Processo CORDIS...Dr. MINGARDI Cesare Impiantistica per il CORDIS: Casse d’anima Le casse...
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Dr. MINGARDI Cesare Processo CORDIS Processo CORDIS Sistema legante inorganico Sistema legante inorganico per azzerare le emissioni per azzerare le emissioni in formatura e in colata in formatura e in colata SUPERNOVA – Brescia - 2 ottobre 2015
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Dr. MINGARDI Cesare
Processo CORDISProcesso CORDISSistema legante inorganicoSistema legante inorganico
per azzerare le emissioniper azzerare le emissioniin formatura e in colatain formatura e in colata
SUPERNOVA – Brescia - 2 ottobre 2015
Introduzione
Dr. MINGARDI Cesare
I sistemi leganti utilizzati in fonderia per la formatura delleanime possono essere classificati come:
• Sistemi leganti organici
• Sistemi leganti inorganici
Dr. MINGARDI Cesare
Sistemi leganti organiciI sistemi leganti organici utilizzano delle resine che, attraverso un
processo di polimerizzazione, conferiscono alla formatura di sabbiarefrattaria una resistenza meccanica sufficiente per l’utilizzo in colata.
Con i sistemi leganti organici si possono formare animegeometricamente molto complesse che permettono la produzione digetti altrettanto complicati
Dopo la colata le anime devono poter essere eliminate dal getto confacilità: questa fase prende il nome di sterratura.
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Limiti dei sistemi leganti organiciI sistemi leganti organici hanno tre grossi limiti:
In fase di formatura possono dare problemi ambientali per l’emissione di
vapori di sostanze pericolose e fumivapori di sostanze pericolose e fumidovuti alla presenza di monomeri residui della resina monomeri residui della resina di condensazione, dicatalizzatoricatalizzatori e di eventuali solventi solventi del sistema legante. Inoltre nei sistemi acaldo si possono anche sviluppare fumi per degrado termico del legante.
In fase di colata sono soggetti ancora ad evaporazione dei solventisolventi, allacombustionecombustione e al processo di cracking termico cracking termico con sviluppo di
gas , fumi e condensatigas , fumi e condensati
Lo sviluppo di gas e la scarsa stabilitLo sviluppo di gas e la scarsa stabilitàà alle alte temperature alle alte temperature, da parte delsistema legante organico, possono pregiudicare la qualità dei getti con varietipologie di difetti: soffiature, porosità, deformazioni geometriche,ecc.
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Sistemi leganti inorganiciI sistemi leganti inorganici sono costituiti da ossidi e sali minerali ossidi e sali minerali e,
come tali, non sono soggetti ad evaporazione, combustione ocracking termico.
Questi leganti a base di sali minerali sali minerali usano, come unico solvente,ll’’acquaacqua:
• in formatura in formatura sono inodori e non emettono sostanzesono inodori e non emettono sostanzepericolose: lpericolose: l’’unico prodotto sviluppato unico prodotto sviluppato èè il vapore il vaporeacqueo.acqueo.
•• in colata in colata non emettono sostanze pericolose, vapori,non emettono sostanze pericolose, vapori,gas, odori o fumi gas, odori o fumi rimanendo invariati fino allatemperatura di fusione (900°C ca.)
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Sistema CORDIS
CORDIS - legante liquido a base disilicati opportunamente modificati dovel’unico solvente è l’acqua.
ANORGIT - additivo in polvere a basedi sostanze inorganiche refrattarienaturali e sintetiche.
Il sistema legante inorganico CORDIS è composto da duecomponenti:
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CORDIS: come classificarloIl sistema legante inorganico CORDIS può
essere definito come un processo:
HOT-BOXHOT-BOX (cassa d’anima calda)
abbinato ad un
gasaggiogasaggio con aria calda con aria calda.
In formatura non avvengono reazionichimiche ma siamo in presenza di unprocesso di essiccazione
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Principi applicativi per la formatura di anime con ilsistema inorganico CORDIS
Miscelazione
P
SabbiaCORDIS – LeganteSoluzione acquosa di silicatimodificati
ANORGIT – Additivo in polvereMiscela di refrattari sintetici e naturali (polvere)
Gasaggio con aria calda
170 – 200 °C Cassa d‘anima riscaldata
130 - 200 °C
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Impiantistica per il CORDIS:Casse d’anima
Le casse d’anima devono essere riscaldate ad unatemperatura di almeno130130°°CC , per la formatura di animecon sezioni sottili, fino a 200200°°CC, per la formatura di animeche presentano zone ad elevato spessore.
Per il riscaldamento delle casse d’anima possono essereutilizzati:
Riscaldamento elettrico Riscaldamento con olio diatermico Riscaldamento con vapore acqueo
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Impiantistica per il CORDIS:Sistema di gasaggio
Per velocizzare il processo di formatura CORDIS, oltre allecasse d’anima riscaldate, la sparaanime deve esseremunita di un sistema disistema di gasaggio gasaggio ad aria calda ad aria calda.
Si deve quindi disporre di un generatore d’aria calda dielevata capacitelevata capacitàà termica termica.
La temperatura delltemperatura dell’’aria aria di gasaggio deve essere di170170÷÷200200°°C ad una pressione di 3 C ad una pressione di 3 ÷÷ 5 bar 5 bar..
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Stoccaggio delle anime formate inCORDIS
L’ umiditumiditàà ambientale ambientale e la temperatura di stoccaggio temperatura di stoccaggio hanno una forteinfluenza sulla stoccabilità delle anime formate con il CORDIS:
a parità di UR % dell’ambiente le basse temperature favoriscono unostoccaggio più prolungato
Velocità di reidratazione in funzione della TEMPERATURA e dell’UR %
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Sviluppo di fumi e gas in colatadel CORDIS
Il sistema legante CORDIS non è soggetto a combustione odegrado termico per cui in colata non sviluppa gas, fumiin colata non sviluppa gas, fumie condensatie condensati..
Si hanno perciò i seguenti vantaggi:
Assenza totale Assenza totale di fumi, odori o emissioni pericoloseper l’ambiente
Assenza di porosità o soffiature nei getti Nessun deposito carbonioso o di peci nelle conchiglie
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Apparecchio per la determinazionedei condensati e degli odori
Probekörper vor und nach dem Abguss
Geruchsbeutel
Probekörper vor und nach dem Abguss
Geruchsbeutel
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Confronto condensatiCORDIS e COLD-BOX
Cordis - System Cold-Box - System
Menge der Kondensate~ 0 g/kg ~ 3,25 g/kg
Cordis - System Cold-Box - System
Menge der Kondensate~ 0 g/kg ~ 3,25 g/kgQuantità Condensato
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Quantità di condensati per i varisistemi leganti
0,000,501,001,502,002,503,003,504,00
Binder system
amo
un
t of c
ond
ensa
te[g
/ kg
Ker
n]
Cold-Box-TEOS Resol-CO2 Shell Warmbox No bake Cordis (Inorganic)
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Condensati in conchiglia
Conchiglia dopo la colata di 10anime in CORDIS
Conchiglia dopo la colata di unasola anima in COLD-BOXPoliuretanico
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Confronto sviluppo odori traCORDIS e sistemi organici in colata
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Potere raffreddante della formatura inCORDIS
Il sistema legante CORDIS, una volta essiccato, può essereassimilato ad un vetro la cui conducibilità termica è moltoelevata. Questo aumenta la velocità di raffreddamento delgetto.
La maggiore velocità di raffreddamento permette di avere, sullesuperfici dei getti prodotte dall’anima, i seguenti vantaggi :
Maggiore densitMaggiore densitàà Reticoli cristallini del metallo piReticoli cristallini del metallo piùù fini e compatti fini e compatti VelocitVelocitàà di raffreddamento comparabile alla conchiglia di raffreddamento comparabile alla conchiglia
con minori tensioni residue dopo raffreddamento Riduzione del tempo ciclo in produzione.Riduzione del tempo ciclo in produzione.
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Analisi ambientali delCORDIS in colata
Campione Fosfati / µg/g* Silicati / µg/g*
Cordis 4820BF,anima con 3% disistema legantecomplessivo
< 1 <1
* µg/g = microgrammi di sostanza per grammo di sabbia
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Confronto analisi ambientali traCORDIS e sistemi organici in colata
Dr. MINGARDI Cesare
Confronto emissioni BTX traCORDIS e sistemi organici in colata
Dr. MINGARDI Cesare
Rigenerazione della sabbia delleanime formate in CORDIS
La sabbia refrattaria delle anime formate inCORDIS dopo la colata può essere recuperatacon un processo di rigenero combinato:
meccanico / termico / meccanico.
La sabbia rigenerata può essere riutilizzata al100% in formatura.
Dr. MINGARDI Cesare
CORDIS
Nessuna emissione di odori eNessuna emissione di odori eprodotti pericolosi in formaturaprodotti pericolosi in formatura
Nessun sviluppo di gas, fumo eNessun sviluppo di gas, fumo eprodotti pericolosi in colataprodotti pericolosi in colata
Nessun problema di erosioniNessun problema di erosioninelle animenelle anime
Eccellente stabilitEccellente stabilitààdimensionale e geometricadimensionale e geometricadelle formature in colatadelle formature in colata
Ottima superficie dei gettiOttima superficie dei getti
SterraturaSterratura meccanica meccanicaestremamente facilitataestremamente facilitata
Stoccaggio Stoccaggio delle anime che sonodelle anime che sonosensibili sensibili allall’’umiditumiditàà..
SterraturaSterratura solo meccanica solo meccanica
Vantaggi Svantaggi
