Comment le métal en fusion est-il préparé dans un cubilot ?

Comment le métal en fusion est préparé dans le four à cubilot

Le moulage est un processus de fabrication utilisé dans les fonderies pour produire des composants métalliques à partir de métaux ferreux et non ferreux. Le moulage est l’un des processus de fabrication les plus importants parmi tous les processus. Le processus de coulée consiste à verser du métal en fusion dans les moules. Nous avons discuté de la façon dont les moules sont préparés avec du sable et des moules de moulage sous pression. Mais comment le métal en fusion est préparé dans le four à coupole pour être versé dans le moule en détail.

Comment le métal en fusion est préparé dans le four à cubilot

Différents types de fours

Comme vous le savez déjà, le processus de coulée consiste à verser du métal en fusion dans les moules. Pour préparer ce métal en fusion pour la coulée, le métal doit être chauffé au-dessus de son point de fusion. Le chauffage se fait dans un four. Selon le combustible utilisé, les fours peuvent être classés en plusieurs types. Considérons les 3 types de fours les plus courants.

  • Four électrique
  • Fournaise au mazout
  • Four à charbon

Lorsque le métal en fusion doit être exempt de toute impureté est nécessaire, nous utilisons les fours électriques. Habituellement, ces fours électriques sont coûteux et tout aussi coûteux à exploiter.

Dans les fours à mazout et à charbon, la flamme joue sur le métal chaud et le métal en fusion absorbe les impuretés en entrant en contact avec les flammes.

Habituellement, pour les métaux et alliages non ferreux, des fours à creuset à mazout sont utilisés. Le métal est placé dans de grands creusets en graphite et chauffé sur la surface extérieure des creusets afin que les flammes n’entrent pas en contact réel avec le métal.

Pour fondre la fonte, on utilise un cubilot. Discutons de la construction et de l’exploitation de ce four à coupole.

Coupole signifie Une forme de dôme rond sur le dessus.

Construction de cubilot

  • Le four à cubilot est l’un des moyens les plus économiques et les plus pratiques de fournir un approvisionnement en fonte fondue pour le processus de coulée.
  • Cupola utilise du coke comme combustible. Le coke est produit en chauffant du charbon vapeur ordinaire dans une atmosphère inerte.
  • Il donne une chaleur plus intense que le charbon.
  • La coupole est constituée d’une longue coque cylindrique en acier dont l’intérieur est revêtu de briques réfractaires réfractaires.
  • Il est érigé verticalement et repose sur de courts piliers à environ 0,85 mètre au-dessus du niveau du sol.
  • Le fond de la coupole est muni de portes en acier qui sont également doublées d’un matériau résistant au feu et recouvertes d’une couche de sable de bonne qualité.
Schéma de principe du four à coupole
Schéma de principe du four à coupole
  • À une hauteur appropriée, près du sommet de cette coque en acier, une ouverture est découpée, qui est utilisée pour charger le combustible et les matières premières dans le four.
  • Une boîte à vent, reliée à un ventilateur motorisé est prévue à une hauteur d’environ un mètre au-dessus des portes de fermeture inférieures.
  • A partir de cette boîte à vent, de petits passages d’air sont prévus dans la coque de la coupole pour l’alimentation en air pour faciliter la combustion du carburant.
  • Ces passages d’air sont appelés tuyères.
  • En bas, au-dessus de la porte, un bec verseur est prévu.
  • Le bec de taraudage sert à tarauder le métal en fusion et à environ 350 mm au-dessus du trou de taraudage, un autre trou appelé trou de scories est prévu à l’arrière de la coupole.
  • À travers ce trou de scories, les scories liquides peuvent être expulsées sous pression d’air.
  • L’espace cylindrique ménagé entre le trou de coulée et le trou de laitier est appelé puits de métal en fusion dans lequel le métal en fusion s’accumule entre deux coulées.

Fonctionnement du cubilot

  • Dans la coupole, la première opération consiste à réparer le doublage de la porte et ses abords puis à fermer les portes battantes.
  • Les portes sont bloquées afin qu’il n’y ait aucune possibilité de les ouvrir pendant le fonctionnement de la coupole.
  • Ensuite, le feu est allumé par le bas à l’aide de chiffons en bois et en kérosène.
  • Lorsque le feu brûle fortement, le coke est ajouté par la porte de chargement supérieure jusqu’à ce que la hauteur du lit de coke atteigne environ un demi-mètre au-dessus des tuyères.
  • Après que les tuyères sont partiellement ouvertes, la soufflerie d’air est mise en marche et des couches alternées de métal, de fondant (sous forme de morceaux de calcaire) et de coke sont chargées par le haut.
  • Ces couches alternées se déposent sur le lit de coke.
  • Lorsque la coupole est remplie jusqu’au niveau de la porte de chargement, les tuyères s’ouvrent complètement et le chauffage de la charge commence.
  • Le coke près des tuyères commence à brûler et le lit de coke devient intensément chaud.
  • Le métal dans les couches inférieures près du lit de coke commence à fondre.
  • Le calcaire se décompose en CaO et CO2.
  • L’oxyde de calcium réagit avec des impuretés comme la silice et d’autres oxydes formant des scories (CaSiO3 ).
  • Le laitier est plus léger et flotte sur la couche de métal en fusion.
Four coupole
Four coupole
  • En fin de compte, lorsqu’une quantité suffisante de métal a fondu, le laitier est soufflé en ouvrant le trou de laitier.
  • Le métal est ensuite taraudé en perforant le trou du robinet avec une longue tige d’acier avec une extrémité en forme de cône.
  • Le métal en fusion commencera à s’écouler dans la goulotte métallique et sera collecté dans des poches (seaux en acier à revêtement réfractaire auxquels de longues poignées sont soudées) et évacué pour être versé dans des moules.
  • Le trou du robinet est ensuite fermé en le bouchant avec un morceau d’argile réfractaire.
  • Les propriétés de la fonte s’améliorent avec l’ajout de petites quantités de ferromanganèse et de ferrosilicium.
  • Étant donné que la plupart du manganèse et du silicium sont déjà présents dans les ferrailles de fonte, la fonte brute et un peu de ferraille d’acier mince, qui forme la charge métallique déposée dans le cubilot, est oxydée et perdue, l’ajout de ferromanganèse et de ferrosilicium doit être fait au métal fondu dans les louches avant de couler.
  • Une fois la journée de travail terminée, du coke supplémentaire est chargé dans la coupole avec la dernière charge.
  • Une fois que tout le métal a fondu, le souffleur d’air est éteint et la porte inférieure de la coupole est ouverte.
  • Tout ce qui reste de coke non brûlé, etc., peut tomber au sol sous la porte de la coupole.
  • Cela est nécessaire, sinon les restes de coke, de laitier et de métal, etc. peuvent se regrouper en une seule masse, puis son élimination deviendra extrêmement difficile.
  • La taille d’une coupole est indiquée par son diamètre intérieur.

C’est ainsi que fonctionne Cupola Furnace.

Conclusion

Le four à cubilot est l’un des moyens les plus économiques et les plus pratiques de fournir un approvisionnement en fonte fondue pour le processus de coulée. Nous avons discuté de la construction et du fonctionnement des cubilots. Faites-nous savoir dans la section des commentaires quels sont les avantages et les inconvénients que vous connaissez du four à cubilot.