L’utilisation du sable de chromite sud-africain dans la fonderie d’acier est principalement due à son point de fusion élevé, à son excellente stabilité thermique et à sa résistance à la pénétration du métal. Voici une analyse de ses applications et avantages spécifiques :
1. Comme matériau de moulage
: réfractaire : le sable de chromite sud-africain a un point de fusion d’environ 1 900 °C, bien supérieur à la température de coulée de l’acier (généralement 1 500-1 600 °C). Il résiste efficacement aux températures élevées de l’acier en fusion et réduit le risque de frittage.
Faible dilatation thermique : son faible coefficient de dilatation à haute température réduit les fissures ou les déformations des pièces moulées causées par les contraintes thermiques, ce qui le rend particulièrement adapté aux grandes pièces moulées en acier.
Résistance à la pénétration du métal : sa surface dense empêche l’acier en fusion de pénétrer dans le moule en sable, réduisant ainsi les défauts d’adhérence du sable de surface et améliorant la finition de surface.
Applications : Couramment utilisé pour le ponçage de surface (la couche de surface qui entre en contact avec l’acier en fusion) dans les pièces moulées en acier, en particulier pour les pièces moulées en acier fortement allié et en acier inoxydable qui nécessitent une qualité de surface élevée.
2. Comme revêtement ou additif
: revêtement en poudre de minerai de chrome : le sable de minerai de chrome est broyé en poudre et mélangé à de l’eau ou de l’alcool pour créer un revêtement réfractaire. Ce revêtement est ensuite pulvérisé sur la surface des moules ou des noyaux en sable afin d’améliorer la résistance à la corrosion.
Utilisation mixte : Mélangé avec des matériaux tels que le sable de silice pour améliorer les performances réfractaires globales (par exemple, le sable de silice est peu coûteux mais manque de propriétés réfractaires ; le mélange peut équilibrer les performances et le coût).
3. Applications dans le moulage par précision
Renforcement de la coque du moule : Dans le moulage par précision, le sable de minerai de chrome peut être utilisé pour former une couche de renforcement de la coque du moule, améliorant ainsi la résistance à haute température et réduisant la déformation.
4. Exigences particulières du processus
Pièces moulées épaisses et de grande section : Pour les pièces moulées en acier à parois épaisses, le sable de minerai de chrome a un coefficient de stockage de chaleur élevé, ce qui favorise la solidification directionnelle et réduit les défauts de retrait.
Alliages actifs tels que l’acier à haute teneur en manganèse : le sable de minerai de chrome est chimiquement inerte, réduisant les réactions avec des éléments réactifs comme le manganèse et empêchant les inclusions d’oxyde sur la surface de la pièce moulée.
Avantages du sable de chromite sud-africain
Teneur élevée en fer et chrome (Cr₂O₃ ≥ 45%) : Offre une excellente résistance aux réfractaires et aux scories.
Faibles impuretés (par exemple, faible teneur en SiO₂ et Fe₂O₃) : Réduit les réactions chimiques avec l’acier en fusion et réduit le risque de porosité.
Richesse des ressources : L’Afrique du Sud est un important producteur mondial de minerai de chrome, avec un approvisionnement stable. Cependant, il convient de prêter attention à l’impact des politiques de protection de l’environnement sur les exportations.
Précautions :
Coût élevé : Généralement utilisé localement (par exemple, sable de parement) pour contrôler les coûts.
Contrôle de la poussière : le sable de chromite contient des traces de chrome trivalent, ce qui nécessite des mesures de contrôle de la poussière pendant le traitement (bien que faiblement toxique, l’inhalation à long terme est nocive).
Recyclage : Le sable recyclable peut être réutilisé grâce à la régénération, réduisant ainsi les émissions de sable usagé.
Exemple de processus typique :
moulage : le sable de face utilise du sable de minerai de chrome à 100 %, et le sable arrière utilise du sable de silice ou du sable récupéré.
Revêtement : pulvérisation de poudre de chromite avec revêtement à l’alcool, séchage, puis coulée.
Nettoyage : Une fois la pièce moulée refroidie, le sable de chromite se décolle facilement, réduisant ainsi le temps de nettoyage.
L’utilisation rationnelle du sable de chromite sud-africain peut améliorer considérablement le rendement, la qualité de surface et la précision dimensionnelle des pièces moulées en acier, en particulier dans le domaine de la coulée d’acier haut de gamme.
