alimentado de modo uniforme a través de la
anchura del clasificador a una velocidad de flujo de 0,6
litros/segundo. La rejilla vibratoria fue accionada con una
frecuencia de 50 Hz y una amplitud de 1,5 mm, siendo la longitud de
las cámaras P_{1}, P_{2} y P_{3} de 220 mm, 760 mm y 850 mm,
respectivamente. El flujo de aire fue de 2,1 m/segundo. Estas
condiciones produjeron fracciones anortosíticas que tienen las
distribuciones según el tamaño de las partículas según se expone en
la Tabla 1.
| Fracción tamiz, mm | Materia prima^{a} | Arena fundición media | Arena fundición fina | Polvo filtro |
| > 0,6 mm | 15% | 10% | 1% | 0 |
| 0,3 - 0,6 mm | 50% | 42% | 9% | 0 |
| 0,15 - 0,3 mm | 23% | 38% | 53% | <2% |
| 0,075 - 0,15 mm | 10% | 9% | 32% | 14% |
| -0,075 mm | 2% | <1% | 2% | 85% |
| ^{a} Anortosita triturada, secada en un secador rotativo y tamizada para eliminar +0,75 mm. |
A través de la presente invención, las funderías
que actualmente utilizan arena cuarzosa para fines de fabricación de
moldes y/o junto con resinas sintéticas para fabricar machos
experimentarán una reducción considerable en los costes de
fabricación por unidad de fabricación vendible.
El basalto, un feldespato que cumple las
especificaciones de la arena de fundición tal como se ha expuesto
con anterioridad puede ser convertido en arena de fundición a partir
de una fracción triturada con un tamiz de 0-4 mm
tratada en un impactor. A continuación, el material procedente del
impactor es clasificado de una manera apropiada. La Tabla 2 compara
las propiedades de la arena cuarzosa ordinaria con las de la arena
basáltica de colada fabricada de acuerdo con esta invención.
| Propiedad Tipo de arena | Basalto | Cuarzo^{a} |
| Expansión térmica 20-750ºC | 0,4% | 0,7% |
| Modo de expansión | Lineal | Discontinua a 560ºC |
| Temperatura de sinterización, ºC | 880 | 1.020 |
| Tamaño de grano medio, mm | 0,31 | 0,28 |
| Partículas > 0,7 mm | 3% del peso | 1% del peso |
| Partículas < 0,1 mm | 2% del peso | 1% del peso |
| ^{a} Baskarp 28, Clasificado vía húmeda |
La Tabla 3 compara las propiedades de la arena
cuarzosa ordinaria con las de una arena no-cuarzosa
fabricada a partir de anortosita de acuerdo con el método de esta
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
| Propiedad Tipo de arena | Anortosita^{a} | Cuarzo nuevo^{b} |
| Expansión térmica 20-750ºC | 0,41% | 0,65% |
| Modo de expansión | Lineal | Discontinua a 560ºC |
| Temperatura de sinterización, ºC | 1.110 | 1.020 |
| Tamaño de grano medio, mm | 0,31 | 0,28 |
| Proporción rebabas fundición | 2,2% | 3,1% |
| Partículas cuarzo por m^{3} | < 0,1 mg | 2,6 mg |
| Consumo ligante por unidad volumen | 1 | 1,15 |
| ^{a} De Nodest AS quarry en Hauge i Dalane, Noruega ^{b} Baskarp 28 |
La presente invención abarca la preparación de
arena de calidad de fundición a partir de la piedra triturada de
materiales no-estándar, y el reciclado de arena de
fundición incluyendo machos y moldes usados para recuperar dos o más
clases de arena de fundición utilizable. Cada uno de estos aspectos
será tratado en su momento.
En la recuperación de arena procedente de machos
y moldes, la primera etapa consiste en triturar estos machos y
moldes en agregados, típicamente de un tamaño de partícula máximo de
5 mm. Estos agregados se hacen pasar a continuación a través de la
unidad de rozamiento 20 de energía controlada. Representativamente,
el impactor 20 puede ser materializado como el Duopactor® Barmac o
un triturador de cono inercial Rhodax®, accionado de manera que al
menos el 80-90% del producto resultante tenga un
tamaño de partícula de menos de 1 mm y un contenido de partículas
menores de 75 \mu no mayor del 12%. Durante esta fase de
rozamiento, al menos el 20% de cualquier ligante orgánico que
revista la superficie de la arena es reducido a partículas finas. A
continuación, la arena tratada es clasificada, por ejemplo, en un
clasificador 30 tal como se ha descrito en relación con la Figura
1.
En el clasificador 30, las partículas
individuales caen según su resistencia al avance por unidad de masa
de manera que partículas con resistencia al avance por unidad de
masa similar se concentren las unas con las otras. Las partículas
cuya resistencia al avance por unidad de masa sea lo bastante para
permitirles que caigan al suelo desde la cámara de clasificación se
separen en al menos tres fracciones en virtud de las tres cámaras o
secciones receptoras P_{1}, P_{2}, P_{3}, con salidas de
producto tal como se muestra. Estas partículas cuya resistencia al
avance por unidad de masa es tan grande que no llegan a alcanzar el
suelo de la cámara, salen junto con la corriente de aire y son
eliminadas en el ciclón 40 y/o filtro de aire. La velocidad del aire
a través de la cámara y/o la posición de las paredes divisorias que
definen las secciones receptoras son alteradas según se requiera. En
el caso mínimo en el que el clasificador se compone de tres
secciones receptoras, la primera sección receptora, P_{1},
producirá una fracción extra grande, que es devuelta a la unidad de
rozamiento 20 de un circuito de reciclado de arena. La segunda y
tercera secciones P_{2} y P_{3} producen los productos más
gruesos y más finos, respectivamente.
Tal como se muestra en la Figura 3, el material
del impactor 20 puede ser clasificado empleando un clasificador de
cuatro derivaciones, con una cámara de 1 m de altura y 1,2 m de
anchura. Los productos pueden prepararse empleando un flujo de aire
de al menos 1.0 M^{3}seg^{-1} y preferentemente entre
1,3-2,5 M^{3}geg^{-1} por metro cuadrado de
sección transversal de cámara, para producir los materiales
clasificados siguientes:
- i)
- una fracción extra grande que se recoge en la primera sección receptora "+" cuya boca se extiende desde (-10 cm) hasta + 30 cm desde un punto inmediatamente por debajo de aquel en el cual la alimentación cae en la cámara;
- ii)
- un producto de partículas grandes que se recoge en la segunda sección receptora A cuya boca se extiende desde +30 cm hasta +70 cm desde un punto inmediatamente por debajo de aquel en el cual la alimentación cae en la cámara;
- iii)
- un producto de partículas pequeñas que se recoge en la sección receptora B cuya boca se extiende desde +70 cm hasta +120 cm desde un punto inmediatamente por debajo de aquel en el cual la alimentación cae en la cámara; y
- iv)
- un polvo de fracciones (finas) que se recoge en las secciones receptoras C (120-160 cm) desde el punto de entrada de la alimentación y el filtro de aire.
La Tabla 4 ilustra las distribuciones según el
tamaño de las partículas de las fracciones hechas mediante la
aplicación de esta invención para la recuperación de dos arenas de
tamaños de grano medio de 0,18 y 0,45 mm en un clasificador de tres
cámaras a partir de arena mezclada reciclada.
| Intervalo de tamiz | Tamaño grande | Producto más grueso | Producto más fino | Polvo del filtro |
| < 105 \mu | 1% en peso | 2% en peso | 5% en peso | 90% en peso |
| 105 - 150 \mu | 48% en peso | 7% en peso | ||
| 150 - 210 \mu | 3% en peso | 34% en peso | ||
| 210 - 300 \mu | 5% en peso | 8% en peso | 12% en peso | 3% en peso |
| 300 - 420 \mu | 28% en peso | 1% en peso | 0^{a} | |
| 420 - 600 \mu | 16% en peso | 42% en peso | 0^{a} | 0^{a} |
| 600 - 840 \mu | 61% en peso | 15% en peso | 0^{a} | 0^{a} |
| > 840 \mu | 16% en peso | 2% en peso | 0^{a} | 0^{a} |
| ^{a} < 0,5% del peso |
Muchas funderías que funden piezas de alta
precisión fabrican los elementos de machos críticos a partir de una
arena fina cara, de baja dilatación que contiene poco o ningún
cuarzo, mientras que para los moldes de menor exigencia emplean
arena cuarzosa más barata. El empleo de arenas de baja dilatación
permite a las funderías fundir piezas con mayor precisión y cumplir
con tolerancias más reducidas que en el caso de emplear arenas
cuarzosas. No obstante, Los métodos de reciclado del estado de la
técnica no distinguen entre la diferente arena y el material caro no
puede ser recuperado y reutilizado ya que la contaminación por una
cantidad bastante pequeña de cuarzo puede efectivamente descalificar
a dicha arena para su uso en la fabricación de machos. Esto se
agrava por el hecho de que la arena fina de baja dilatación
normalmente es una sustancia de mayor densidad relativa que el
cuarzo, tal como una cromita o circón, por ejemplo.
El método de la presente invención puede
emplearse para separar dichas mezclas siempre que la fundería
seleccione arena cuarzosa que tenga un tamaño de grano medio al
menos dos veces, y preferiblemente al menos dos veces y media mayor
que el de la otra arena. Además, la arena cuarzosa deberá contener
(por ejemplo, mediante preclasificación) menos de un 10% y
preferiblemente menos de un 3% de partículas que sean menores que
una vez y media el tamaño medio de la cromita o de la arena de
circón.
Para reducir al mínimo el solapamiento de las
curvas de distribución de tamaño de los dos productos y la
contaminación de una arena por la otra, entre las tolvas de los
productos más gruesos y más finos puede introducirse una tolva
receptora adicional, aumentando con ello el número de fracciones
hasta cinco, tal como sigue:
- a)
- partículas extra grandes que son devueltas a la unidad de frotamiento de energía controlada;
- b)
- partículas de arena cuarzosa de grueso único;
- c)
- una fracción intermedia que se compone de partículas de cuarzo y algunas partículas gruesas o la arena de cromita o de circón; esta fracción es eliminada y dispuesta para fines distintos al de la fundición;
- d)
- una fracción compuesta principalmente de arena de cromita o de circón; y
- e)
- una fracción fina compuesta principalmente de partículas de un tamaño por debajo de 0,1 mm.
La Tabla 5 ilustra cómo una distribución en
cinco fracciones puede afectar a las distribuciones de tamaños en la
práctica, empleando la misma alimentación que antes. El empleo de
arena baja en cuarzo o sin cuarzo reduce la cantidad de partículas
de cuarzo en el aire lo cual mejora el entorno de trabajo y reduce
la incidencia de enfermedades respiratorias, a la vez que la
posibilidad de emplear minerales de contenido bajo en cromo, níquel
y/o manganeso reduce al mínimo el riesgo potencial planteado a la
polución de la tierra y el agua por la arena residual que puede ser
desechada en un vertedero
| Intervalo de tamiz | Tamaño | Producto más | Fracción | Producto más | Polvo del |
| grande | grueso | intermedia | fino | filtro | |
| 0 - 53 \mu | 1% en peso | 58% en peso | |||
| 53 - 75 \mu | 3% en peso | 7% en peso | 34% en peso | ||
| < 105 \mu | 3% en peso | 3% en peso | 20% en peso | 7% en peso | |
| 105 - 150 \mu | 3% en peso | 34% en peso | 1% en peso | ||
| 150 - 210 \mu | 10% en peso | 29% en peso | |||
| 210 - 300 \mu | 4% en peso | 43% en peso | 8% en peso | 0^{a} | |
| 300 - 420 \mu | 3% en peso | 29% en peso | 29% en peso | 1% en peso | 0^{a} |
| 420 - 600 \mu | 16% en peso | 44% en peso | 10% en peso | 0^{a} | 0^{a} |
| 600 - 840 \mu | 60% en peso | 17% en peso | 2% en peso | 0^{a} | 0^{a} |
| > 840 \mu | 18% en peso | 2% en peso | 0^{a} | 0^{a} | 0^{a} |
| ^{a} < 0,5% del peso |
La arena que contiene al menos un 50% de la masa
de partículas de un tamaño menor de 2 mm y menos de
1-2% de caliza o fragmentos de hueso o conchas puede
convertirse en calidad de arena de fundición procesándola como se ha
descrito con anterioridad. Si solamente se requiere una clase de
arena de fundición, la planta de clasificación descrita más arriba
contendrá solamente tres cámaras, una para cada uno de los tamaños:
extra grande, arena de fundición y tamaño menor del normal.
La arena que se compone principalmente de
elementos no-alcalinos o ligeramente alcalinos pero
que sin embargo contienen una pequeña cantidad de sustancias más
fuertemente alcalinas tales como caliza, fragmentos de conchas,
wollastonita, etc., en cantidad suficiente para afectar a su uso
posterior, deberá ser pre-tratada como sigue antes
de ser introducida en el circuito de reciclado de arena.
En primer lugar, se añade una cantidad
suficiente de una solución que contiene de un 10 a un 60% de un
ácido mineral, preferiblemente ácido sulfúrico o nítrico para
humedecer homogéneamente la arena y reducir el
valor-pH de una mezcla de una parte de arena tratada
de ese modo y tres partes de agua hasta entre 5 y 6. Después, la
arena se seca hasta menos de un 0,5% de materia volátil. En segundo
lugar, la arena se trata repetidamente en una unidad de rozamiento,
tal como el Duopactor® Barman, hasta que su contenido de partículas
menores de 75 \mu haya aumentado al menos en un 3% y
preferiblemente en más de un 5% más que el contenido de dichas
partículas antes del rozamiento.
La adición de mineral ácido convierte la caliza
y otros contaminantes en moieties que pueden reducirse a
polvo durante la etapa de rozamiento de alta energía que sigue.
Estos contaminantes no son eliminados de manera efectiva si dicha
arena no es pre-tratada de la manera descrita.
Aunque es particularmente útil como parte de un
reciclado de arena de fundición, resulta obvio si este procedimiento
puede dividirse en dos etapas, es decir,
pre-tratamiento de arena en un lugar para su
procesado posterior en otro. La combinación de
pre-tratamiento con ácido, rozamiento de energía
controlada y clasificación pueden utilizarse también para tratar de
preparar arena cuarzosa calcárea y para otros fines distintos de los
de producir arena de fundición.
Tal como se muestra en la Tabla 6, la invención
descrita aquí es una mejora considerable sobre los procesos de
reciclado del estado de la técnica dado que la misma conduce a la
producción de arena que cohesiona mejor, tiene un contenido de polvo
más bajo y requiere menos ligante para fabricar moldes refractarios
(influyendo machos) que la recuperada usando métodos convencionales.
Además, la porción de recuperación es mayor que con los métodos de
estado de la técnica. Además, los métodos de reciclado
convencionales son de eficacia limitada cuando se utilizan para
recuperar arena de fundición que contiene residuos de ligantes
alcalinos.
| Método de recuperación | Esta invención | Térmico | Mecánico |
| Característica | |||
| Partículas < 0,2 x d_{50} de arena | Máximo 1% | 2 - 5% | 2 - 5% |
| Partículas > 2,5 x d_{50} de arena | Máximo 1% | Máximo 1% | 1 - 3% |
| Proporción de recuperación^{a} | 92 - 95% | 85 - 95% | 85 - 95% |
| Limitaciones sobre reuso | ninguna | ninguna | sí^{b} |
| Emisiones al aire | prácticamente ninguna | polvo de CO_{2}, SO_{x}, NO_{x} | prácticamente ninguna |
| Densidad de relleno de la arena | 1 | 0,95 - 0,98 | 0,93 - 0,97 |
| Consumo de ligante específico | 1 | 1,03 - 1,05 | 1,05 - 1,10 |
| ^{a}Comparado con la alimentación; la pérdida es polvo del proceso de percusión | |||
| ^{b}Difícil de usar si el pH de la arena difiere del sistema de ligante en más de 4 unidades |
En algunos casos, la superficie del propio
mineral puede contener pequeñas inclusiones de sustancias que
reaccionan desfavorablemente con el sistema ligante tal como puede
ocurrir con algunos minerales alcalinos y sistemas ligantes que
emplean catalizadores ácidos o contienen isocianatos. Esto puede
remediarse añadiendo una cantidad de una solución que contenga de un
5% a un 50% de un ácido, preferentemente un ácido
aril-sufónico o
aril-alkilsufónico, un ácido alifático tal
como ácido acético o fórmico, un ácido aromático tal como ácido
benzóico o un ácido mineral tal como ácido sulfúrico, nítrico o
ácido fosfórico, o las sales amónicas de estos ácidos, disueltas en
agua o alcohol, a la arena acabada, es decir, tras el rozamiento y
la clasificación. En caso necesario la arena deberá secarse, aunque
el efecto del transporte y del almacenaje normalmente será
suficiente para llevar a cabo la eliminación necesaria de volátiles.
La cantidad añadida deberá ser tal que la arena sea humedecida
homogéneamente y tratada con ácido, y que una dispersión de la arena
en agua no provoque un pH mayor de 7,5.
Para optimizar la recuperación de arena de
fundición que contiene residuos ligantes elásticos, puede ser
necesaria otra forma de pre-tratamiento. Este puede
ser el caso si las partes del molde no han sido calentadas durante
la colada a temperaturas que sean suficientes para aquebradizar la
resina que aglutina la arena tal como puede ocurrir a la hora de
fundir metales ligeros. Dicha arena normalmente debe ser recuperada
por medios térmicos, con todo lo que ello implica en términos de
costes y emisiones incrementados. No obstante, haciendo uso de la
presente invención, dicha arena puede ser recuperada eficazmente
calentando la arena a una temperatura y durante un periodo de tiempo
suficiente para llevar a cabo dicho aquebradización, por ejemplo
300ºC durante dos minutos. A continuación, la arena puede ser
tratada de acuerdo con los procedimientos descritos aquí, incluyendo
un pre-tratamiento adicional con ácido si es
necesario, para eliminar los residuos de ligantes.
La presente invención puede llevarse a la
práctica empleando una diversidad de clasificadores juntamente con
un oolitizador, tal como ha sido descrito. No obstante, según una
realización preferente, se emplea un clasificador por corriente de
aire. Más particularmente, la presente invención se realiza mejor
empleando un clasificador por corriente de aire tal como se
describirá más completamente a continuación.
El Clasificador por corriente de aire preferido
incluye una cámara de clasificación dispuesta horizontalmente que
tenga un extremo corriente arriba y un extremo corriente abajo. Los
extremos corriente arriba y corriente abajo permiten al aire fluir
dentro y fuera de la cámara, respectivamente. Adyacente al extremo
corriente abajo de la cámara va colocado un dispositivo de
aspiración de aire para arrastrar aire a través de la cámara desde
el extremo corriente arriba para crear una corriente de aire en la
cámara. A través de una entrada de corriente de alimentación situada
en una parte superior de la cámara se alimenta materia de partículas
dentro de la cámara próxima al extremo corriente arriba. Las
partículas que entran en la cámara son arrastradas dentro de la
corriente de aire de la cámara.
El clasificador por corriente de aire preferido
incluye además una sección tamizadora situada adyacente al y
corriente arriba del extremo corriente arriba de la cámara, y un
dispositivo en colmena situado adyacente a y corriente arriba de la
sección tamizadora. El aire que entra en la cámara pasa primero a
través del dispositivo en colmena y a continuación a través de la
sección tamizadora. El dispositivo en colmena quita el remolino en
del aire y la sección tamizadora reduce la velocidad de las
porciones del aire que se mueven más rápidamente más que las
porciones que se mueven más lentamente. Como resultado, el perfil de
velocidad del aire calmado es mucho más constante a través de toda
la trayectoria de flujo. Las partículas introducidas en la cámara a
través de la entrada de corriente de alimentación son arrastradas en
el aire calmado a medida que el mismo sale de la sección
tamizadora.
En un dispositivo de corriente arriba a
corriente abajo a lo largo de la parte inferior de la cámara van
dispuestas en serie una pluralidad de secciones receptoras. A medida
que las partículas arrastradas en la corriente de aire de la cámara
caen, dichas partículas son recogidas en las secciones receptoras.
Las partículas más grandes y/o más pesadas caen más pronto y son
recogidas en secciones receptoras más próximas de la entrada de
corriente de alimentación, mientras que las partículas más
pequeñas/más ligeras siguen siendo arrastradas durante un periodo de
tiempo más largo y son recogidas en secciones receptoras más
próximas al extremo corriente debajo de la cámara.
En una realización preferente, la entrada de
corriente de alimentación incluye un alimentador de tamiz vibratorio
el cual asiste en la separación de las partículas finas de las
partículas grandes a la entrada, permitiendo que el aire actúe sobre
las partículas más individualmente, y reduciendo la cantidad de
partículas finas de otro modo introducidas en las secciones
receptoras destinadas a recoger las partículas más grandes. Además,
un flujo de aire hacia arriba puede introducirse dentro de las
secciones receptoras, moderado por tamices colocados encima de las
entradas de aire, para retener más de las finas arrastradas y
trasladarlas hacia las secciones receptoras apropiadas.
A través del dispositivo en colmena y el
dispositivo de la sección tamizadora en el extremo corriente arriba
de la cámara, combinados con el arrastre de aire a través del
clasificador por aspiración, la turbulencia de aire se reduce y,
particularmente cuando son combinados con una separación mayor de la
corriente de alimentación de entrada mediante vibración, la presente
invención hace una clasificación más precisa de posible materia de
partículas.
En la Figura 4 se muestra representativamente el
clasificador por corriente de aire preferido. Este clasificador por
corriente de aire 30 puede configurarse para su funcionamiento tal
como se mostró en a Figura 3.
El aire es arrastrado hacia la cámara 12 del
clasificador a través de un dispositivo de colmena 14, el cual va
seguido de al menos un tamiz 16. Las partículas caen desde la
corriente de aire hacia una de una pluralidad de secciones
receptoras 20. Para arrastrar el aire, en el extremo de salida del
ventilador se coloca un soplador (no mostrado), detrás de los
filtros de bolsa (no mostrados). El extremo de aspiración del
ventilador va sujeto al extremo de salida del clasificador,
arrastrando aire a través del clasificador. Esto permite que todo el
aire sea arrastrado hacia dentro desde el espacio o atmósfera
exterior al clasificador, donde el aire está bastante en calma
comparado con el aire en los dispositivos del estado de la técnica
en los que el aire es reciclado o forzado dentro del clasificador
por un ventilador o soplador. Como resultado, el proceso de
eliminación de turbulencias y remolinos en la corriente de aire de
entrada para obtener una velocidad uniforme del aire del
clasificador que prácticamente no contenga remolinos ni turbulencias
se simplifica enormemente. Para reducir los remolinos se emplea un
dispositivo de colmena, y debido a los pocos remolinos en el aire de
entrada como resultado de la presente invención, es posible emplear
dispositivos de colmena 14 con una relación de longitud de celda con
respecto al diámetro de celda (L/D) de 4 solamente para llevar a
cabo la eliminación de la pequeña cantidad de remolinos.
El tamaño de la celda del dispositivo en colmena
deberá ser menor que un décimo de la altura de la corriente de aire
longitudinal. La función se mejora si el tamaño de la celda es menor
y a menudo puede ser 1/30-1/200 de la altura de la
corriente de aire.
En comparación con los clasificadores del estado
de la técnica, el dispositivo en colmena 14 de la presente invención
se coloca delante de la sección tamizadora 16. Esta colocación es
deseable porque los separadores sólidos entre las celdas abiertas
del dispositivo de colmena generan estelas turbulentas en el aire
que pasa por encima de ellos. La extensión de esta turbulencia es
mayor que la turbulencia que se forma y se amortigua mediante los
tamices; por lo tanto, la misma deberá ser eliminada para
proporcionar el flujo de aire más calmado. La eliminación de tal
turbulencia se lleva a cabo colocando el dispositivo en colmena 14
delante de los tamices 16. No obstante, si se desea, es posible
colocar el dispositivo en colmena detrás de la sección tamizadora
con poca pérdida de eficacia en la clasifica-
ción.
ción.
Tal como se muestra en la Figura 4, La invención
puede incluir múltiples tamices 16 para calmar la corriente de aire
de entrada. En una realización preferente, dos tamices, y un máximo
de tres tamices, son suficientes para proporcionar variaciones
medias de velocidad inferiores a \pm5% de la velocidad media
cuando los tamices son elegidos apropiadamente.
Para producir estos resultados a velocidades
medias del aire de 0,5-5 metros/segundo, cuyas
velocidades son típicas de las velocidades empleadas con la presente
invención, los tamices deberán tener una poción de área abierta de
55-60%. Las porciones de área abierta menores
realizarán también la tarea de suavizar el perfil de velocidad, pero
a costa de un mayor consumo de energía. Las porciones mayores de
área abierta requieren el empleo de más tamices, aumentando el coste
del aparato. La elección óptima de porción de área abierta del tamiz
es aquella porción para la cual se requiere el número mínimo de
tamices, reduciendo al mínimo la energía requerida para suavizar el
perfil de velocidad y reduciendo la turbulencia en la corriente de
aire.
Lo mejor es colocar los tamices separados de
treinta a cien diámetros del hilo metálico para permitir La
disminución de la turbulencia a partir de los hilos metálicos en
cada tamiz. Esto evita el tener un tamiz que suavice las estelas
procedentes de los hilos metálicos del tamiz anterior. Más allá de
cien diámetros del hilo metálico, estas estelas individuales habrán
desaparecido a todos los efectos prácticos y las fluctuaciones de
velocidad turbulenta serán de poca extensión y reducida a solamente
un 1% de la velocidad media. La colocación de los tamices más
separados aumenta la longitud del clasificador. Un razonamiento
similar indica que el primer tamiz deberá colocarse corriente abajo
del dispositivo en colmena a 30-100 veces el espesor
medio de los separadores sólidos entre las celdas individuales del
dispositivo en colmena.
Como una última consideración, los tamices 16
deberán estar compuestos por hilo metálico que sea lo bastante
robusto para reducir al mínimo tanto el coste inicial como los
costes de mantenimiento/limpieza/sustitución de los tamices. Tamices
extremadamente finos, por ejemplo, de malla 100, pueden colocarse
juntos, pero son caros y pueden obstruirse fácilmente por el polvo
que llega. Los tamices muy gruesas, por ejemplo, de malla 2 deben
ser colocados muy separados, aumentando la longitud del
clasificador. Prácticamente, estas limitaciones significan que los
tamices deberán ser de malla 2-20. A modo de
ejemplo, un tamiz de malla 8 tendrá una luz de 80 mils.
aproximadamente (2,000 micrones) o alrededor de 1/12 de pulgada
(2,12 mm). Esto proporciona un hilo metálico de tamiz de 20 mils.
aproximadamente (500 micrones), el cual es relativamente robusto y
requiere que los tamices sean separados alrededor de dos pulgadas
(50,8 mm).
Se llevaron a cabo diversos ensayos para evaluar
el impacto del dispositivo en colmena y tamiz en el rendimiento del
clasificador por corriente de aire. En cada ensayo, se midió la
velocidad (y los resultados promediados) a través del clasificador
sólo corriente arriba de la posición de alimentación de la arena.
Esta medición se tomó con y sin la sección del dispositivo de
colmena-tamiz en su sitio. El ensayo 1 con la
sección del dispositivo de colmena-tamiz en su
sitio, resumido en la Tabla 7, dio un flujo de aire medio de 1,68
mps. El ensayo 2 sin la sección del dispositivo de
colmena-tamiz, resumido en la Tabla 8 dio un
resultado de flujo de aire medio de 1,62 mps. Este fue lo bastante
próximo que no se realizaron más ajustes. La arena a clasificar se
colocó en una tolva y se dejó que fluyera sobre la cinta
transportadora en movimiento. El alimentador vibratorio se puso al
100%. La arena se observó durante los ensayos a través de mirillas
en el lateral del aparato. Con la sección del dispositivo de
almena-tamiz en su sitio el flujo de arena fue
continuo y horizontal. Sin la sección del dispositivo de
colmena-tamiz en su sitio se observo que la arena se
arremolinaba formando remolinos de lado a lado. Al término de cada
ensayo las fracciones de arena fueron recogidas. Se tomaron muestras
y e hizo un análisis granulométrico para determinar la separación
lograda. Una comparación de los datos de las Tablas 7 y 8 muestra
que la operación del clasificador con la sección del dispositivo de
colmena-tamiz en su sitio produce una clasificación
de las partículas más definida.
A medida que las partículas más grandes caen en
la sección receptora A de la parte inferior del clasificador, estas
llevan partículas más finas que han caído con ellas en la parte
superior de la corriente de alimentación antes de que el aire
empiece a actuar sobre las partículas individuales. Este fenómeno se
hace más acusado a medida que la velocidad de alimentación aumenta.
Estas partículas finas resultan indeseables en el producto
representado por las partículas más grandes. La cantidad de
partículas finas en cualquier sección receptora puede reducirse,
intensificando la separación, alimentando aire en la parte inferior
o en los laterales de la sección receptora. Ese aire que asciende
hacia arriba transporta las partículas finas fuera de la parte
superior del receptor hacia la corriente de aire del clasificador
principal, donde las mismas serán transportadas hacia secciones
receptoras subsiguientes a las que pertenecen las partículas más
finas. Esa técnica puede emplearse para reducir la porción de
partículas finas que caen en cualquier sección receptora. Este flujo
de aire volumétrico hacia cualquier sección receptora deberá ser
inferior a 1/3 del flujo de aire volumétrico en el clasificador
principal para evitar trastornos indebidos en la acción de
clasificación principal.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
El clasificador de aire apropiado para uso en la
presente invención incluye además unos medios mediante los cuales
las partículas de alimentación de entrada pueden ser presentadas a
la corriente de aire más individualmente. Sorprendentemente, esto
puede hacerse a velocidades de alimentación bastante elevadas en el
caso de que la corriente de alimentación pueda entrar en la
corriente de aire como una cortina más atenuada, con las partículas
propagadas uniformemente en la dirección del flujo de aire,
recuperando alguna de las ventajas de tener una corriente de aire
uniforme entrando en el clasificador. La propagación de la corriente
de alimentación se hace mejor ampliando la abertura a través de la
cual entra la corriente en el clasificador y haciendo que la
corriente de alimentación caiga, justo antes de entrar en la
corriente de aire. A través de uno o dos tamices 18 los cuales son
vibratorios, ya sea en la dirección del flujo de aire o transversal
al mismo. La vibración del tamiz 18 asiste en la separación de las
partículas finas de las partículas grandes, liberándolas para ser
transportadas individualmente hacia la corriente de aire del
clasificador. Lo mejor es que la amplitud de esta vibración sea
baja, ya que las amplitudes grandes pueden lanzar las partículas
demasiado lejos y, si la frecuencia es alta, contribuye a evitar la
obstrucción del tamiz. La amplitud deberá ser inferior a 5 mm y la
frecuencia deberá ser superior a 3 ciclos por segundo. Lo mejor es
que las aberturas sean al menos tres veces mayores que el diámetro
de las partículas más grandes para que dichas partículas pasen
libremente a través
de ellas.
de ellas.
Cuando la corriente de alimentación se esparce
de este modo, existe una reducción en la precisión de separación que
podría lograrse en un funcionamiento ideal del clasificador, ya que
la alimentación deja de entrar por un solo sitio. No obstante, la
razón de que la alimentación se esté esparciendo es debida a que el
funcionamiento real está ya lejos del ideal cuando la velocidad de
alimentación es alta. La mejora de clasificación que se realiza a
partir del esparcimiento adicional obtenido mediante un aumento de
la anchura de la corriente de alimentación compensa con creces las
pocas pulgadas de ampliación de la corriente de alimentación. No
obstante, la amplitud de la corriente de alimentación en la
dirección de la corriente de aire no deberá exceder 1/4 de la
abertura del receptor en la dirección de la corriente de
alimentación en el caso de un receptor de producto importante, y 1/8
reduciría el efecto aún
más.
más.
Los resultados obtenidos sin un alimentador de
tamiz vibratorio y con un alimentador de tamiz vibratorio se hallan
resumidos en las Tablas 9 y 10, respectivamente. Estos datos indican
que la corriente de alimentación se comporta en menor grado como una
cortina sólida cuando la corriente se esparce ligeramente en la
dirección del flujo de aire. Las partículas sólidas grandes caen más
libremente en una sección anterior y hay una separación de limpieza
de las partículas, con menos partículas finas en cada receptor.
\vskip1.000000\baselineskip
| Posición corriente abajo desde el punto de alimentación | |||||||||||
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| > 850 | 1 | T | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | T | |||
| 500 - 850 | 49 | 65 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | |||
| 250 - 500 | 50 | 87 | 8 | T | T | T | 0 | 44 | |||
| 150 - 250 | T | 8 | 88 | 92 | 75 | 38 | T | 43 | |||
| 90 - 150 | 0 | T | 4 | 8 | 25 | 42 | 1 | 4 | |||
| 53 - 90 | 0 | T | T | T | T | 1 | 1 | T | |||
| < 53 | 0 | T | T | T | T | 19 | 98 | 7 |
| Posición corriente abajo desde el punto de alimentación | |||||||||||
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| > 850 | 1 | T | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | T | ||
| 500 - 850 | 45 | 11 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | ||
| 250 - 500 | 54 | 89 | 85 | 13 | 1 | T | T | 0 | 44 | ||
| 150 - 250 | 0 | 0 | 14 | 85 | 92 | 76 | 44 | T | 43 | ||
| 90 - 150 | 0 | 0 | T | 2 | 7 | 24 | 49 | 2 | 4 | ||
| 53 - 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | T | T | T | ||
| < 53 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | T | 98 | 7 |
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 5 es un gráfico de la gama de tamaños
de partículas frente a la distancia recorrida desde el punto de
alimentación cuando se emplea un clasificador por corriente de aire
sin una sección de dispositivo de colmena-tamiz y
sin el empleo del alimentador de tamiz vibratorio 18. La Figura 6 es
un gráfico de los mismos parámetros, también sin un alimentador de
tamiz vibratorio, pero con una sección de dispositivo de
colmena-tamiz 16 que tiene tres tamices en su sitio
a continuación del dispositivo de colmena. Tal como se ha mostrado,
la inclusión de la sección del dispositivo de
colmena-tamiz reduce considerablemente la amplitud
de la distribución de tamaños de las partículas en todos los
puntos.
La Figura 7 compara el rendimiento del
clasificador por corriente de aire a tres velocidades de
alimentación con una sección de dispositivo de
colmena-tamiz en su sitio. La eficacia decreciente
de la separación a velocidades de alimentación altas es debida a la
distancia creciente hacia abajo desde la cual caen las partículas
alimentadas como una cortina sólida afectando a la corriente de aire
e impidiendo que el aire actúe sobre las partículas
individual-
mente.
mente.
Tal como se ha mencionado con anterioridad la
cantidad de partículas finas en cualquier sección receptora puede
reducirse, intensificando la separación, alimentando aire entre la
parte inferior o los laterales de la sección receptora para
proporcionar una velocidad media hacia arriba en el aire de dicha
sección. El tamaño de la partícula afectado por el aire que es
introducido de ese modo es controlado por la magnitud de la
velocidad media hacia arriba del
aire.
aire.
La Figura 8 ilustra la posición de dos entradas
de aire receptoras 22 para la introducción del aire que se mueve
hacia arriba hacia una sección receptora 20. También se hallan
mostrados tamices 24 colocados en la parte superior del receptor y
por encima de las entradas de aire receptoras 22. Dependiendo de la
velocidad, el aire de estas corrientes de entrada en el receptor
pueden introducir fuertes remolinos; los tamices moderan el flujo de
aire, produciendo una velocidad hacia arriba más uniforme. Las
secciones tamizadoras se han diseñado de una manera similar a la
empleada en el caso de las secciones tamizadoras empleadas para la
entrada de aire por la parte anterior del clasificador principal.
Para evitar la obstrucción de los tamices receptores las aberturas
de los tamices deberán ser al menos cuatro veces el diámetro de las
partículas más grandes que caen en el receptor.
Las Tablas 11 y 12 contienen distribución de
tamaños de datos de fracción receptora procedentes del ensayo de
clasificación llevado a cabo sin aire y con aire insuflado en la
sección receptora G del clasificador, respectivamente. Tanto en la
Tabla 11 como en la 12, la velocidad de aire en el clasificador fue
de 1,1 m/seg y la velocidad de alimentación fue de 5 kg/min. La
letra "T" se utilizo para significar una cantidad de menos de
0,1 gm. En los ensayos de clasificación llevados a cabo con aire
insuflado en la sección receptora, resumidos en la Tabla 12, el aire
se introdujo a una velocidad media hacia arriba, la cual afectará a
partículas de hasta 120 micrones, aproximadamente, reduciendo el
número de dichas partículas que entran en dicho receptor. Tal como
se muestra por los datos, el flujo de aire hacia arriba reduce la
cantidad de las partículas más pequeñas (< 75 micrones) tres
veces aproximadamente y la siguiente fracción más grande cerca de
tres veces.
| Posición corriente abajo desde el punto de alimentación | |||||||||||
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| > 425 | 80 | 31 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 14 | ||
| 300 - 425 | 18 | 45 | 17 | T | 0 | 0 | 0 | 0 | 25 | ||
| 180 - 300 | 20 | 23 | 65 | 11 | 2 | T | T | 0 | 39 | ||
| 125 - 180 | T* | T | 12 | 72 | 25 | 7 | 3 | T | 10 | ||
| 75 - 125 | T | T | 01 | 14 | 57 | 58 | 33 | 3 | 3 | ||
| < 75 | T | T | T | 2 | 16 | 34 | 64 | 96 | 9 |
| Posición corriente abajo desde el punto de alimentación | |||||||||||
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| > 425 | 83 | 52 | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 14 | ||
| 300 - 425 | 14 | 40 | 26 | T | T | 0 | 0 | 0 | 25 | ||
| 180 - 300 | 2 | 8 | 64 | 44 | 5 | 1 | 1 | T | 39 | ||
| 125 - 180 | T* | T | 4 | 49 | 69 | 44 | 12 | 1 | 10 | ||
| 75 - 125 | T | T | T | 6 | 21 | 48 | 65 | 17 | 3 | ||
| < 75 | T | T | T | T | 5 | 7 | 21 | 82 | 9 |
Las Tablas 13 y 14 contienen datos similares de
los ensayos de clasificación llevados a cabo sin aire y con aire
insuflado en la sección receptora E, respectivamente. Tanto en la
Tabla 13 como en la 14, la velocidad del aire en el clasificador fue
de 1,1 m/seg. y la velocidad de alimentación fue de 5 kg/min. La
letra "T" se utiliza para significar una cantidad de menos de
0,1 gm. Tal como se ha mostrado, el flujo de aire hacia arriba
reduce la cantidad de las partículas finas en este receptor a
rastros.
| Posición corriente abajo desde el punto de alimentación | |||||||||||
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| > 425 | 88 | 38 | 9 | T | T | 0 | 0 | 0 | 18 | ||
| 300 - 425 | 11 | 53 | 34 | T | T | T | 0 | 0 | 24 | ||
| 180 - 300 | T* | 8 | 53 | 44 | 3 | 1 | T | T | 36 |
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| 125 - 180 | T | T | 2 | 52 | 65 | 25 | 6 | 1 | 10 | ||
| 75 - 125 | T | T | T | 2 | 12 | 28 | 18 | 2 | 3 | ||
| < 75 | T | T | 1 | 2 | 19 | 45 | 75 | 96 | 9 |
| Posición corriente abajo desde el punto de alimentación | |||||||||||
| Fracción de | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Alimentación |
| tamiz (micrones) | |||||||||||
| > 425 | 85 | 38 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 18 | ||
| 300 - 425 | 14 | 53 | 32 | T | 0 | 0 | 0 | 0 | 24 | ||
| 180 - 300 | T* | 8 | 57 | 53 | 5 | T | T | 0 | 36 | ||
| 125 - 180 | T | T | T | 43 | 69 | 18 | 4 | T | 10 | ||
| 75 - 125 | T | T | T | 1 | 13 | 28 | 23 | 2 | |||
| < 75 | T | T | T | 2 | 12 | 53 | 72 | 96 |
Las descripciones precedentes y los dibujos
deberán considerarse solamente como ilustrativas de la invención. La
invención puede ser configurada en una diversidad de formas y
tamaños y no está limitada por las dimensiones de la realización
preferente. A los expertos en la materia se les ocurrirán fácilmente
numerosas aplicaciones de la presente invención. Por consiguiente,
no se desea limitar la invención a los ejemplos específicos
divulgados o a la construcción y funcionamiento exactos mostrados y
descritos. Naturalmente, todas las modificaciones y equivalentes
apropiados pueden ser recurridas, por considerar que caen dentro del
alcance de la invención.
Claims (13)
1. Un método de preparación de arena de
fundición a partir de partículas de un material base mediante la
reducción de las partículas en partículas lisas y la clasificación
en varias clases de tamaño, comprendiendo las etapas de:
- Proveer un material base que tenga al menos dos componentes minerales los cuales incluyan arena cuarzosa y arena no-cuarzosa en donde la arena cuarzosa tiene un tamaño de grano medio al menos dos veces el de la arena no-cuarzosa;
- Formar las partículas mediante tratamiento en un impactor de energía controlada, haciendo con dicho tratamiento que las partículas choquen las unas con las otras de manera que las irregularidades superficiales sean desconchadas para producir partículas redondeadas; y
- Clasificar las partículas redondeadas con un sistema de clasificación por corriente de aire para producir al menos dos fracciones, conteniendo cada una de ellas una mayoría de uno de dichos componentes.
2. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 1, en el que, la arena cuarzosa tiene al menos una de
las características químicas y físicas que la hacen inapropiada para
uso como arena de fundición.
3. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 1, en el que, el material base incluye uno de
basalto, anortita, oligoclasa, gehlenita, epidote, cordierita y
augita.
4. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 1, en el que, la arena de cuarzo contiene menos de
un 10% de partículas que son más pequeñas que una vez y media un
tamaño medio de la arena no cuarzosa.
5. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 1, en el que, la etapa de formado reduce los
residuos de ligantes, presentes en el material base, a pequeñas
partículas que son separadas por la clasificación por corriente de
aire.
6. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 1 en el que, el material base es arena mezclada
procedente de moldes y machos usados y en que, el método comprende
además, antes de la etapa de formado, la etapa de trituración de los
moldes y machos usados.
7. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 6, que comprende además, antes de la etapa de
formado, la etapa de tratamiento del material base con una solución
ácida mineral para facilitar la eliminación de residuos
alcalinos.
8. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 2, que comprende además, antes de la etapa de
formado, la etapa de tratamiento de la arena con una solución ácida
mineral para facilitar la eliminación de sustancias alcalinas.
9. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 7, que comprende además, después de la etapa de
clasificación, la etapa de adición de una solución ácida, disuelta
en agua o alcohol, a la arena acabada de manera que una dispersión
ulterior en agua de la arena acabada provoque un pH de no más de
7,5.
10. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 8, que comprende además, después de la etapa de
clasificación, la etapa de adición de una solución ácida, disuelta
en agua o alcohol, a la arena acabada de manera que una dispersión
ulterior en agua de la arena acabada provoque un pH de no más de
7,5.
11. Un método de preparación de arena de
fundición a partir de partículas de un material base mediante la
reducción de las partículas en partículas redondeadas y
clasificación en varias clases de tamaño, comprendiendo las
etapas
de:
de:
- Seleccionar el material base para incluir al menos arenas de fundición de dos componentes teniendo cada arena una densidad relativa diferente, en donde el tamaño de grano medio de la primera arena de fundición es al menos dos veces el tamaño de grano medio de la segunda arena de fundición;
- Formar partículas de la primera y segunda arenas de fundición mediante tratamiento en un impactor de energía controlada, haciendo dicho tratamiento que las partículas choquen las unas con las otras de manera que las irregularidades sean desconchadas para producir partículas redondeadas; y
- Clasificar las partículas redondeadas con un sistema de clasificación por corriente de aire para producir al menos dos clases de arena acabada correspondiente a la primera y segunda arenas de fundición.
12. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 11, que comprende además, antes de la etapa de
formado, la etapa de pre-tratamiento del material
base calentando el mismo a una temperatura de 300ºC aproximadamente
durante alrededor de dos minutos para aquebradizar residuos
cualesquiera de ligantes elásticos.
13. El método según se ha expuesto en la
reivindicación 1, que comprende además, antes de la etapa de
formado, la etapa de pre-tratamiento del material
base calentando el mismo a una temperatura de 300ºC aproximadamente
durante alrededor de dos minutos para aquebradizar residuos
cualesquiera de ligantes.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US922862 | 2001-08-07 | ||
| US09/922,862 US6691765B2 (en) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | Products for the manufacture of molds and cores used in metal casting and a method for their manufacture and recycle from crushed rock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2265045T3 true ES2265045T3 (es) | 2007-02-01 |
Family
ID=25447667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02746688T Expired - Lifetime ES2265045T3 (es) | 2001-08-07 | 2002-06-25 | Metodo de preparacion de arena de fundicion. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US6691765B2 (es) |
| EP (1) | EP1414601B1 (es) |
| JP (1) | JP2004537420A (es) |
| AT (1) | ATE323562T1 (es) |
| BR (1) | BR0211725A (es) |
| CA (1) | CA2456135A1 (es) |
| DE (1) | DE60210780T2 (es) |
| DK (1) | DK1414601T3 (es) |
| ES (1) | ES2265045T3 (es) |
| MX (1) | MXPA04001143A (es) |
| NO (1) | NO20040992L (es) |
| PT (1) | PT1414601E (es) |
| WO (1) | WO2003013760A2 (es) |
| ZA (1) | ZA200400831B (es) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2389810B (en) * | 2001-04-05 | 2004-03-24 | Clayton Thermal Processes Ltd | Reclamation treatment of bonded particulates |
| GB2389431A (en) * | 2002-06-07 | 2003-12-10 | Hewlett Packard Co | An arrangement for delivering resources over a network in which a demand director server is aware of the content of resource servers |
| US20030226922A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-11 | Joe Scates | Method of alluviating rock and sand |
| WO2005021188A2 (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-10 | Ncc Roads As | Compositions and use of sand and powders capable of being heated by microwave or induction energy |
| CN101052470A (zh) * | 2004-08-31 | 2007-10-10 | 麦特索矿物（马塔马塔）有限公司 | 粉碎设备 |
| EP1681392A1 (de) * | 2005-01-17 | 2006-07-19 | Hochschule Rapperswil | Herstellung von feinkornarmem Brechsand |
| CA2652390A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | The University Of Queensland | Apparatus for determining breakage properties of particulate material |
| JP2009241149A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-10-22 | Sintokogio Ltd | 鋳型砂の処理方法及び処理システム |
| US7896269B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-03-01 | Elsing Robert J | Apparatus and method for collecting and crushing seashells on a beach |
| KR101072011B1 (ko) * | 2008-11-26 | 2011-10-11 | 주식회사 파워텍 | 임펙터를 구비한 롤 크러셔 |
| DE102011081530A1 (de) * | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Regenerierung des Sandes von Sandformen und -kernen |
| MA39967B1 (fr) * | 2014-05-10 | 2019-05-31 | Innovative Sand Gmbh | Procédé et dispositif pour la fabrication de sable de concassage ou sable de broyage artificiel par traitement thermique avec utilisation de sable fin et/ou de sable roulé comme matière de départ |
| WO2018205026A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | 6511660 Canada Inc. | Systems and methods for spectral identification and optical sorting of materials |
| CN113840722A (zh) * | 2018-12-31 | 2021-12-24 | 宝山控股有限责任公司 | 制造具有所需比重的耐久的尺寸稳定的挤出板材货品的系统与方法 |
| US12496632B2 (en) | 2021-10-25 | 2025-12-16 | Magna International Inc. | Manufacture of hollow core high pressure vacuum die cast components |
| CN114273603A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-05 | 东华大学 | 一种混配原砂 |
| CN114309450A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-12 | 东华大学 | 一种金属铸造用复合原砂 |
| CN118682067B (zh) * | 2024-08-23 | 2024-11-05 | 四川法拉特不锈钢铸造有限公司 | 铸造旧砂的再生处理装置 |
| US12390815B1 (en) * | 2024-10-24 | 2025-08-19 | KB Foundry Services, LLC | Method and system for cleaning sand |
| CN119794260B (zh) * | 2025-03-12 | 2025-06-17 | 福建泉州市金星钢丸有限公司 | 一种大盘齿轮砂型的注砂方法及注砂装置 |
Family Cites Families (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE100889C (es) | ||||
| US1420593A (en) | 1920-08-31 | 1922-06-20 | Titchmarsh John Edward | Separating machine |
| US3312403A (en) | 1964-12-31 | 1967-04-04 | Zifferer Lothar Robert | Machine and process for reclaiming foundry sand |
| US3385436A (en) | 1966-05-31 | 1968-05-28 | V B West | Pneumatic concentrator |
| US3764078A (en) | 1970-12-01 | 1973-10-09 | Applic Prod Ind | Apparatus for regenerating foundry sand |
| DD100889A1 (es) * | 1973-01-03 | 1973-10-12 | ||
| US3933626A (en) | 1973-07-12 | 1976-01-20 | Ottawa Silica Company | Classifier for particulate material |
| US3863847A (en) | 1973-07-26 | 1975-02-04 | Georgia Iron Works Co | Foundry sand reducer and reclaimer |
| US3979073A (en) | 1975-04-03 | 1976-09-07 | Wheelabrator-Frye, Inc. | Method and apparatus for conditioning granular material |
| FR2358486A1 (fr) | 1976-07-12 | 1978-02-10 | Asa Sa | Procede et dispositif pour le traitement d'articles textiles |
| US4050635A (en) | 1976-08-19 | 1977-09-27 | Whirl-Air-Flow Corporation | Method and apparatus for reclaiming sand |
| US4039625A (en) | 1976-12-10 | 1977-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Beneficiation of olivine foundry sand by differential attrition grinding |
| US4137675A (en) | 1977-11-21 | 1979-02-06 | Roberts Corporation | Sand reclaimer |
| US4177952A (en) | 1978-04-24 | 1979-12-11 | National Engineering Company | Impact scrubber |
| US4154894A (en) | 1978-05-05 | 1979-05-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for treating olivine foundry sand |
| US4213852A (en) | 1979-01-15 | 1980-07-22 | Bernard Etkin | Method and apparatus for particle classification |
| US4354641A (en) | 1979-02-26 | 1982-10-19 | Weatherly Foundry & Manufacturing Co. | Apparatus for removing no-bake coatings from foundry sand and classifying the reclaimed sand |
| US4449566A (en) | 1979-04-09 | 1984-05-22 | Ford Motor Company | Foundry sand reclamation |
| US4321186A (en) * | 1980-04-09 | 1982-03-23 | Phillips Petroleum Company | Foundry refractory binder |
| DE3021490C2 (de) | 1980-06-07 | 1985-11-21 | Alb. Klein Gmbh & Co Kg, 5241 Niederfischbach | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Sandknollen-Gemischen |
| DE3103030C2 (de) | 1981-01-30 | 1984-05-03 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren zur Gewinnung von Gießereisand aus gebrauchtem Gießereisand |
| US4361404A (en) | 1981-04-06 | 1982-11-30 | Pettibone Corporation | Mixing equipment and agitator therefor for use with granular material and method of producing prepared granular material |
| US4418871A (en) * | 1981-07-15 | 1983-12-06 | P.V. Machining, Inc. | Method and apparatus for reducing and classifying mineral crystalline and brittle noncrystalline material |
| NZ198307A (en) | 1981-09-08 | 1986-04-11 | Barmac Ass Ltd | Vertical impact pulveriser:secondary mineral feed stream surrounds thrown primary feed |
| US4574045A (en) | 1982-02-22 | 1986-03-04 | Crossmore Jr Edward Y | Removal of undesirable substances from finely divided particles |
| US4566637A (en) | 1982-04-16 | 1986-01-28 | Combustion Engineering, Inc. | Thermal sand reclamation system |
| ZA834310B (en) | 1982-06-18 | 1984-07-25 | Cosworth Res & Dev Ltd | Casting non-ferrous metals |
| DE3226049C2 (de) | 1982-07-12 | 1984-08-30 | Helmut 4400 Münster Thal | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Gießereialtsand |
| NZ201418A (en) | 1982-07-28 | 1986-08-08 | Barmac Ass Ltd | Mineral breaker with centrifugal breaking action |
| US4514168A (en) | 1983-08-15 | 1985-04-30 | Exxon Research And Engineering Co. | Process for heating solids in a transfer line |
| FR2561554B1 (fr) | 1984-03-21 | 1986-08-14 | Stephanois Rech Mec | Procede de traitement des sables de fonderie pour, notamment, recuperer la chromite, ainsi que l'installation et les moyens de mise en oeuvre du procede |
| US4604140A (en) | 1984-04-26 | 1986-08-05 | Societe Nationale De L'amiante | Foundry sands derived from serpentine and foundry molds derived therefrom |
| US4636168A (en) | 1984-08-10 | 1987-01-13 | Institute Of Gas Technology | Apparatus for thermal and pneumatic treatment of granular solids |
| GB8511622D0 (en) | 1985-05-08 | 1985-06-12 | Richards Structural Steel Co L | Thermal reclamation of industrial sand |
| US4735973A (en) | 1985-11-15 | 1988-04-05 | Brander John J | Additive for sand based molding aggregates |
| US5100592A (en) | 1986-03-12 | 1992-03-31 | Washington University Technology Associated, Inc. | Method and apparatus for granulation and granulated product |
| US5019302A (en) | 1986-03-12 | 1991-05-28 | Washington University Technology Associates, Inc. | Method for granulation |
| US4702304A (en) | 1986-11-03 | 1987-10-27 | General Motors Corporation | Foundry mold for cast-to-size zinc-base alloy |
| AU613437B2 (en) | 1988-01-12 | 1991-08-01 | Borden (Uk) Limited | Foundry moulding composition |
| ATE79062T1 (de) | 1988-05-26 | 1992-08-15 | Pohl Giessereitechnik | Verfahren und vorrichtung zum regenieren von giessereialtsanden. |
| IT1237296B (it) | 1989-11-28 | 1993-05-27 | Metodo per il recupero delle sabbie di fonderia esauste mediante arrostimento. | |
| US5032256A (en) | 1990-01-03 | 1991-07-16 | Vickery James D | Method and apparatus for air separation of material |
| BR9105097A (pt) | 1990-03-20 | 1992-06-02 | Kuettner Gmbh & Co Kg Dr | Processo para a regeneracao de areia usada de fundicao |
| US4978076A (en) | 1990-03-28 | 1990-12-18 | Gmd Engineered Systems, Inc. | Method for separating hazardous substances in waste foundry sands |
| DE4015031A1 (de) | 1990-05-10 | 1991-11-14 | Kgt Giessereitechnik Gmbh | Verfahren zum thermischen regenerieren von in giessereien anfallenden altsanden, sowie zur behandlung der im sandkreislauf anfallenden staeube |
| US5271450A (en) | 1990-05-11 | 1993-12-21 | Richards Engineering Limited | Thermal reclamation method |
| CH681283A5 (es) | 1990-08-16 | 1993-02-26 | Fischer Ag Georg | |
| US5094289A (en) | 1990-09-19 | 1992-03-10 | American Colloid Company | Roasted carbon molding (foundry) sand and method of casting |
| CH682641A5 (de) | 1990-11-23 | 1993-10-29 | Fischer Ag Georg | Verfahren zum Trennen der Bentonit- und Kohlenstoffträgerpartikel von dem bei der Altsandregenerierung auf mechanischem Wege gewonnenen Staub. |
| DE4212097A1 (de) | 1992-04-10 | 1993-10-14 | Boenisch Dietmar | Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Giessereisand |
| RU2043821C1 (ru) | 1992-11-12 | 1995-09-20 | Казанское моторостроительное производственное объединение | Способ регенерации порошков огнеупорных окислов |
| AU4308693A (en) | 1993-05-14 | 1994-12-12 | P.V. Sand A/S, Fredericia | Method and manufacturing of moulding sand, such moulding sand and application thereof |
| US5423370A (en) | 1994-03-04 | 1995-06-13 | Procedyne Corp. | Foundry sand core removal and recycle |
| CH686411A5 (de) | 1994-06-15 | 1996-03-29 | Fischer Georg Giessereianlagen | Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von Giessereialtsand. |
| US5865236A (en) | 1994-10-13 | 1999-02-02 | Georg Fischer Disa A/S | Crushed and graded magnetite ore for manufacturing moulds and cores |
| US5794865A (en) | 1995-07-25 | 1998-08-18 | Didion Manufacturing Company | Rotary crusher/reclaimer for reclaiming and reclassifying sand and related aggregates from lump materials |
-
2001
- 2001-08-07 US US09/922,862 patent/US6691765B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-06-25 ES ES02746688T patent/ES2265045T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-25 EP EP02746688A patent/EP1414601B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-25 JP JP2003518752A patent/JP2004537420A/ja active Pending
- 2002-06-25 DE DE60210780T patent/DE60210780T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2002-06-25 WO PCT/US2002/020178 patent/WO2003013760A2/en not_active Ceased
- 2002-06-25 DK DK02746688T patent/DK1414601T3/da active
- 2002-06-25 BR BR0211725-8A patent/BR0211725A/pt not_active Application Discontinuation
- 2002-06-25 AT AT02746688T patent/ATE323562T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-06-25 PT PT02746688T patent/PT1414601E/pt unknown
- 2002-06-25 CA CA002456135A patent/CA2456135A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-10-02 US US10/676,159 patent/US20050034832A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-02 US US10/676,359 patent/US20040188052A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-02-02 ZA ZA200400831A patent/ZA200400831B/en unknown
- 2004-02-04 MX MXPA04001143A patent/MXPA04001143A/es unknown
- 2004-03-08 NO NO20040992A patent/NO20040992L/no not_active Application Discontinuation
-
2005
- 2005-12-16 US US11/303,017 patent/US20060243411A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MXPA04001143A (es) | 2005-02-17 |
| DE60210780T2 (de) | 2007-04-12 |
| CA2456135A1 (en) | 2003-02-20 |
| ZA200400831B (en) | 2004-08-23 |
| BR0211725A (pt) | 2004-09-21 |
| EP1414601A2 (en) | 2004-05-06 |
| WO2003013760A2 (en) | 2003-02-20 |
| JP2004537420A (ja) | 2004-12-16 |
| PT1414601E (pt) | 2006-09-29 |
| NO20040992L (no) | 2004-03-08 |
| US6691765B2 (en) | 2004-02-17 |
| WO2003013760A3 (en) | 2003-10-23 |
| DE60210780D1 (de) | 2006-05-24 |
| EP1414601B1 (en) | 2006-04-19 |
| US20030111202A1 (en) | 2003-06-19 |
| ATE323562T1 (de) | 2006-05-15 |
| DK1414601T3 (da) | 2006-08-21 |
| US20050034832A1 (en) | 2005-02-17 |
| US20040188052A1 (en) | 2004-09-30 |
| US20060243411A1 (en) | 2006-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2265045T3 (es) | Metodo de preparacion de arena de fundicion. | |
| US8146841B2 (en) | Production of clean glass particles from post-consumer waste | |
| JP3109836B2 (ja) | 混合プラスチック再加工の方法および装置 | |
| JP6458267B2 (ja) | 火山噴出物堆積鉱物の乾式分離方法、火山噴出物堆積鉱物の乾式分離装置、細骨材及び火山ガラス材の製造方法 | |
| US9370780B2 (en) | Scrap separation system and device | |
| ES2752739T3 (es) | Sistemas y métodos para reciclar residuo de gas de escape de convertidor para la fabricación de acero y productos fabricados de ese modo | |
| CN108191278A (zh) | 一种高性能混凝土用机制砂生产装置 | |
| JPS58150453A (ja) | 材料破砕装置 | |
| JP4501098B2 (ja) | 廃棄物からの有用粒状物の回収方法および装置 | |
| JP2001009417A (ja) | 石炭火力発電所の石炭灰の処理方法 | |
| US9278358B2 (en) | Method for refining coal ash by separating carbonous product and regenerating siliceous ash products and use of a carbonous product produced by the method | |
| KR100453532B1 (ko) | 건설 폐기물을 이용한 건식 재생모래 생산장치 | |
| JP6912696B2 (ja) | 水硬性石灰及びその製造方法 | |
| JP4964178B2 (ja) | シュレッダダストの処理方法及びそのシステム | |
| CN110899116A (zh) | 一种多级配风选筛分装置 | |
| KR102106953B1 (ko) | 폐퍼라이트 분쇄 장치 | |
| JP3975041B2 (ja) | 熱分解残渣処理装置および廃棄物処理システム | |
| US12391598B2 (en) | Production of glass sand | |
| JP3842658B2 (ja) | 銅スラグの分級方法 | |
| CN223184971U (zh) | 一种石棉筛分装置和石棉尾矿分级回收系统 | |
| RU123U1 (ru) | Установка для переработки слежавшегося дисперсного материала | |
| Van Der Meer | Feasibility of dry high pressure grinding and classification | |
| CN208066517U (zh) | 用于废旧分子筛转轮的回收装置 | |
| CN118176172A (zh) | 用于活化具有高剩余湿度的粘土的方法 | |
| AU2002316391A1 (en) | Products for the manufacture of molds and cores used in metal casting and a method for their manufacture and recycle from crushed rock |