Lors de la coulée, le laitier en fusion s'écoule dans la cavité du moule avec le métal en fusion, engendrant des défauts de fonderie appelés piqûres de laitier. En fonderie, de nombreuses pièces sont mises au rebut à cause de ces piqûres, qui constituent une cause majeure de rebut, notamment pour les composants hydrauliques de machines-outils de haute précision. Les piqûres de laitier proviennent de divers facteurs, tels que les conditions de fusion, les opérations de coulée, les procédés de moulage et la conception du système d'alimentation.

1. Mesures d'élimination des scories dans le processus de fusion

La fusion de la fonte génère une grande quantité de scories. Il est essentiel de séparer complètement le fer en fusion des scories avant que le fer ne pénètre dans la poche de coulée. La présence de scories dans la poche augmente le risque d'écoulement dans la cavité, et leur remontée à l'intérieur de la poche abaisse la température du fer en fusion. Par conséquent, l'élimination régulière des scories pendant la fusion est cruciale.

Dans les cubilots, un laitier visqueux se forme à partir de cendres de coke, de grains de sable et de résidus de revêtement réfractaire. Ce laitier est difficile à évacuer. Un fondant calcaire approprié doit être ajouté lors de la fusion. Le calcaire se décompose en oxyde de calcium sous l'effet de la haute température et réagit avec le laitier du four pour former un laitier à bas point de fusion. Ce laitier s'écoule dans l'avant-creuset avec le fer en fusion et se stratifie selon sa densité : le fer en fusion se trouve au fond et le laitier flotte à la surface. Il est important d'ouvrir régulièrement la vanne d'évacuation du laitier de l'avant-creuset pour permettre la séparation du fer et du laitier. Un fondant insuffisant entraîne la formation d'un laitier épais qui ne s'écoule pas correctement.

Il est essentiel d'augmenter correctement la température du fer en fusion. Une température trop basse rend le laitier visqueux et difficile à évacuer, et augmente également la résistance à la remontée des fines particules de laitier en suspension, ce qui entrave leur élimination efficace.

2. Élimination des scories avant et pendant la coulée

Lors du transfert du fer en fusion depuis le creuset, une certaine quantité de scories s'écoule inévitablement dans la poche de coulée. Un écrémage complet des scories présentes dans la poche est nécessaire avant la coulée afin d'éviter la formation de trous de scories.

Pulvérisez uniformément un coagulant à scories sur la surface du fer en fusion dans la poche de coulée afin de lier les scories flottantes et faciliter leur élimination à l'aide de barres de fer. Parmi les coagulants à scories couramment utilisés, on trouve la perlite et les cendres volcaniques ; la perlite offre les meilleurs résultats. Les cendres de balle de riz permettent de maintenir le fer en fusion à température, mais leur capacité à retenir les scories est faible ; quant au sable sec, il est pratiquement inefficace.

Affectez des ouvriers spécialisés à l'obturation des scories flottantes à l'aide de bouchons anti-scories pendant la coulée. Évitez toute interruption de la coulée, car cela pourrait empêcher le remplissage complet du canal de coulée, endommager le système de retenue des scories et permettre aux scories retenues dans le godet de coulée de pénétrer dans la cavité et d'y former des défauts.

3. Prévention des scories lors des opérations de moulage

Les scories visibles peuvent être bloquées manuellement, tandis que les scories fines invisibles doivent être piégées par des systèmes d'alimentation bien conçus.

• Optimiser la conception du gobelet doseur pour éviter les vortex de liquide et retenir les scories flottantes à l'intérieur du gobelet.

• Normaliser la forme des sections transversales des canaux d'alimentation et des goulottes. La fonction principale des goulottes est la rétention des scories. Les goulottes adoptent des sections trapézoïdales hautes ou à sommet arrondi, permettant aux scories de remonter et de rester dans la partie supérieure tandis que le fer en fusion propre s'écoule dans la cavité par le bas. Les canaux d'alimentation trapézoïdaux plats réduisent la zone d'aspiration et renforcent la rétention des scories.

• Maintenez une distance suffisante entre la première rangée d'orifices d'entrée et le canal de coulée pour laisser suffisamment de temps aux fines scories pour remonter à la surface.

4. Systèmes de vannes spéciaux pour une élimination améliorée des scories

Les systèmes d'alimentation classiques ont une capacité de séparation des scories limitée. Des structures spécialisées sont adoptées pour les pièces moulées soumises à des exigences de qualité strictes.

• Les canaux à faible débit sont largement utilisés pour la production en série de pièces moulées importantes de taille moyenne et petite ; les canaux à débit réduit sont utilisés pour les produits nécessitant une forte exclusion de scories.

• Des pièges à scories centrifuges sont installés entre les canaux de coulée et les entrées de coulée pour les pièces de fonderie clés de grande et moyenne taille. La fonte en fusion s'écoule tangentiellement dans le piège et forme un flux tourbillonnaire. Sous l'effet de la force centrifuge et de la poussée d'Archimède, les scories s'accumulent au centre supérieur, assurant ainsi une excellente évacuation.

• Intégrer des pièges à scories centrifuges aux colonnes montantes pour les petites pièces moulées à parois épaisses de haute qualité afin d'assurer à la fois l'alimentation et l'élimination des scories, améliorant ainsi le rendement du processus.

Mettre en œuvre un système de coulée du laitier efficace en temps opportun lors de la fusion, un écrémage complet du laitier avant la coulée, un blocage efficace du laitier pendant la coulée et une conception rationnelle du système d'alimentation et de masselottes. Contrôler rigoureusement chaque étape du processus afin d'empêcher le laitier en fusion de pénétrer dans les cavités du moule et d'éliminer définitivement les défauts de porosité.