fonte de fonte du métal à l'aide de poussière de charbon dans les moules

La poussière de charbon et le processus de coulée de métal

Les métaux sont coulés dans les fonderies en les faisant fondre sous forme liquide et en versant le matériau fondu dans un moule. Par la suite, le moule est enlevé et le métal a permis de retourner sa forme solide pendant qu'il refroidit. La majorité des métaux traités dans les fonderies sont de l'aluminium et de la fonte. Bien que les moulages de bronze, de laiton, d'acier et de zinc soient également effectués dans des fonderies.

Le processus de coulée de métal commence par la conversion physique du métal choisi en sa forme fondue. Le processus se déroule dans un four et commence par charger le four avec des débris externes, des débris internes, des matériaux vierges et des éléments d'alliage. Le matériau vierge est la forme pure des métaux primaires utilisés dans la fabrication d'un alliage spécifique et vendus en quantités commerciales. Les restes internes comprennent les moulages, les portes ou les élévateurs défectueux produits à l'intérieur de l'usine. Les restes externes, d'autre part, sont des matériaux produits pendant le poinçonnage, l'usinage, ou la forge.

Après la fonte des matériaux de charge, le raffinage a lieu. Le but du raffinage est d'éliminer les substances délétères du matériau fondu et d'éviter les défauts de coulée. Au fur et à mesure que les matériaux de charge fondent, des matériaux sont ajoutés pour répondre aux spécifications de l'industrie ou internes. Les flux sont utilisés dans la séparation du métal des scories, et les dégazeurs assurent l'élimination des gaz dissous des métaux.

Il existe une variété de fours pour le chauffage des métaux. Cependant, le choix d'un four est influencé par la quantité d'alliage produite. Les fours à arc électrique, les coupoles et le four à induction sont utilisés dans le cas des métaux ferreux. D'autre part, les roulettes métalliques préféreraient le four réverbérant ou creuset pour les matériaux non ferreux tels que les moulages en laiton, en bronze et en aluminium. Une caractéristique commune de ces fours est qu'ils sont doublés à l'intérieur par des matériaux réfractaires.

verser du matériau fondu sur des matériaux réfractaires

Les dégazeurs comme le chlore, l'azote, l'hélium et l'argon sont utilisés pour éliminer les gaz contaminants présents dans les métaux non ferreux. Inversement, le monoxyde de carbone est utilisé dans le dégazage des matériaux ferreux, y compris le fer et l'acier. L'hydrogène est le gaz le plus nocif qui nécessite le dégazage. L'hydrogène est formé à partir de la réaction entre les matériaux ou la vapeur d'eau ou les lubrifiants de machine. Une forte concentration d'hydrogène indique une porosité accrue du métal qui affaiblit ses propriétés mécaniques. Dans le cas où la porosité existe encore après le dégazage, la porosité et les chemins de fuite sont scellés par le processus d'imprégnation du vide.

Le procédé de coulée en métal consiste également à créer des motifs en bois, en plastique, en métal ou en cire. Les différents procédés impliqués dans la construction des moules sont déterminés par la taille et la complexité de la coulée, le métal à verser, le type de fonderie et le nombre de pièces à produire. Les procédés de moule utilisés dans le moulage en métal sont le moulage de matrice, le moulage de billet, le moulage de sable, le moulage perdu de mousse, le coulée de v-process, et le moulage en céramique entre autres.

L'étape suivante qui suit après la fonte et le processus de moulage est de verser les métaux fondus dans le moule. Dans les fonderies fonctionnant sur le modèle traditionnel, les métaux fondus sont versés dans les moules avec des lunes. Les progrès de la technologie ont permis l'utilisation de machines à verser automatiques et de robots dans le déversement de métaux fondus. Cependant, le déversement peut également être réalisé avec la gravité ou l'aide de gaz sous vide ou sous pression.

Le métal fondu est autorisé à assumer un état solidifié avant de tenter de l'enlever du moule. La secousse et le culbutage sont les principaux moyens par lesquels le métal solide est retiré du moule, en particulier ceux fabriqués par coulée de sable. Pendant le processus de coulée, des têtes, des coureurs, des portes et des élévateurs sont formés. Ceux-ci sont enlevés à l'aide de torches de coupe, de scieàs à bande ou de lames de coupure en céramique dans un processus connu sous le nom de dégazage.

poussière de charbon utilisée dans le processus de moulage

Utilisation de la poussière de charbon de fonderie dans la coulée en sable

Une technique populaire utilisée dans la coulée de sable est le sable vert. C'est un mélange de sable de silice, de chromite ou de sable zircon, de bentonite, d'eau, de boues inertes et de poussière de charbon produite par la pulvérisation du charbon. Greensand n'est pas en soi humide, mais dénote son état humide - une caractéristique de "greenwood". La quantité de poussière de charbon dans le sable vert ne dépasse jamais 5 du mélange total et subit une combustion partielle en présence de métal fondu, libérant une vapeur de gaz.

Cependant, le sable vert n'est pas utilisé dans le processus de coulée pour les métaux non ferreux en raison de la présence de poussière de charbon comme additif. La poussière de charbon émet du monoxyde de carbone qui entraîne l'oxydation du métal. L'aluminium, par exemple, utilise le sable olivine à la place de la poussière de charbon comme additif.

moules qui utilisent de la poussière de charbon

Greensand possède certaines caractéristiques augmentées par l'ajout de poussière de charbon. Ces propriétés comprennent :

  1. Réfractaire: Il s'agit de la capacité du sable vert à résister aux températures élevées sans se déformer. L'acier nécessite du sable de moulage qui peut résister à une température de 1500oC alors qu'une valeur de température de 650oC est nécessaire pour les alliages d'aluminium. Les sables de fonderie avec une réfractaire réduite fondront et fusionneront avec la coulée. La poussière de charbon, en tant qu'additif, a une température de fusion de plus de 1600o Par conséquent, la température à laquelle le sable de moulage est augmenté avec l'ajout de poussière de charbon au mélange.
  2. Finition de surface : Une meilleure finition de surface est obtenue avec des particules plus fines. Malheureusement, les particules plus fines indiquent une perméabilité accrue mais une finition de surface améliorée.
  3. Perméabilité : La capacité de moulage du sable pour épuiser les gaz disponibles est appelée perméabilité. Les gaz formés pendant le processus de coulée tels que l'hydrogène, l'azote, la vapeur et le dioxyde de carbone entraînent des défauts de coulée, y compris des trous d'éruption et des trous de gaz. Le monoxyde de carbone est transmis sur les coulées d'acier et de fer pour éliminer les gaz indésirables et prévenir l'oxydation. La combustion de la poussière de charbon de fonderie entraîne la libération de monoxyde de carbone, qui, comme cela a été mentionné précédemment, est nécessaire pour dégazer les coulées de matériaux ferreux. Le monoxyde de carbone est également produit lors de la gazéification de la poussière de charbon où il est passé à travers l'oxygène et la vapeur sous haute température et pression.
  4. Collapsibilité: Il s'agit de la capacité du sable à enlever la coulée de métal solidifiée avec facilité. L'adhérence accrue à la coulée de métal existe avec des sables de moulage ayant une faible collapsibilité. La poussière de charbon de fonderie aide à augmenter la collapsibilité du sable vert à ko, puisque cette substance brûle pendant le processus de coulée.

D'autres dispositifs des sables de moulage incluent comme greensand sont cohésion, inertie chimique en ce qui concerne le métal étant moulé, et disponibilité/coût du sable de moulage.

fonderie-chromesand
fonderie-poussière de charbon

Propriétés des fournisseurs de poussières de charbon à des fins de fonderie

  1. Contenu volatil : La qualité de la finition de surface pour une coulée faite avec de la poussière de charbon de fonderie comme additif dépend d'une grande quantité de matière volatile. Il est recommandé que la poussière de charbon de fonderie ait un minimum de 30 matières volatiles.
  2. Contenu de cendres : La faible teneur en cendres de poussière de charbon, ne dépassant pas 12 est recommandée par les fournisseurs de poussière de charbon.
  3. Teneur en soufre: Une teneur élevée en soufre peut entraîner des défauts de coulée. Les fournisseurs de poussière de charbon devraient limiter les niveaux de soufre à 1 tout au plus.
  4. Contenu chloré : La teneur en chlore doit également être réduite au minimum le plus minimal. Un excès de chlore peut également entraîner des défauts de coulée.

En outre, un mélange de poussière de charbon de fonderie et d'argile peut être utilisé pour tapisser le fond d'un four de coupole. L'exposition à des résultats à haute température dans la décomposition de la poussière de charbon et de l'argile devient légèrement émiettée. Par conséquent, des trous ouverts sont formés, à travers lesquels les métaux fondus sont exploités pendant le processus de coulée de métal dans un four.

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