Sable de chromite de fonderie pour vannes à bille hydroélectriques lourdes de grande taille.
Les grandes pièces moulées de vannes à boisseau sphérique pour centrales hydroélectriques sont des composants essentiels des grands groupes électrogènes. Ces pièces peuvent peser jusqu’à 100 tonnes et présenter une différence d’épaisseur de paroi supérieure à quatre fois entre leurs points d’épaisseur maximale et minimale. Ceci génère des contraintes importantes lors de la solidification, les rendant sujettes à la fissuration à chaud, aux retassures et à l’adhérence du sable. Pour ces grandes pièces moulées, l’utilisation de sable chromite de fonderie comme sable de noyau pour la résine alcali-phénolique, au lieu de sable de quartz, permet de prévenir efficacement les défauts d’adhérence du sable et facilite une solidification progressive lors du moulage.
Le sable chromiteux de fonderie offre les avantages suivants pour le moulage des vannes à bille/portes de générateurs hydroélectriques de grande puissance :
1. Forte résistance à l’adhérence du sable et à la pénétration du métal.
Les vannes hydroélectriques sont des pièces en acier moulé de grande taille et à parois épaisses, soumises à des températures élevées de l’acier en fusion, à des pressions statiques importantes et à un temps de chauffe prolongé. Le sable de chromite utilisé en fonderie présente une réfractarité élevée et des propriétés chimiques stables, ce qui lui confère une excellente résistance à la pénétration de l’acier en fusion et à l’adhérence du sable de frittage. Il en résulte une surface intérieure lisse de la pièce moulée et une réduction significative des opérations de meulage et de nettoyage ultérieures. À l’inverse, le sable de quartz est très sensible aux défauts d’adhérence et de pénétration du sable dans ces conditions.
2. Taux de dilatation thermique extrêmement faible, empêchant la fissuration du noyau et les veines de coulée.
Le sable de quartz se dilate considérablement à haute température, ce qui rend les noyaux de grande taille sujets à la fissuration et à la déformation lors du chauffage, entraînant l’apparition de veines, de bavures et d’écarts dimensionnels dans la pièce moulée. Le sable de chromite, quant à lui, possède un coefficient de dilatation thermique extrêmement faible, garantissant la stabilité du volume des noyaux à haute température et leur intégrité dans les cavités internes complexes, assurant ainsi la précision dimensionnelle de la pièce moulée de la vanne.
3. Excellent effet de refroidissement, réduisant les défauts de moulage internes.
Le sable de chromite possède une conductivité thermique bien supérieure à celle du sable de quartz, ce qui accélère la solidification directionnelle du métal en fusion dans les zones à parois épaisses. Ceci réduit efficacement les défauts tels que les retassures, la porosité et les fissures à chaud, aboutissant à une structure interne dense et uniforme qui répond aux exigences de haute pression et de haute fiabilité des vannes hydrauliques.
4. Excellente compatibilité avec la résine alcaline-phénolique, ce qui permet d’obtenir des performances stables au niveau du noyau de sable.
Le sable de chromite présente des propriétés de surface douces et une excellente compatibilité avec les liants à base de résines phénoliques alcalines. Les noyaux de sable obtenus répondent aux normes de résistance à température ambiante, à haute température et à l’écrasement, ont une longue durée de conservation et présentent des procédés de moulage et de fabrication de noyaux stables lors de la production en série, évitant ainsi des problèmes tels que la défaillance de la résine et le ramollissement du noyau de sable.
5. Forte stabilité thermique à haute température, adaptée aux processus de coulée à long terme.
Le moulage de grandes pièces implique des procédés longs, durant lesquels les noyaux de sable sont exposés à des rayonnements thermiques intenses pendant de longues périodes. Le sable de chromite, résistant à la chaleur et ne se ramollissant ni ne s’affaissant facilement, permet aux grands noyaux de sable monoblocs de conserver leur forme initiale, évitant ainsi la déformation des cavités internes et les variations d’épaisseur des parois, et garantissant que la structure interne de la vanne réponde aux exigences de conception.
6. Meilleure réutilisabilité et coûts de production globaux réduits.
Le sable de chromite est résistant à la chaleur et possède une haute résistance mécanique, ce qui lui confère un taux de recyclage supérieur à celui du sable de quartz. Bien que son prix d’achat soit plus élevé, le taux de rebut et le volume de retouches des pièces moulées sont considérablement réduits, la consommation de sable est diminuée et le coût de production global est plus avantageux.
7. Sécurité opérationnelle améliorée.
La chromite possède une teneur en silice libre extrêmement faible, ce qui réduit considérablement le risque de silicose pour les opérateurs de première ligne par rapport au sable de quartz, améliorant ainsi l’environnement de travail en atelier.
