Meio Ambiente

As tecnologias de ligantes inorgânicos ganham uma atenção crescente, não apenas na indústria de fundição europeia. O lançamento global das tecnologias de ligantes inorgânicos determina o fim dos processos convencionais de areia shell?

Nossos especialistas dos EUA recomendam:

Uma pergunta provocativa, devo admitir, e a resposta a esta pergunta é diversificada no que diz respeito à aplicação de fundição. Naturalmente, novas tecnologias sempre ameaçam a existência de tecnologias convencionais na medida em que elas agregam valor de desempenho ao respectivo processo em si. No caso de aplicações de fundição de alumínio, particularmente em segmentos de alta produtividade, como a fabricação de blocos de motor e cabeçotes de alumínio em fundição de moldes permanentes, cada vez mais fundições estão se convertendo de sistemas orgânicos para sistemas de ligantes inorgânicos - e há várias razões para essa tendência.

A produção de machos sem odor, a ausência de emissões nocivas durante a fundição, a menor manutenção das máquinas e ferramentais, e a maior produtividade resultante são benefícios econômicos e ecológicos bem conhecidos da tecnologia INOTEC TM. Os benefícios tecnológicos resultam da solidificação mais rápida do alumínio líquido. A redução da temperatura do molde e o consumo de energia do alumínio líquido por evaporação da água resultam na melhoria das propriedades mecânicas das peças fundidas, por exemplo, a redução do espaçamento interdendrítico.

A tecnologia de ligante inorgânico INOTEC^TM é descrita como um sistema de dois componentes de ligante, incluindo um ligante líquido INOTEC^TM e um aditivo sólido inorgânico - o chamado INOTEC^TM Promotor. A areia shell é uma areia revestida com resina fenólica com taxas de adição de 2,5% a 3,5% (com base na areia). Em termos de fabricação de macho, ambos os sistemas de ligante são curados em uma caixa de macho quente. O INOTEC^TM requer temperaturas significativamente mais baixas da caixa de macho (150 - 210 °C vs. 250 °C para areia de shell) mas também implica a necessidade de purga com ar quente que não está presente no processo de areia shell. Os valores de resistência (tanto quente como fria) dos machos ligados com INOTEC^TM são suficientemente elevados para um manuseio automatizado. Deve-se ter cuidado com a fragilidade que é tipicamente mais elevada do que a dos machos de areia shell. Além disso, os machos ligados inorgânicos têm - por natureza - uma alta afinidade com a água. Assim, ajustes técnicos substanciais (instalações de armazenamento com condições de armazenamento adequadas para evitar a exposição a alta umidade)  e desenvolvimento contínuo do produto para melhorar a resistência à umidade são contramedidas.

Uma grande desvantagem dos machos de areia shell são as emissões de voláteis durante a fabricação do macho, bem como a formação de odores e fumaça no processo de fundição como resultado da decomposição térmica da resina fenólica. Como consequência, a formação de condensado ou alcatrão reduz a vida útil do molde e implica em operações de manutenção contínua. Além disso, medidas como, por exemplo, sistemas de ventilação e tratamento de ar, são obrigatórias. São possíveis maiores riscos de inclusões de gás e defeitos de fundição, como demonstrado pela diferença no potencial de formação de gás. A quantidade de condensado para o INOTEC^TM está relacionada à quantidade de água liberada que contribui para as propriedades de ligação da estrutura de gel de silicato durante a fabricação, armazenamento e utilização do macho.

Comparação da formação de gás e condensado entre a areia de shell e o INOTEC^TM. A medição foi feita utilizando um aparelho COGAS em alumínio líquido.

A precisão dimensional da fundição como resultado de uma melhor estabilidade térmica é comparável para ambos os sistemas de ligantes. A abordagem do kit de ferramentas INOTEC^TM permite até mesmo ajustes de propriedades do macho sob medida no que diz respeito à deformação térmica e geometria do macho.  O colapso ou desmoldagem para machos ligados inorgânicos requer processos de impacto mecânico através de martelos e sistemas vibratórios. O desenvolvimento contínuo do produto e controle do processo permitem propriedades confiáveis de colapso do macho, mesmo de machos complexos em procedimentos de escala de produção em série.

Em comparação com machos de areia shell, a tecnologia INOTEC^TM apresenta propriedades de processo iguais ou mesmo superiores durante a fabricação do macho e produção de fundidos de alumínio, se medidas técnicas, conhecimento de processo e controle de processo forem estabelecidos.

Portanto, consulte o seu contato ASK Chemicals para a melhor recomendação.

O tema da “sustentabilidade” está na cabeça de todos há algum tempo? O que exatamente isso significa - para minha fundição? 

A definição de sustentabilidade está em três pilares – ecologia, economia e sociedade. Os dois últimos pilares são frequentemente negligenciados quando os projetos estão sendo desenvolvidos e avaliados. Produtos sustentáveis no entanto, são capazes de contribuir muito mais para alcançar a sustentabilidade do que as pessoas podem pensar inicialmente. Qualquer pessoa que já esteve em uma fundição que foi convertida de tecnologia orgânica para inorgânica e viu como essa tecnologia e ambiente de trabalho mudou em benefício da força de trabalho reconhecerá a contribuição econômica e social que ela oferece. Quando se trata de sustentabilidade econômica, a questão para as fundições é como aumentar o sucesso econômico e, ao mesmo tempo, manter a qualidade e a disponibilidade dos recursos. É aqui que os fornecedores da indústria de fundição de metais podem contribuir desenvolvendo soluções que substituem matérias-primas potencialmente prejudiciais, escassas ou caras por outras que oferecem desempenho igual ou aprimorado. Um bom exemplo é a tecnologia do ligante ECOCURE BLUE da ASK para fundição de ferro. 

Utiliza a primeira resina fenólica do mundo para o processo de cold-box que não exige rotulagem estatutária no mercado, de acordo com o Regulamento CLP para classificação, rotulagem e embalagem de substâncias e misturas. Portanto, o ligante ECOCURE BLUE não é mais considerado um material perigoso. A utilização desta inovadora tecnologia de aglutinante de cold-box pode resultar em emissões de fenol e formaldeído significativamente reduzidas. 

As fundições querem reduzir as emissões resultantes de seus processos. As emissões têm consequências negativas e potencialmente irreversíveis para o meio ambiente, e por isso as fundições são incentivadas a adotar novas tecnologias, não apenas para atender aos requisitos regulatórios e ambientais, mas também para atender à crescente expectativa de responsabilidade social. Portanto, a ASK Chemicals vem pesquisando e desenvolvendo novos produtos há muitos anos para obter reduções nas emissões causadas por seus produtos. 

A preservação de recursos – raros, prontamente disponíveis ou aparentemente onipresentes e abundantes – é certamente outro tópico importante que devemos considerar. Um exemplo de tal recurso é o lítio, que é extraído do solo a um custo ambiental grave, particularmente na América do Sul, onde as reservas minerais estão sendo exploradas para suprir o aumento dramático na demanda de lítio para apoiar a produção de células de combustível elétricas. A ASK Chemicals tem sido uma força motriz por trás do desenvolvimento de soluções de produtos aditivos de areia sem lítio há algum tempo. 

As exigências das fundições para reduzir as emissões de CO2, a fim de alcançar a neutralidade de CO2, estão se tornando cada vez mais rigorosas. Qual é a avaliação da ASK sobre esta afirmação? 

A abordagem óbvia para alcançar a neutralidade de CO2 é fabricar produtos a partir de matérias-primas renováveis. Mas esse é apenas um aspecto do desenvolvimento de produtos e não pode ser a única força motriz. Para atingir a neutralidade de CO2, projetistas e fabricantes devem levar em consideração todo o ciclo de vida de um produto e, consequentemente, todos os processos utilizados para produzir as matérias-primas envolvidas na produção são tão importantes quanto os processos de fabricação que resultam em produto acabado com o desejado perfil de desempenho (ex. CO2 neutro). 

É por isso que a ASK Chemicals tem um foco claro em aumentar a eficácia de seus produtos, em fazer as coisas acontecerem, enquanto minimiza a carga sobre o meio ambiente do início ao fim do ciclo. 

A Agência de Proteção Ambiental estabelece padrões de emissão de poluentes atmosféricos perigosos (HAPs) em fundições – muitas das quais estão ligadas às emissões resultantes de aglomerantes químicos usados na fabricação de moldes e machos. Algumas emissões orgânicas de HAPs incluem benzeno, tolueno e xileno (BTX), bem como naftalina. VEINO ULTRA™ NB-LOSMK é um aditivo de areia desenvolvido pela ASK Chemicals para reduzir essas emissões em até 30% em aplicações de moldagem no-bake. (Ver Figura 1.)

Além da redução das emissões, o VEINO ULTRA™ NB-LOSMK também reduz a fumaça, o que contribui para um melhor ambiente de trabalho para os funcionários da fundição. Ao remover a fumaça do ar, a linha de visão dos trabalhadores é melhorada. Ao trabalhar com a maioria dos aditivos de areia, é necessário aumentar a quantidade do aglomerante que está sendo usado para compensar uma diminuição na resistência à tração que resulta devido à adição de partículas mais finas de alta área superficial. A distribuição de tamanho do VEINO ULTRA™ NB-LOSMK foi otimizada para minimizar os efeitos negativos sobre a resistência à tração. (Ver Figura 2.) A velocidade da reação, incluindo o tempo de vida de banca e o tempo de cura, pode ser ajustada com catalisadores mais lentos ou mais rápidos, dependendo das necessidades de uma determinada fundição. (Ver Figura 3.) Assim como os aditivos de areia padrão, o VEINO ULTRA™ NB-LOSMK combaterá defeitos de veiamento, penetração e acabamento superfícial, além de reduzir as emissões e a fumaça. Além disso, ele tem a capacidade de capturar vários gases do molde.

Para aquelas fundições que recuperam areia, mecânica ou termicamente, o acúmulo de aditivos de areia no sistema de recuperação pode ser uma preocupação, pois os níveis de tração para a areia diminuirão com o tempo. Essas preocupações são negadas pelo VEINO ULTRA™ NB-LOSMK, pois suas partículas serão retiradas no sistema de coleta de poeira da fundição. O VEINO ULTRA™ NB-LOSMK fornece uma solução para a fumaça e as emissões na fundição, e trabalhará para melhorar as condições para os operadores.