¿Cómo se usa?
La fundición de metales es un proceso de seis pasos.
- Un patrón se coloca en la arena,
- La forma del patrón se incorpora a la arena como un molde usando un matraz,
- El patrón se elimina,
- El molde está lleno de metal fundido,
- Permitido enfriar/solidificar,
- Finalmente se retira el molde dejando la fundición terminada.
Durante el proceso de fundición, el calor latente del metal fundido cura el molde in situ. El metal fundido/aleación se vierte en el molde directamente después de que se ha compactado en forma. Después del enfriamiento de la fundición, el molde se puede quitar(2). Los moldes gastados suelen ser molidos y reutilizados, especialmente si se basan en uno de los tipos de arena más caros, aunque es digno de mención que los Estados Unidos y el Reino Unido envían en promedio 500 kg y 250 kg respectivamente de arena al vertedero por cada tonelada de metal fundido(1). Los estudios han demostrado que la arena de fundición gastada se puede reutilizar en la producción de hormigón(3). La fundición de arena verde se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones de fundición, desde pequeños y detallados, hasta moldes grandes de hasta 500 kg de tamaño.
Polvo de carbón
Polvo de carbón o antracita, se está convirtiendo rápidamente en un aditivo común en el proceso de moldeo de arena verde. Es un aditivo carbonáceo que en condiciones de fundición se quema y oxida. Históricamente, el aditivo líder en la fundición de arena verde, como material carbonáceo, era el carbón bituminoso altamente volátil, a menudo conocido como carbón marino. El carbón bituminoso se quema en el molde al calentarse y libera contaminantes peligrosos como el benceno, el xileno y el tolueno. Es imperativo que el carbón bituminoso se sustituya por un material carbonáceo de igual rendimiento, pero con un perfil menos perjudicial para el medio ambiente. Un estudio experimental mostró que, en condiciones de laboratorio, los carbónes de tipo lignito de antracita y de grado inferior(7) emitieron contaminantes significativamente menos peligrosos que el carbón bituminoso(8), por lo tanto, se puede afirmar que la incorporación de polvo de carbón en un el moho de arena verde es ventajoso desde una perspectiva medioambiental. Se observa que la industria de la fundición desea alejarse del carbón bituminoso debido a su bajo rendimiento ambiental (9) y menos contaminantes peligrosos significan que se necesitan menos recursos para dedicarse a la limpieza del escape general de la fundición.
El uso de antracita molida disminuye los defectos quemados, mejora el acabado en la superficie del producto y disminuye la penetración del metal. Tal vez su uso principal, sin embargo, es para evitar la humectación. La humectación es el proceso por el cual el metal líquido/aleación se adhiere a las partículas de arena en el molde de arena verde, dejándolas presentes en la superficie del producto fundido. Mientras que en muchos casos, el pulido mecánico o el mecanizado posterior del producto fundido se pueden realizar para eliminar arenas errantes, la prevención es mejor que la cura. El polvo de carbón proporciona un método eficaz y económico para lograrlo.
Cuando el molde se calienta por la presencia del metal derretido / aleación, el carbón presente se descompone (quema) y emite dióxido de carbono y una variedad de compuestos orgánicos volátiles. La producción de estos gases reductores inhibe la producción de óxido de hierro (en aplicaciones de fundición de hierro y acero) que se han hipótesis como un intermediario en la producción de depósitos de impurezas en la superficie de la fundición(10). Además, debido a la reducción del medio ambiente, se deposita una capa de carbono altamente lustroso en la superficie del molde, lo que permite una barrera refractaria entre el metal fundido y la arena, mejorando así el acabado superficial(11) y facilitando la eliminación de la fundición de la Molde.
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