Fundição em areia de ligas ferrosas

Abstract

O presente trabalho relata o trabalho desenvolvido num estágio na empresa Duritcast, a par da vivência das operações rotineiras do processo de fundição em areia ambicionou-se desenvolver soluções para duas das preocupações do setor. A primeira relacionada com o descarte dos revestimentos refratários dos equipamentos de fusão, e a segunda com a preparação das moldações utilizando modelos em poliestireno expandido (EPS). Os fornos de fundição, são revestidos com uma camada de refratário que se consome por corrosão pela escória ou por abrasão/reação aos elementos presentes no processo. Os revestimentos em fim de vida são depositados em aterros após o abatimento dos fornos mas a importância crescente das questões ambientais impõe a procura de possíveis vias de reutilização. O nome comercial do material refratário usado no revestimento dos fornos da Duritcast é “Coral SLX” e é constituído essencialmente por alumina e magnésia (espinela) é um granulado denso e seco e aplica-se por compactação. Neste trabalho pretendeu-se estudar a recuperação da fração não contaminada do refratário na forma de granulados com uma escoabilidade adequada para a conformação de acessórios para fundição de aço. Recorrendo ao EMMA (Elkem Materials Mix Analyzer) um programa de avaliação do empacotamento de partículas através do controlo da distribuição granulométrica, foi possível criar a nova mistura de pós auto-escoante. Manipulando as classes granulométricas para se obter um pó com escoamento ótimo deve-se adicionar 38,3% da classe (2000-106 μm), 29,7% da classe (2000-500 μm), 17,8% da classe (1000-500 μm) e 14,2% da classe (106-63 μm). No segundo caso, a facilidade de modelagem oferecida pelo EPS é contrabalançada pela libertação de gases (CO2) emitidos para a atmosfera durante a combustão do polímero e pelos defeitos provocados pela dificuldade de remoção do EPS não consumido da superfície da peça. O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção do EPS através da sua dissolução por um solvente orgânico, amigo do ambiente, R-limoneno. Foi estudado o melhor método de aplicação do solvente, tendo-se concluído que o mais eficaz seria com a pipeta pois a reação dá-se de uma forma mais extensa. A solubilização do EPS foi testada em moldações de tamanhos diferentes, pelo que conclui-se que este processo só é viável quando se pretende obter peças menores que 1 Ton. Durante o estágio foram realizados outros trabalhos, nomeadamente na área da qualidade e acompanhamento do processo produtivo de ferro nodular. A realização destas atividades permitiu o enquadramento no processo produtivo e o ganho de autonomia na prática laboratorial.

This document describes the work carried out during an internship at the Duritcast company. Along with the experience of daily operations of the sand casting process, the main aim was to develop solutions for two industry concerns. The first related to the disposal of refractory linings of fusion equipment, and the second with the preparation of patterns using models of expanded polystyrene (EPS). In the first case, after the furnace lining is dismantled, the spent refractories are landfilled, but the growing importance of environmental issues requires looking for possible ways to reuse them. The reuse potential of the uncontaminated fraction of the refractory was investigated, in the form of loose aggregates with the flowability adequate to manufacture steel casting accessories. Using the EMMA program, it was possible to study the particle size distribution and create a new blend with maximum flowability which should 38,3% of the class (2000-106 μm), 29,7% of the class (2000-500 μm), 17,8% of the class (1000-500 μm) and 14,2% of class (106-63 μm). In the second case, the ease of modeling offered by EPS is offset by the release of gases (CO2) emitted into the atmosphere during combustion of the polymer and the defects caused by the difficulty of removing unconsumed EPS left on the part’s surface. We intended to study the removal of EPS through dissolution by organic, environmentally friendly R-limonene solvent, was studied the solvent’s most effective application method was found to be the utilization of the pipette due to a more extensive reaction of EPS and R-Limone. Solubility of the EPS was tested in molds of different sizes and it was concluded that this process is only possible when applied on parts smaller than 1 ton. During the internship other activities were conducted particularly in the area of quality and monitoring the process of production of ductile iron. These activities promoted a better knowledge of the productive process and increased autonomy in laboratory practice.