"Procédé pour l'extraction de matières de moulage liées au silicate à partir d'un moule rempli de fonte"
Dans la fabrication de moules et de noyaux pour la coulée
de matières métalliques telles que fonte de fer, acier au creuset,
métaux légers, bronzes, etc., on utilise fréquemment une matière de moulage qui contient du sable et un liant au silicate, ordinairement
un verre soluble. Le silicate peut notamment être durci à l'aide
d'un ester organique, comme-par exemple la triacétine, qui est mélangé dans la matière de moulage, ou avec- de l'anhydride carbonique
qu'on fait passer à travers les noyaux ou moules finis. Le. durcis- <EMI ID=1.1>
grains.de' sable, et il-\se déroule ordinairement à la' température ambiante. En cas d'application d'un durcissement avec un ester, on commence d'habitude par mélanger le sable et l'ester, puis' on ajoute le silicate.au mélange de sable et d'ester. Immédiatement après avoir incorporé le silicate, on -façonne la matière de moulage. Le- modèle peut être décoché le plus souvent au bout de 15 à 30 mn, alors que.la coulée n'est possible qu'au bout de quelques heures.
Il e.st généralement reconnu que le problème, avec les matières de moulage liées au silicate, tient à leurs mauvaises caractéristiques de décomposition, ce qui rend nécessaire une opération délicate de décochage de la matière de moulage durcie par des moyens mécaniques, par exemple avec un vibreur ou même un marteau frappeur, pour dégager la pièce coulée.* Le décochage est une opération manuelle pénible dans un milieu poussiéreux et bruyant. Les résidus de moule, qui se composent d'agglomérats de sable de différentes grosseurs liés par le silicate et le fer d'armature, sont transportés au parc à ferraille ou sont soumis à une régénération dans une installation spéciale..
On sait que les propriétés de décomposition de matières de moulage liées au silicate peuvent être améliorées si l'on ajoute à ces matières différentes substances organiques, telles que sucre, dextrine, amidons, farine de bois et poudre de charbon.
Toutefois, l'amélioration des propriétés de décomposition que l'onpeut obtenir par les adjuvants mentionnés est bien loin de résoudre le problème du décochage. Même en cas d'emploi de ces adjuvants, on est obligé d'appliquer des procédés mécaniques.
D'après la présente invention, il s'est révélé possible d'éviter, pour le décochage de matières de moulage liées au silicate, les procédés mécaniques et, par suite, les difficultés et incommodités qui s'y rattachent. Le décochage des'matières de mou-lage et le dégagement d'une pièce coulée de haute qualité peuvent s'en trouver radicalement facilités. En même temps, le procédé de l'invention- offre cet avantage qu'il rend possible, par des méthodes simples, une'régénération des matières de moulage utilisées, de sorte qu'elles peuvent resservir pour la confection de nouveaux moules et noyaux.
En termes plus précis, la présente invention concerne un procédé pour extraire une matière de moulage liée au silicate d'un moule empli de fonte, c'est-à-dire d'un moule contenant une pièce coulée* éventuel-lement muni d'un noyau, procédé qui est caractérisé par le fait que le moule empli de fonte est soumis à l'action d'une solution aqueuse d'une substance alcaline pour décomposer le liant de silicate.
Pour exposer le moule empli de fonte à l'action d'une solution aqueuse alcaline, on peut, entre autres, le plonger dans un bain de cette solution ou encore appliquer la solution aqueuse alcaline par arrosage ou pulvérisation. Dans de nombreux cas, l'arrosage ou la pulvérisation est préférable à l'immersion, car on peut, en appliquant ces techniques, évacuer progressivement la matière
de moulage au fur et à mesure-qu'elle est détachée de la surface
du moule, si bien que la matière de moulage sous-jacente est accessible à la solution aqueuse alcaline qui peut agir sur elle avec plus d'efficacité. S'agissant en particulier du décochage de noyaux, la méthode de la pulvérisation peut être précieuse, du fait que l'évacuation du sable est ordinairement plus difficile pour ces noyaux. Pour la pulvérisation, une pression de l.à 50 atm de la solution aqueuse est appropriée: Si l'on veut mettre à nu en même temps une surface métallique propre sur la pièce coulée, il est nécessaire d'appliquer une pression plus élevée, par exemple de
50 à 300 atm. Pour des raisons économiques, après que la solution aqueuse a été utilisée pour traiter par arrosage.ou pulvérisation le moule empli de fonte, puis séparée du sable dissous, elle peut <EMI ID=2.1>
être recyclée dans l'installation de décochage, pour être utilisée pour l'arrosage ou la pulvérisation de nouveaux moules emplis de fonte .
Le moule fait de matière de moulage liée au silicate peut être fabriqué de manière classique. C'est ainsi que la matière de moulage peut être préparée à- partir de sable quartzeux non absor- bant, de sable de chromite, de sable d'olivine ou d'un autre sable utilisé en fonderie. En tant que liant pour le sable, on préférera le verre s.oluble, mais il est également possible d'utiliser d'autres silicates solubles dans l'eau. La proportion.de silicate qui est ajoutée lors de la préparation de la matière de moulage est opportunément de l'ordre de 0,5 à 5 % du poids du sable. Le silicate est ajouté ordinairement sous forme d'une solution aqueuse. Il n'entre pas d'eau dans le calcul de la proportion de silicate mentionnée ci-dessus.
Le durcissement peut être mené de la manière traditionnelle : un durcissement à l'anhydride carbonique et aux esters organiques est particulièrement intéressant, mais on peut appliquer aussi un durcissement avec des substances incorporées dans la matière de moulage autres que des esters organiques, notamment des acides, des ciments, le bisilicate. de calcium ou le silicium. Les esters que l'on utilise fréquemment comme durcissants sont des mélanges de diacétine (diacétate de glycéryle) et de triacétine (triacétate de glycéryle) ou des mélanges de diacétine et
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sont déterminés d'après les temps de durcissement voulus. Les esters mentionnés peuvent êtra également utilisés isolément. D'autres esters sont aussi envisageables, notamment des acétates de ..ycol. La proportion d'ester qui est ajoutée au sable lors de la préparation de la matière de moulage est opportunément comprise <EMI ID=4.1>
moule, en vue du durcissement avec un ester, on peut procéder au mélange des constituants par exemple dans un malaxeur, à vis travaillant en continu; dans ce cas, comme on l'a déjà indiqué, on mélange ordinairement le sable et l'ester avant d'ajouter le silicate. Pour confectionner le moule, on-peut notamment faire couler la matière de moulage sur le modèle après y avoir incorporé le silicate, le modèle étant opportunément vibré ou damé.-Après que le �oule a pu durcir pendant 15 à 30 mn, on peut extraire le modèle. A la suite d'un nouveau durcissement de quelques heures, les parties supérieure et inférieure du moule sont réunies. Le plus souvent, la coulée est effectuée au plus tôt au bout de 6 h. La coulée peut s'effectuer par exemple à partir d'une poche à vidage par le fond. Les
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de la pièce coulée, le moule empli de fonte est traité par la solution aqueuse alcaline, conformément à la présente invention.
La solution aqueuse alcaline peut être préparée par dissolution d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de potassium et/ou -d'un autre hydroxyde de métal alcalin et/ou d'ammoniac dans l'eau. Il va
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sont énumérées ci-dessus, pourvu qu'elles donnent des solutions aqueuses ayant une alcalinité suffisante. Le pH de la solution aqueuse est opportunément de 12 au moins et, de préférence, de 13 au moins . Si- l'on utilise un hydroxyde de métal alcalin pour obte-
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de métal alcalin s'élève au moins à 0,4 % du poids total d'hydro-
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Une élévation de la température de la solution aqueuse favorise de façon spectaculaire la décomposition. En particulier dans le cas où l'on rencontre des problèmes pour rompre la matière de moulage qui est placée au voisinage de la pièce coulée et, par suite, est exposée à la plus forte chaleur, il peut être important d'élever la température de la solution aqueuse. Si de semblables problèmes existent, il est également conseillé d'adopter une forte teneur d'hydroxyde de métal alcalin dans la solution aqueuse. La température de la solution aqueuse s'élève opportunément à 40[deg.]C au minimum et, au mieux, à 100[deg.]C au maximum, de préférence entre
50 et 80[deg.]C. Normalement, le traitement est_effectué sous la pression atmosphérique pendant une durée comprise entre 1 mn et 1 h.
Après que les pièces coulées ont été débarrassées de la
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çage .
La matière de moulage rompue et détachée, sous forme de sable souillé d'hydroxyde de métal alcalin, peut être nettoyée par lavage répété à l'eau, puis séchée et mise en oeuvre pour la préparation d'une nouvelle matière de moulage, c'est-à-dire que la matière de moulage peut être réutilisée. En cas d'emploi de durcissants à base d'esters, on procède comme décrit précédemment, c'est-à-dire qu'on incorpore dans la matière de moulage purifiée, 'tout d'abord l'ester, puis le verre soluble ou un autre liant au silicate. Après quoi, cette matière est prête pour la fabrication de nouveaux moules.
Des exemples de réalisation de. l'invention sont décrits ci-après...
Exemple 1-
Une matière de moulage est préparée à partir d'un sable
<EMI ID=15.1> port au sable) d'un durcissant à base d'ester, se composant d'un mélange en parties égales de'diacétine et de triacétine, puis 4 % en poids (par rapport au sable) d'un verre soluble qui contient
40 % en poids de silicate et 60 % en poids d'eau. Après avoir confectionné une lingotière et y avoir coulé de l'acier au creuset selon le mode traditionnel, il faut laisser refroidir le moule empli de fonte jusqu'à ce que la pièce coulée ait une température comprise entre 200[deg.]C et 500[deg.]C. Puis on l'immerge dans un bain chaud à 55-60[deg.]C qui est constitué par une solution à 3 % d'hydroxyde de sodium. Au bout de 5 mn environ, la matière à mouler est rompue
(elle se détache en morceaux) et la pièce coulée est dégagée.
Exemple 2
Un moule empli de fonte est fabriqué de la manière décrite dans l'exemple 1. Puis il est arrosé avec une solution à 3 % d'hydroxyde de sodium chauffée à 55-60[deg.]C. Au bout de quelques minutes, la matière à mouler est rompue et la pièce coulée est dégagée .
Exemple 3
Une lingotière-bouteille est fabriquée de la manière décrite dans l'exemple 1 à partir de la même matière de moulage. Le moule empli de fonte est plongé-dans un bain alcalin du même type que celui qui a été défini dans l'Exemple 1. Dans ce cas également, .la matière de moulage est rapidement rompue et la pièce de fonte est mise à nu. Du fait que la matière de moulage se trouve dans une bouteille, la rupture et la mise à nu demandent toutefois-un peu plus de temps que dans le cas de la li ngotière.
Exemple 4
Une lingotière-bouteille emplie de fonte est fabriquée de la manière décrite dans l'exemple 3. Une solution aqueuse alcaline du genre défini dans l'exemple 1 est pulvérisée sur le moule empli <EMI ID=16.1>
la matière de moulage est rompue et la pièce coulée est rapidement dégagée.
Exemple 5
La matière de'moulage qui a été rompue de la manière décrite dans l'un des exemples 1 à 4 ruisselle dans un récipient qui est empli d'eau et qui est alimenté de manière continue en eau par
un dispositif injecteur au fond du récipient. Grâce à-cette adduction d'eau, on-obtient une turbulence dans le bain et une circulation continue de l'eau. L'eau quitte le récipient par un écoulement au niveau du bord. Dans ces conditions, le sable est lavé lors de son passage à travers l'eau. La fraction fine de la matière de moulage quitte le récipient par l'écoulement situé au bord. Le traitement est mené de sorte que le pH de l'eau soit maintenu au-. dessous de 10. Après l'achèvement du lavage., le sable est extrait du récipient et séché dans un séchoir à sable. Pour être réutilisé, le sable régénéré de cette manière est mélangé, tout d'abord de 0,4 % en poids (par rapport au sable) de durcissant à base d'ester, composé départies égales de diacétine et de triacétine, puis de
4 % en poids (par rapport au sable) d'un verre soluble qui contient
40 % en poids de silicate et 60 % en poids d'eau. La matière de
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après quoi le modèle.est extrait. Après une'période de durcissement
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présente de belles surfaces, et on n'observe aucune tendance à l'inclusion de métal.
Le procédé selon la présente invention est applicable pour le décochage et pour la régénération de matières de moulage liées au silicate pour-différentes sortes de fonte, comme par exemple -la fonte de fer, l'acier au creuset, des métaux légers, des bronzes, etc. En adoptant le procédé de l'invention, on obtient. des <EMI ID=19.1>
creuset.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour l'extraction de matières de moulage-liées au silicate d'un moule rempli de fonte, caractérisé en ce que le moule rempli de fonte est soumis à l'action d''une solution aqueuse d'une substance alcaline afin de décomposer le liant au silicate et de dégager des grains de la matière de moulage.