Elemento alimentador.

Elemento alimentador (10) para su uso en colada de metales, comprendiendo dicho elemento alimentador (10):

un primer extremo (12) para montaje sobre un modelo para moldes o placa oscilante;

un segundo extremo opuesto que comprende una placa de montaje (14) para montaje sobre un manguito de alimentación (40); y un orificio (16) entre los extremos primero (12) y segundo definido por una pared lateral (18);

dicho elemento alimentador (10) pudiendo ser comprimido en uso para reducir así la distancia entre los extremos primero (12) y segundo;

caracterizado porque dicho orificio (16) presenta un eje (A) que está desviado del centro (C) de dicha placa de montaje (14) y en el que un reborde conformado en una sola pieza (26) se extiende desde una periferia de dicha placa de montaje (14).

Elemento alimentador

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a un elemento alimentador para su uso en operaciones de colada de metales empleando moldes de fundición, en especial, pero no exclusivamente, en sistemas de moldeo en arena 5 verticales de alta presión.

Antecedentes de la invención

En un proceso típico de colada, se vierte metal fundido en una cavidad de un molde preconformada que define la forma de la pieza fundida. No obstante, a medida que se solidifica el metal se contrae, lo que da lugar a cavidades de contracción que a su vez dan lugar a imperfecciones inaceptables en la pieza final. Este es un 10 problema conocido de la industria de fundición y se aborda utilizando manguitos de alimentación o mazarotas que se integran en el molde durante la formación del molde. Cada manguito de alimentación ofrece una cavidad o volumen adicional (por lo general cerrado) que se comunica con la cavidad del molde, de modo que también entra metal fundido en el manguito de alimentación. Durante la solidificación, el metal fundido de dentro del manguito de alimentación fluye de nuevo a la cavidad del molde para compensar la contracción de la colada. Es 15 importante que el metal de la cavidad del manguito de alimentación permanezca fundido durante más tiempo que el metal de la cavidad del molde, por lo que los manguitos de alimentación están hechos para ser altamente aislantes o más comúnmente exotérmicos, para que con el contacto con el metal fundido se genere calor adicional para retrasar la solidificación.

Después de la solidificación y retirada del material del molde, el metal residual no deseado de dentro de la 20 cavidad del manguito de alimentación se queda adherido a la pieza y debe retirarse. Con el objetivo de facilitar la retirada del metal residual, la cavidad del manguito de alimentación puede estrecharse en su base (es decir, el extremo del manguito de alimentación que esté más cerca de la cavidad del molde) en un diseño al que comúnmente se denomina manguito rebajado. Cuando se aplica un golpe seco al metal residual, se separa en el punto más débil que estará cerca de la superficie de la pieza (el proceso comúnmente conocido como 25 "desprendimiento") . También es deseable una pequeña huella sobre la colada para permitir la colocación de los manguitos de alimentación en zonas de la colada donde el acceso pueda estar restringido por características adyacentes.

Aunque los manguitos de alimentación pueden aplicarse directamente sobre la superficie de la cavidad del molde, a menudo se utilizan junto con una galleta. Una galleta es simplemente un disco de material 30 refractario (normalmente un macho de arena aglutinada con resina o un macho cerámico o un macho del material del manguito de alimentación) con un agujero en el centro que se sitúa entre la cavidad del molde y el manguito de alimentación. El diámetro del agujero que atraviesa la galleta está diseñado para ser más pequeño que el diámetro de la cavidad interior del manguito de alimentación (que no será necesariamente cónico) de modo que el desprendimiento tiene lugar en la galleta cercana a la superficie de la pieza. 35

Las galletas también pueden estar hechas de metal. El documento DE 196 42 838 A1 da a conocer un sistema de alimentación modificado en el que la galleta cerámica tradicional se reemplaza por una corona circular plana rígida y el documento DE 201 12 425 U1 da a conocer un sistema de alimentación modificado utilizando una corona circular "en forma de sombrero" rígida.

Los moldes de fundición se forman comúnmente utilizando un modelo para moldes que define la cavidad 40 del molde. Se disponen pernos sobre la placa modelo en sitios predeterminados a modo de puntos de montaje para los manguitos de alimentación. Una vez que los manguitos necesarios están montados sobre la placa modelo, se forma el molde vertiendo arena de moldeo sobre la placa modelo y alrededor de los manguitos de alimentación hasta que los manguitos de alimentación están cubiertos y la caja de moldeo llena. El molde debe tener suficiente resistencia para soportar la erosión durante el vertido de metal fundido, para aguantar la presión 45 ferrostática ejercida sobre el molde cuando está lleno y para soportar las fuerzas de expansión/comprensión cuando se solidifica el metal.

La arena de moldeo puede clasificarse en dos categorías principales. Aglutinada químicamente (basada en aglomerante orgánico o inorgánico) o aglutinada con arcilla. Los aglomerantes de moldeo aglutinados químicamente son normalmente sistemas de autoendurecimiento en los que un aglomerante y un endurecedor 50 químico se mezclan con la arena y el aglomerante y el endurecedor empiezan a reaccionar inmediatamente, pero de un modo lo bastante lento como para permitir que la arena tome forma alrededor de la placa modelo y se endurezca lo suficiente para su retirada y colada.

La arena de moldeo aglutinada con arcilla utiliza arcilla y agua como el aglomerante y puede utilizarse en estado "verde" o húmedo y se la denomina comúnmente arena verde. Las mezclas de arena verde no fluyen inmediatamente ni se mueven fácilmente sometidas a fuerzas de compresión solo y, por lo tanto, para compactar 5 la arena verde alrededor del modelo y proporcionar al molde suficientes propiedades de resistencia como se detalla previamente, se aplican una variedad de combinaciones de sacudidas, vibraciones, presión y apisonado para producir moldes de resistencia uniforme, por lo general de alta productividad. Normalmente, la arena se comprime (compacta) a alta presión, utilizando por lo general un cilindro hidráulico (el proceso se denomina "apisonado") . Con el aumento de la complejidad de la colada y las exigencias de productividad, existe una 10 necesidad de encontrar moldes dimensionalmente estables y la tendencia apunta hacia presiones de apisonado más altas que pueden dan lugar a la rotura del manguito de alimentación y/o galleta cuando está presente, especialmente si la galleta o el manguito de alimentación está en contacto directo con la placa modelo antes del apisonado.

El problema anterior se mitiga en parte utilizando pasadores elásticos. El manguito de alimentación y el 15 macho localizador opcional (normalmente compuesto de material del manguito de alta densidad, con dimensiones totales similares a las galletas) está separado inicialmente de la placa modelo y se mueve hacia la placa modelo en el apisonado. El pasador elástico y manguito de alimentación se pueden diseñar para que, tras el apisonado, la posición final del manguito no esté en contacto directo con la placa modelo y pueda estar normalmente de 5 a 25 mm de distancia de la superficie del modelo. El punto de desprendimiento suele ser 20 impredecible porque depende de las dimensiones y perfil de la base de los pasadores elásticos y, por lo tanto, puede dar lugar a costes de limpieza adicionales. La solución ofrecida en el documento EP-A-1184104 es un manguito de alimentación de dos partes. En la compresión durante la formación del molde, una parte del molde (manguito) se introduce de manera telescópica en la otra. Una de las partes del molde (manguito) siempre está en contacto con la placa modelo y no se necesita un pasador elástico. No obstante, existen problemas 25 relacionados con la disposición telescópica del documento EP-A-1184104. Por ejemplo, debido a la acción telescópica, el volumen del manguito de alimentación tras el moldeo es variable y depende de una variedad de factores entre los que se incluyen la presión de la máquina de moldeo, la geometría de la pieza y las propiedades de la arena. Esta imprevisibilidad puede perjudicar el rendimiento de alimentación. Además, la disposición no es la más adecuada en los casos en que se necesitan manguitos exotérmicos. Cuando se utilizan manguitos 30 exotérmicos, el contacto directo del material exotérmico con la superficie de la pieza fundida no es deseable y puede dar lugar a un acabado superficial pobre, contaminación localizada de la superficie de la pieza fundida e incluso defectos relacionados con la presencia de gas bajo la superficie.

Otra desventaja más de la disposición telescópica del documento EP-A-1184104 surge de las lengüetas o bridas que se necesitan para mantener el espaciado inicial de las dos partes del molde (manguito) . Durante el 35 moldeo, estas pequeñas lengüetas se separan por completo (permitiendo de este modo que tenga lugar la acción telescópica) y simplemente caen en la arena de moldeo. Con el paso del tiempo, estas piezas se acumularán en la arena de moldeo. El problema es especialmente grave cuando las piezas están hechas de material exotérmico. La humedad de la arena puede reaccionar potencialmente con el material exotérmico (p.ej.,... [Seguir leyendo]

1. Elemento alimentador (10) para su uso en colada de metales, comprendiendo dicho elemento alimentador (10) :

un primer extremo (12) para montaje sobre un modelo para moldes o placa oscilante;

un segundo extremo opuesto que comprende una placa de montaje (14) para montaje sobre un 5 manguito de alimentación (40) ; y

un orificio (16) entre los extremos primero (12) y segundo definido por una pared lateral (18) ;

dicho elemento alimentador (10) pudiendo ser comprimido en uso para reducir así la distancia entre los extremos primero (12) y segundo;

caracterizado porque dicho orificio (16) presenta un eje (A) que está desviado del centro (C) de dicha 10 placa de montaje (14) y en el que un reborde conformado en una sola pieza (26) se extiende desde una periferia de dicha placa de montaje (14) .

2. Elemento alimentador (10) según la reivindicación 1, en el que la placa de montaje (14) es alargada y/o asimétrica y, cuando se orienta en uso, presenta una dimensión vertical que es más larga que una dimensión horizontal, lo que define de este modo un par de bordes periféricos largos (20) . 15

3. Elemento alimentador (10) según la reivindicación 2, en el que el reborde (26) se extiende al menos de manera parcial a lo largo de los bordes periféricos largos (20) de la placa de montaje (14) .

4. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el orificio (16) se sitúa 20 sustancialmente en el centro con respecto al ancho nominal de la placa de montaje (14) .

5. Elemento alimentador (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reborde está en forma de un par de lengüetas (102) , cada una de los cuales se extiende a lo largo de un respectivo borde de los bordes periféricos largos (20) . 25

6. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reborde (26) se extiende de manera continua alrededor de la periferia de la placa de montaje (14) para formar una falda.

7. Elemento alimentador (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el reborde (102) se 30 extiende a lo largo de cada borde periférico largo (20) al menos desde un punto en una línea definida por la tangente con respecto al borde del orificio (16) más cercano al centro de la placa hasta un punto en una línea (L2) en la dirección del ancho nominal de la placa que pasa por el centro (C) de la placa (14) .

8. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la placa de montaje 35 (14) es sustancialmente plana y el reborde (26) está inclinado en dirección contraria al primer extremo (12) del elemento alimentador (10) en un ángulo de entre 10º a 160º , y preferiblemente 90º sustancialmente con respecto al plano de la placa de montaje (14) .

9. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la profundidad del 40 reborde (26) es de al menos 5 mm.

10. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared lateral (18) que define el orificio (16) comprende al menos un nivel (28; 34) , cada nivel formado preferiblemente por una primera región de pared lateral (30, 30a) y una segunda región de pared lateral (32, 32a) contigua a la 45 primera región de pared lateral (30, 30a) , y en el que la segunda región de pared lateral (32, 32a) se ofrece en un ángulo distinto, con respecto al eje (A) del orificio, del de la primera región de pared lateral (30, 30a) .

11. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la resistencia inicial al aplastamiento del elemento alimentador (10) no supera los 7000 N. 50

12. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la resistencia inicial al aplastamiento del elemento alimentador (10) es de al menos 250 N.

13. Elemento alimentador (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared lateral (18) del elemento alimentador (10) comprende una primera serie de regiones de pared lateral (30, 30a) , presentando dichas series (30, 30a) al menos un elemento, en forma de anillos de diámetro creciente interconectados y conformados en una sola pieza con una segunda serie de regiones de pared lateral (32, 32a) , presentando dicha segunda serie (32, 32a) al menos un elemento. 5

14. Elemento alimentador (10) según la reivindicación 13, en el que las regiones de pared lateral (30, 30a, 32, 32a) son de un grosor sustancialmente uniforme de modo que el diámetro del orificio (16) del elemento alimentador (10) aumenta del primer extremo (12) al segundo extremo del elemento alimentador (10) .

15. Elemento alimentador (10) según la reivindicación 13 o 14, en el que la longitud de la primera serie de regiones de pared lateral (30, 30a) y/o de la segunda serie de regiones de pared lateral (32, 32a) aumenta progresivamente hacia el primer extremo (12) del elemento alimentador (10) .

16. Sistema de alimentación para colada de metales que comprende un elemento alimentador (10) según 15 cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 y un manguito de alimentación (40) asegurado al mismo.

Figura 1A

Figura 1B

Figura 2A

Figura 2B

Figura 3

Figura 2C

Figura 4A

Figura 4B

Figura 5A

Figura 5B

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10B

Figura 10A

Figura 11

Figura 12

Figura 13B

Figura 13A

Figura 15

Figura 14