{"id":25237,"date":"2020-01-06T08:24:26","date_gmt":"2020-01-06T08:24:26","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/sable-vert-une-introduction-a-son-utilisation-dans-les-fonderies\/"},"modified":"2020-01-06T08:50:55","modified_gmt":"2020-01-06T08:50:55","slug":"sable-vert-une-introduction-a-son-utilisation-dans-les-fonderies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/sable-vert-une-introduction-a-son-utilisation-dans-les-fonderies\/","title":{"rendered":"Sable vert: Une introduction \u00e0 son utilisation dans les fonderies"},"content":{"rendered":"\n

\n\tSable vert: introduction \u00e0 son utilisation en fonderie<\/b>\n\t<\/h1>\n

\n\tIntroduction au sable vert et aux moulages\n\t<\/h2>\n\t

Le sable vert est un m\u00e9lange compos\u00e9 utilis\u00e9 pour la coul\u00e9e de m\u00e9taux dans les applications de fonderie comme moule. Il n’est pas \u00ab vert \u00bb par couleur, mais prend le surnom en raison du fait qu’il n’est pas \u00ab r\u00e9gl\u00e9 \u00bb quand le m\u00e9tal est vers\u00e9 dedans, il est plut\u00f4t toujours dans l’\u00e9tat \u00ab vert \u00bb ou non. Le nom d\u00e9rive du bois vert, c’est-\u00e0-dire du bois contenant encore une grande quantit\u00e9 d’eau. Le sable vert est principalement compos\u00e9 de sable, d’argile, de boues, d’anthracite et d’eau. L’identit\u00e9 de la composante sable est cruciale. La coul\u00e9e de sable vert est une m\u00e9thode simple, fiable et largement utilis\u00e9e de coul\u00e9e des m\u00e9taux. Le sable vert ne doit pas \u00eatre confondu avec le sable vert, un type de gr\u00e8s de couleur verd\u00e2tre, qui n’est pas utilis\u00e9 dans les applications de fonderie.<\/p>\n\t\t\t\t\"moules\n

\n\tQu’est-ce que le sable vert?\n\t<\/h2>\n\t

Le sable vert est un m\u00e9lange contenant g\u00e9n\u00e9ralement du sable (75 \u00e0 85 par masse), de la bentonite ou de l’argile kaolinite (5 \u00e0 11, utilis\u00e9<comme liant), de l’eau (2 \u00e0 4), des boues (3 \u00e0 5, agissant principalement comme remplisseur) et de l’anthracite ( 1, comme additif carbon\u00e9). Le sable lui-m\u00eame est l’un des trois principaux types, selon le mat\u00e9riau de coul\u00e9e; \u00e0 base de silice, \u00e0 base de chromite ou \u00e0 base de zircon. Encore une fois, selon la nature du mat\u00e9riau de coul\u00e9e, d’autres compos\u00e9s inorganiques peuvent \u00eatre ajout\u00e9s(1). Comme la coul\u00e9e traite des m\u00e9taux et des alliages fondus \u00e0 haute temp\u00e9rature, une grande capacit\u00e9 de chaleur est essentielle. Le sable vert est avantageux en raison de sa nature poreuse, ce qui permet aux gaz produits dans le moule de s’\u00e9chapper.<\/p>\n

\n\tComment est-ce utilis\u00e9?\n\t<\/h2>\n\t

Le moulage des m\u00e9taux est un processus en six \u00e9tapes.<\/p>\n

    \n
  1. Un motif est plac\u00e9 dans le sable,<\/li>\n
  2. La forme du motif est incorpor\u00e9e dans le sable comme moisissure \u00e0 l’aide d’une fiole,<\/li>\n
  3. Le motif est supprim\u00e9,<\/li>\n
  4. Le moule est rempli de m\u00e9tal fondu,<\/li>\n
  5. Permis de refroidir\/solidifier,<\/li>\n
  6. Enfin, le moule est enlev\u00e9 en laissant la coul\u00e9e finie.<\/li>\n<\/ol>\n\t\t\t\t\"fonderie-chromesand\"\n\t

    Pendant le processus de coul\u00e9e, la chaleur latente du m\u00e9tal fondu gu\u00e9rit le moule in situ.<\/em> Le m\u00e9tal\/alliage fondu est vers\u00e9 dans le moule directement apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 compact\u00e9 en forme. Apr\u00e8s refroidissement de la coul\u00e9e, le moule peut \u00eatre enlev\u00e9(2). Les moules us\u00e9s sont g\u00e9n\u00e9ralement broy\u00e9s et r\u00e9utilis\u00e9s, surtout s’ils sont bas\u00e9s sur l’un des types de sable les plus chers, bien qu’il soit \u00e0 noter que les \u00c9tats-Unis et le Royaume-Uni envoient en moyenne 500 kg et 250 kg de sable \u00e0 la d\u00e9charge pour chaque tonne de m\u00e9tal coul\u00e9(1). Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que le sable de fonderie us\u00e9 peut \u00eatre r\u00e9utilis\u00e9 dans la production de b\u00e9ton(3). La coul\u00e9e de sable vert est utilis\u00e9e pour une grande vari\u00e9t\u00e9 d’applications de coul\u00e9e, de petits et d\u00e9taill\u00e9s, \u00e0 de grands moules jusqu’\u00e0 500 kg de taille.<\/p>\n

    \n\tAvantages par rapport \u00e0 d’autres mat\u00e9riaux et processus\n\t<\/h2>\n\t

    La coul\u00e9e de sable vert est une m\u00e9thode simple, \u00e9volutive et r\u00e9siliente pour la coul\u00e9e des m\u00e9taux. Le casting lui-m\u00eame est une technique mill\u00e9naire(4). Selon le choix du sable, le processus peut \u00eatre incroyablement peu co\u00fbteux, en particulier si la silice est la principale composante de sable en raison de son abondance. Les aspects de la coul\u00e9e tels que la finition de surface du produit peuvent \u00eatre facilement modul\u00e9s par la taille de mouture du composant de sable, qui peut \u00e9galement \u00eatre affect\u00e9e par l’ajout de \u00ab liants de c\u00e9r\u00e9ales \u00bb comme la dextrine et la m\u00e9lasse. En outre, l’ajout de ces additifs peut am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s de amovibilit\u00e9. L’oxyde de fer peut \u00eatre ajout\u00e9 au sable vert en petites quantit\u00e9s pour emp\u00eacher la p\u00e9n\u00e9tration du m\u00e9tal en raison de la fissuration du moule(5). Un inconv\u00e9nient notable de l’utilisation des sables de type silice comme principal composant de sable vert est le potentiel d’\u00e9vasion des particules de silice pendant le d\u00e9versement du m\u00e9tal, ce qui pourrait entra\u00eener une silicose pour les travailleurs de fonderie \u00e0 proximit\u00e9. Les moules de sable vert, \u00e0 petite \u00e9chelle, ont \u00e9t\u00e9 produits par des m\u00e9thodes d’impression 3D(6) avec des degr\u00e9s \u00e9lev\u00e9s de pr\u00e9cision et de succ\u00e8s.<\/p>\n\t\t\t\t\"travailleurs\n\t\t\t\t\"m\u00e9tal\n

    \n\tComposants sp\u00e9cialis\u00e9s du moulage au sable vert\n\t<\/h2>\n\t

    Comme nous l’avons mentionn\u00e9, diverses composantes du sable vert peuvent \u00eatre modifi\u00e9es, ou compos\u00e9s sp\u00e9cifiques<\/a><\/u> utilis\u00e9 pour fournir un r\u00e9sultat sp\u00e9cifique, ou pour fournir un sable vert qui convient le mieux \u00e0 un m\u00e9tal particulier \/ alliage, ou pour une meilleure performance environnementale dans le processus global de moulage du sable vert. Deux des changements les plus courants dans le moulage du sable vert sont l’utilisation d’un sable de type chromite, et en utilisant de la poussi\u00e8re de charbon (anthracite) dans le m\u00e9lange.<\/p>\n

    \n\tPoussi\u00e8re de charbon\n\t<\/h2>\n\t

    Poussi\u00e8re de charbon, ou anthracite<\/a><\/u>, devient rapidement un additif commun dans le processus de moulage de sable vert. Il s’agit d’un additif carbon\u00e9 qui, dans des conditions de fonderie, br\u00fble et oxyde. Historiquement, le principal additif dans la coul\u00e9e de sable vert, en tant que mat\u00e9riau carbon\u00e9, \u00e9tait le charbon bitumeux tr\u00e8s volatil, souvent appel\u00e9 charbon de mer. Le charbon bitumeux br\u00fble dans le moule au chauffage et lib\u00e8re des polluants dangereux comme le benz\u00e8ne, le xyl\u00e8ne et le tolu\u00e8ne. Il est imp\u00e9ratif que le charbon bitumeux soit remplac\u00e9 par un mat\u00e9riau carbon\u00e9 tout aussi performant, mais avec un profil moins dommageable pour l’environnement. Une \u00e9tude exp\u00e9rimentale a montr\u00e9 que, dans des conditions de laboratoire, les charbons anthracite et de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure de type lignite(7) \u00e9mettaient beaucoup moins de polluants dangereux que le charbon bitumeux(8), c’est pourquoi on peut dire que l’incorporation de poussi\u00e8re de charbon dans un la moisissure de sable vert est avantageuse d’un point de vue environnemental. Il est \u00e0 noter que l’industrie de la coul\u00e9e souhaite s’\u00e9loigner du charbon bitumeux en raison de sa faible performance environnementale (9) et moins de polluants dangereux signifient que moins de ressources doivent \u00eatre consacr\u00e9es au nettoyage global des gaz d’\u00e9chappement de la fonderie.<\/p>\n\t\t\t\t\"moule\n\t

    L’utilisation d’anthracite moulue diminue les d\u00e9fauts br\u00fbl\u00e9s, am\u00e9liore la finition \u00e0 la surface du produit et diminue la p\u00e9n\u00e9tration des m\u00e9taux. Son utilisation principale, cependant, est peut-\u00eatre d’emp\u00eacher le mouillage. Le mouillage est le processus par lequel le m\u00e9tal liquide \/ alliage colle aux particules de sable dans le moule de sable vert, les laissant pr\u00e9sents \u00e0 la surface du produit moul\u00e9. Alors que dans de nombreux cas, le polissage m\u00e9canique ou l’usinage suppl\u00e9mentaire du produit moul\u00e9 peut \u00eatre effectu\u00e9 pour enlever les sables errants, la pr\u00e9vention est mieux que gu\u00e9rir. La poussi\u00e8re de charbon fournit une m\u00e9thode efficace et peu co\u00fbteuse pour y parvenir.<\/p>\n\t

    Lorsque le moule est chauff\u00e9 par la pr\u00e9sence du m\u00e9tal fondu\/alliage, le charbon pr\u00e9sent se d\u00e9compose (br\u00fblures) et d\u00e9gage du dioxyde de carbone et une vari\u00e9t\u00e9 de compos\u00e9s organiques volatils. La production de ces gaz r\u00e9ducteurs inhibe la production d’oxyde de fer (dans les applications de coul\u00e9e de fer et d’acier) qui ont \u00e9t\u00e9 suppos\u00e9s comme un interm\u00e9diaire dans la production de \u00ab br\u00fblure s’il \u00bb – d\u00e9p\u00f4ts d’impuret\u00e9 \u00e0 la surface de la coul\u00e9e(10). En outre, en raison de l’environnement r\u00e9ducteur, une couche de carbone tr\u00e8s brillant est d\u00e9pos\u00e9e sur la surface du moule, offrant une barri\u00e8re r\u00e9fractaire entre le m\u00e9tal fondu et le sable, am\u00e9liorant ainsi la finition de surface(11) et rendant la coul\u00e9e plus facile \u00e0 enlever de la Moule.<\/p>\n\t\t\t\t\"poussi\u00e8re\n

    \n\tSables de type chrome\n\t<\/h2>\n\t

    Chromite<\/a><\/u> (FeCr2 (en)<\/sub> O4<\/sub>, oxyde de chrome de fer) est un mat\u00e9riau inorganique le plus couramment utilis\u00e9 comme minerai dans la production d’acier inoxydable; c’est le seul minerai de chrome. Comme mat\u00e9riau r\u00e9fractaire<\/a><\/u> sous forme de poudre\/granul\u00e9e, il est particuli\u00e8rement attrayant en raison de sa stabilit\u00e9 \u00e0 haute chaleur, b\u00e9n\u00e9ficiant d’un point de fusion de 2150 oC. En raison de son abondance relativement faible (par rapport \u00e0 la silice), c’est un sable plus cher. En tant que tel, la chromite n’est utilis\u00e9e que dans les applications n\u00e9cessitant des aciers en alliage de la plus haute qualit\u00e9, ou pour la fabrication de noyaux. La chromite a une faible expansion thermique et une conductivit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e (12).<\/p>\n

    Appr\u00e9ci\u00e9 pour son utilisation comme sable vert pour la production de moulages lourds, sectionn\u00e9s et ferreux, la chromite n’est pas facilement mouill\u00e9e et, contrairement \u00e0 la silice, est de nature basique (13). Il est particuli\u00e8rement utile dans la production d’acier \u00e0 haute teneur en mangan\u00e8se (acier Hadfield), car la silice n’offre pas les m\u00eames niveaux de r\u00e9sistance chimique(14). Il est \u00e9galement couramment utilis\u00e9 comme moule pour la coul\u00e9e d’aluminium.<\/p>\n

    Les moisissures de chromite peuvent \u00eatre difficiles \u00e0 r\u00e9cup\u00e9rer et \u00e0 r\u00e9utiliser en cas de pr\u00e9sence de quantit\u00e9s mod\u00e9r\u00e9es \u00e0 \u00e9lev\u00e9es de silice, car cela r\u00e9duit sa r\u00e9fractaire en cas de contamination de la chromite (15). En d\u00e9pit d’avoir des propri\u00e9t\u00e9s plus avantageuses par rapport \u00e0 la silice, la chromite est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 comme un \u00absable de face\u00bb pour les moules de silice. C’est-\u00e0-dire, lorsque le sable de silice est utilis\u00e9 pour la majeure partie du moule et la chromite est utilis\u00e9e \u00e0 l’interface du sable vert et du m\u00e9tal fondu (16).<\/p>\n

    La chromite de haute puret\u00e9 est pr\u00e9sente naturellement en Afrique du Sud (17). Il est \u00e0 noter que la chromite de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure – comme celle r\u00e9cup\u00e9r\u00e9e \u00e0 partir d’autres proc\u00e9d\u00e9s industriels – n’a pas les m\u00eames niveaux de robustesse thermom\u00e9canique et donc le sintering pendant le processus de coul\u00e9e peut \u00eatre observ\u00e9e (18).<\/p>\n\t\t\t\t\"m\u00e9tal\n\t\t\t\t\"produits\n

    \n\tSommaire\n\t<\/h2>\n\t
      \n
    • Le sable vert est un m\u00e9lange de mat\u00e9riaux utilis\u00e9s pour produire des moules pour la coul\u00e9e de m\u00e9taux<\/li>\n
    • Il est g\u00e9n\u00e9ralement compos\u00e9 de sable, d’argile, d’eau et d’autres additifs<\/li>\n
    • Le processus d’utilisation des moules de sable vert est r\u00e9silient, \u00e9volutif et fiable<\/li>\n
    • La silice est le sable le plus utilis\u00e9<\/li>\n
    • La chromite est un sable alternatif qui peut \u00eatre utilis\u00e9, en particulier pour tirer parti de ses propri\u00e9t\u00e9s thermiques sup\u00e9rieures et o\u00f9 la r\u00e9sistance chimique est n\u00e9cessaire<\/li>\n
    • La poussi\u00e8re de charbon (anthracite) est un additif dans le processus de coul\u00e9e de sable vert qui a un meilleur profil de performance environnementale que ce qu’elle remplace, et am\u00e9liore globalement le processus de coul\u00e9e en am\u00e9liorant la finition, en r\u00e9duisant les d\u00e9fauts br\u00fbl\u00e9s et en \u00e9liminant Mouillage<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"chrome_sand\"\n\t\t\t\t\"coal_dust\"\n\t

      R\u00e9f\u00e9rences:<\/strong><\/h3>\n

      1 S. Dalquist et T. Gutowski, Life cycle analysis of conventional manufacturing techniques: Sand casting<\/em> in 2004 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition<\/em>, 2004, Anaheim, \u00c9tats-Unis<\/p>\n

      2 M. C. Zanetti et S. Fiore, Ressources, Conservation et Recyclage<\/em>, 2003<\/strong>, 38, 3<\/p>\n

      3 Y. Gurey, et coll., Waste Management, 2010<\/strong>, 30, 1705<\/p>\n

      4 D.G. Mahto Casting and Casting Processes<\/em>, 2017<\/strong>, DOI: 10.2139\/ssrn.2776565<\/p>\n

      5 T. V. R. Rao, Metal Casting: Principles and Practice<\/em>, 2007, New Age International, New Delhi<\/p>\n

      6 T. Sivarupan et coll., J. Manuf. Proc.<\/em>, 2017<\/strong>, 29, 211<\/p>\n

      7 G. Thiel et S. R. Giese, Am. Foundry Soc. Trans., <\/em> 2005<\/strong>, 113, 471<\/p>\n

      8 J. Wang et F. S. Cannon, Study of pyrolysis of carbonaceous additives in green sand foundries <\/em>in Seattle: The International Carbon Conference, 2007, Seattle<\/em><\/p>\n

      9 V. S. LaFay et S.L. Neltner, Am. Foundry Soc. Trans., <\/em> 2004<\/strong>, 112, 671<\/p>\n

      10 F. S. Cannon et coll., Environ. Sci. Tech.<\/em>, 2007<\/strong>, 41, 2957<\/p>\n

      11 C. W. Booth et A. J. Clegg, Foundry Trade J.<\/em>, 1982<\/strong>, 152, 864<\/p>\n

      12 D. Weiss, in Fundamentals of Aluminium Metallurgy<\/em>, \u00e9d. R. N. Lumley, Woodhead Publishing, Melbourne, 2018, ch 5, pp 159-171<\/p>\n

      13 J. E. Kogel, N.C. Trivedi, J. M. Barker et S. T. Krukowski (\u00e9d.), Industrial Materials and Rocks, 7th ed.<\/em>, 2006, SME Press, Littleton, \u00c9tats-Unis<\/p>\n

      14 M. Holtzer et coll., Arc. Fonderie Eng<\/em>., 2013<\/strong>, 13, 39<\/p>\n

      15 J. Brown, Foseco Ferrous Handyman’s Handbook<\/em>, 11e \u00e9d.<\/em>, 2000, Butterworth-Heinemann, Oxford<\/p>\n

      16 J. Campbell, in Complete Casting Handbook<\/em>, \u00e9d. J. Campbell, Butterworth-Heinemann, Amsterdam, 2017, ch 15, pp 911-938<\/p>\n

      17 N. Koleli et A. Demin, in Environmental Materials and Waste<\/em>, M. N. V. Prasad et K. Shih (eds.), Academic Press, Londres, 2016, ch 11, pp 245-263<\/p>\n

      18 K. Stec et coll., Arc. Fonderie Eng<\/em>., 2017<\/strong>, 17, 107<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      Le sable vert est un m\u00e9lange compos\u00e9 utilis\u00e9 pour la coul\u00e9e de m\u00e9taux, le type de moulage le plus utilis\u00e9 dans les applications de four et de fonderie.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":24294,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_feature_clip_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[746,748],"tags":[],"class_list":["post-25237","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-fonderie-blog","category-refractaire-blog"],"yoast_head":"\nSable vert: Une introduction \u00e0 son utilisation dans les fonderies - African 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