A determinação da espessura de parede em moldes de areia cold box para o sistema em árvore e sua recuperação térmica

Abstract

Na indústria de fundição, os custos financeiros e ambientais com o descarte de areias de moldagem de fundição em aterros industriais têm aumentado significativamente, na medida em que grandes quantidades de areia são consumidas para a produção de moldes e machos. Este trabalho investiga uma metodologia para determinar qual a menor espessura de parede dos moldes em areia Cold Box, tendo como objetivo principal a redução no consumo de areia utilizada no processo produtivo das fundições. Por isso, foi projetado e construído um modelo de fundição contendo um único tipo de product, a fim de realizar experimentos práticos dentro de uma linha de moldagem, onde foram coletados e analisados os dados para determinar a quantidade de areia utilizada para enchimento do molde, a influência na recuperação térmica da areia durante o processo de vazamento do metal líquido, juntamente com o limite de resistência mecânica do molde. Os dados obtidos nos experimentos mostraram que a relação areia metal teve redução significativa. Também foi possível comprovar que os custos para descarte da areia são maiores que os custos para aquisição. O estudo mostrou também que o processo de fusão em árvore é muito produtivo e vantajoso para a indústria de fundição. Além disso, foi possível comprovar que é possível obter dimensões menores de espessura de parede dos moldes. O ensaio de perda ao fogo comprovou a qualidade e o nível de recuperação térmica da areia utilizada no processo. Com as informações obtidas, destaca-se a importância do trabalho quanto à redução do consumo e do descarte de areia, influenciando diretamente os custos industriais e o meio ambiente.In the foundry industry, the financial and environmental costs of disposing of foundry molding sands in industrial landfills have increased significantly, as large quantities of sand are consumed for the production of molds and cores. This work investigates a methodology to determine the minimum wall thickness of Cold Box sand molds, with the main objective of reducing the sand consumption used in the foundry production process. Therefore, a casting model containing a single type of product was designed and constructed in order to conduct practical experiments within a molding line, where data was collected and analyzed to determine the amount of sand used to fill the mold, the influence on the thermal recovery of the sand during the liquid metal pouring process, along with the mechanical strength limit of the mold. The data obtained from the experiments showed that the sand-to-metal ratio had a significant reduction. It was also possible to verify that the costs for disposing of the sand are higher than the costs for acquiring it. The study also showed that the tree fusion process is very productive and advantageous for the foundry industry. Furthermore, it was possible to demonstrate that it is feasible to achieve smaller wall thickness dimensions of the molds. The fire loss test confirmed the quality and the level of thermal recovery of the sand used in the process. With the information obtained, the importance of the work in reducing sand consumption and disposal is highlighted, directly influencing industrial costs and the environment.