Pequeñas diferencias en la distribución del tamaño de las partículas de los sólidos provocan diferencias notables en las propiedades de flujo de deslizamiento y en las propiedades de fundición. Este efecto de la concentración de sólidos y la distribución del tamaño de las partículas puede explicarse por el empaquetamiento de las partículas.
SALES SOLUBLES
El contenido de sulfato soluble del portaobjetos A se redujo mediante la adición de carbonato de bario. La barbotina B es un lote de la misma pasta en el que se ha aumentado el contenido de sulfato añadiendo sulfato de calcio precipitado.
INFLUENCIA DE LA MATERIA ORGANICA
La Figura 17a muestra el efecto de las adiciones progresivas de diferentes coloides de ácidos húmicos sobre la viscosidad de una partícula fina de caolín libre de compuestos orgánicos. Se concluye que la materia orgánica de diferentes fuentes provoca diferentes respuestas de defloculación debido a los tipos y cantidades de grupos funcionales ácidos presentes. La Figura 17b muestra el efecto de adiciones del 1% de tres desechos de lignito diferentes en un portaobjetos con 50% de sólidos libres de materia orgánica.
La variación en los puntos de reacción inicial al defloculante puede deberse a la naturaleza del material orgánico y sus grupos ácidos.
Las partículas coloidales de humatos con sus múltiples valencias aniónicas son fuertemente atraídas por los bordes cargados de las partículas de arcilla y desplazan parcialmente los cationes de sodio monovalentes. También hay absorción de humatos coloidales por atracción polar en los planos basales de las partículas de arcilla. El resultado final es el desarrollo de una superficie negativa en la partícula de arcilla a un pH mucho más bajo que el que sería posible con barbotinas sin compuestos orgánicos.
La presencia de ciertos tipos de materia orgánica asociada naturalmente a la arcilla en bolas mejora la eficacia defloculante de la carbonato de sodio en presencia de iones floculantes.
EFECTO DE LA TEMPERATURA
Las temperaturas del molde y del deslizamiento son factores importantes para la calidad y velocidad de la fundición. También se ha descubierto que la velocidad de fundición es una función directa de las temperaturas de deslizamiento y matriz. De manera similar, la velocidad de lanzamiento es una función lineal de la viscosidad y la tensión superficial del agua a las temperaturas de deslizamiento.
Si la humedad ambiental es muy baja, la velocidad de vertido aumenta y el fraguado (o firmeza) de la pieza fundida se produce más rápidamente.
EFICIENCIA DEL MOLDE EN EL VACIADO
21 (a), se observa un aumento en la tasa de descarga a medida que aumenta el volumen de poros debido al aumento en el tamaño de los poros y la presión de succión disminuye. Los pequeños tamaños de poro que resisten el movimiento del agua, su baja capacidad de retención y la baja permeabilidad de la capa vertida interactúan para reducir la tasa de derrame. Así, incluso cuando la presión de succión disminuye, la tasa de descarga aumenta, pero después de pasar el pico de las curvas, la disminución en la presión de succión (a medida que los poros son progresivamente más grandes) produce una tasa de descarga decreciente.
Además, es aconsejable retener entre un 5% y un 15% (en base seca) de agua en los moldes para evitar una formación muy rápida de la capa inicial de fundición.
DISPERSIÓN DE LA BARBOTINA
La densidad adecuada para una velocidad de vertido óptima varía de un yeso a otro, incluso del mismo fabricante. Un molde puede saturarse completamente con agua (hasta el 50% de su peso seco) en aproximadamente una hora cuando se sumerge en agua, pero su tasa de secado es solo aproximadamente el 2% de su tasa de humedad inicial. El método rápido requiere un control estricto del tiempo de mezcla para evitar una dispersión excesiva y la consiguiente reducción de la tasa de descarga.
El envejecimiento también permite que escapen las burbujas causadas por la dispersión y el transporte de la barbotina, para reducir la aparición de puntos en el producto terminado.
SECUENCIA DE ADICION DE LOS COMPONENTES
Las variaciones en el comportamiento de la barbotina a medida que se cambiaba la secuencia y el modo de procesamiento de las arcillas se deben aparentemente a las variaciones en la cantidad y finura de los humatos solubles producidos por cada secuencia. Por ejemplo, cuando se agrega CaSO4 al agua junto con carbonato de sodio, algunos de los iones Na1+ y OH1- necesarios para reaccionar con la materia orgánica de la arcilla oscura reaccionan con el sulfato de calcio para formar sulfato de sodio + hidróxido de calcio; Ninguno de estos forma humatos solubles. Cuando es necesario reducir sulfatos solubles, lo más conveniente es incluir inicialmente carbonato de bario para aprovechar la total disponibilidad de agua y permitir una agitación intensa.
Un buen número de plantas añaden piezas en bruto al lote a distribuir; Si la adición se realiza al principio con la sosa de ceniza y el carbonato de bario, y antes de la arcilla oscura, el engobe final es muy diferente al que se obtendría si las virutas se añadieran después de la dispersión de una o todas las del tipo bola. arcillas.
DESHIDRATACIÓN
Casi la mitad de esta cantidad es absorbida por el molde; el desmolde se produce cuando el contenido de humedad de la pieza fundida se reduce a aprox. 22%. Difusión de iones (Ca)2+ desde la superficie del molde hasta la barbotina, provocando floculación y la consiguiente reducción de la fluidez en la fina capa de barbotina adyacente a la superficie del molde. A medida que el agua se transfiere de la pieza fundida al molde, la adhesión de uno al otro evita la contracción paralela a la superficie del molde.
Las tensiones resultantes de este confinamiento aumentarán a medida que disminuya el contenido de humedad de la pieza fundida y eventualmente serán lo suficientemente grandes como para superar las fuerzas adhesivas que surgen de la tensión superficial, permitiendo la separación del molde y la pieza fundida.
CONTRACCIÓN DIFERENCIAL
La pérdida de agua dentro del molde es más que un proceso de secado, un proceso de deshidratación. Además, durante el proceso de secado se pueden introducir gradientes de humedad en la pieza y, en consecuencia, gradientes de contracción que pueden provocar deformaciones o roturas. En términos generales, aumentar la tasa de evaporación desde la superficie del parche aumenta los gradientes de humedad en el interior;
ROTURAS DE SECADO
REOLOGÍA Y CALIDAD DEL VACIADO
El objetivo de las industrias que utilizan compuestos de fundición es desarrollar una pieza fundida del espesor adecuado en un tiempo razonable. Esta condición puede causar superficies de fundición duras y quebradizas (en contacto con el molde) y una superficie de drenaje blanda y deformable. Por lo aquí comentado, es de gran importancia amortiguar al máximo las diferencias o desniveles a lo largo de la pared donde se vierten las piezas.
El propósito de la floculación parcial de las barbotinas es aumentar el tamaño de los poros y la retención de humedad de la pieza mediante aglomeración del material coloidal; en consecuencia, se produce una mayor velocidad de fundición, una mejor uniformidad de la humedad a través de la pared de fundición y una mejor plasticidad.
DEFLOCULANTES
Por ejemplo, la arcilla en bolas que contiene lignito se deflocula mejor con una combinación de silicato de sodio y carbonato de sodio; para disolver el lignito y ayudar con la defloculación. Cuando no se dispone de lignito, o en el caso de los caolines, el uso de silicato de sodio solo suele ser más eficaz. Con caolines que naturalmente tienen un pH alto debido a la floculación con cal, a menudo es deseable usar una pequeña cantidad de fosfato o carbonato de sodio con silicato de sodio para reducir el período de envejecimiento y producir una barbotina estable más rápidamente.
Los silicatos de sodio son el resultado de la fusión de sílice y soda en diferentes proporciones según la fórmula:.
O. nSiO 2
La secuencia de adición del defloculante, ya sea en una dosis única al inicio de la preparación o en pequeños incrementos, y el tiempo entre estas adiciones, pueden cambiar la cantidad final de defloculante requerida. La cantidad necesaria de silicato de sodio y la elección óptima de su proporción molar dependen, en gran medida, del contenido de sustancias coloidales naturales ya presentes en las arcillas. El silicato de sodio no presenta la misma agresividad sobre el yeso que el carbonato de sodio; Su poder defloculante también se reduce en presencia de sulfatos solubles.
Tanto los polifosfatos como el hexametafosfato tienen una gran capacidad para secuestrar cationes floculados en forma de complejos, evitando que dificulten la defloculación. Su efecto nocivo es aún mayor porque suele estar asociado a cationes floculantes como Ca2+, Mg2+, Fe3+, etc. Sin embargo, a diferencia de otros aniones como el fósforo, no provoca un aumento sino una disminución del potencial zeta con la consiguiente floculación.
El carbonato de sodio reacciona con sulfatos, como el calcio, para formar carbonato de calcio prácticamente insoluble:
Este efecto también se produce cuando (SO4)2- está presente como electrolito fuerte, del tipo Na2SO4; Otros electrolitos fuertes, como el NaCl, se comportan de manera similar. Aunque el fenómeno por el cual el (SO4)2- provoca una disminución del potencial zeta no es fácilmente comprendido, es probable que pueda explicarse por un mecanismo del mismo tipo que determina la floculación por excesiva defloculación.
La adición de carbonato de bario se realiza antes de añadir los defloculantes; Las proporciones requeridas varían entre 0,02 y 0,1% del peso de la pasta seca.
DEFLOCULANTES ORGANICOS
La experiencia demuestra que el complejo de arcilla y ácido húmico es muy estable y que su función protectora no sólo se manifiesta frente a los cationes floculantes, sino también frente a los de acción dispersante. El prototipo de los taninos naturales es el tanino ordinario (ácido tánico, ácido galotánico), que es una mezcla de ésteres de glucosa y ácido gálico (depside). Se plantea la hipótesis de que dicha absorción se produce de tal forma que la parte glicosídica de la molécula de tanino se dirige hacia la superficie de la partícula, y su parte aromática hacia el medio dispersante.
Produciéndose así una mutación completa de la naturaleza superficial de las partículas con cambios en su hidratación y en consecuencia una disminución de la viscosidad.
DERIVADOS ACRILICOS
OXALATOS
OTROS DEFLOCULANTES ORGANICOS
Que las barbotinas se vacíen de la misma forma lote tras lote, sin pérdidas importantes en el departamento de vaciado o secado. En materiales no arcillosos, la distribución del tamaño de las partículas debe determinarse de forma rutinaria (extremadamente importante). En resumen, la reducción significativa y permanente de las fracturas en el proceso de fundición sólo es posible mediante la preparación de piezas fundidas con un comportamiento uniforme y consistente.
Esto requiere una atención estricta a los factores relativamente simples que determinan las propiedades fisicoquímicas de las barbotinas y mantener las condiciones del proceso lo más uniformes posible.
ANEXOS
