Des tuyaux d'écoulement bien conçus associés à des plaques flottantes assurent un transfert précis et à faible turbulence de l'aluminium en fusion, protègent les médias de dégazage et de filtration en aval, réduisent l'entraînement d'oxyde et la fréquence d'écrémage, et augmentent le rendement du premier passage ; lorsque les tuyaux d'écoulement ADtech (à revêtement réfractaire et à faible mouillage) sont associés à des plaques flottantes correctement dimensionnées (chicanes stabilisant la surface), les fonderies obtiennent des courbes de coulée répétables, une durée de vie plus longue des filtres et des réductions mesurables des rebuts et des travaux de finition.

Vue d'ensemble du produit et de l'application prévue

Les tuyaux d'écoulement et les plaques de flottaison sont des composants complémentaires utilisés dans les laveurs, les auges, les lignes de transfert et les becs verseurs pour contrôler le mouvement du métal en fusion et le comportement de la surface avant le dégazage, la filtration et le remplissage du moule. Le tuyau d'écoulement est le canal ou la buse qui achemine le métal dans un laveur, une auge ou un récepteur. La plaque flottante est une plaque réfractaire passive ou guidée qui se trouve à la surface ou près de la surface de la matière en fusion pour modérer l'impact du jet, piéger les scories flottantes et stabiliser le flux de surface. Ensemble, ils forment un sous-système peu coûteux et à fort impact pour toute ligne de coulée d'aluminium axée sur la propreté et le remplissage reproductible.

Pourquoi ces composants sont-ils importants pour la qualité du moulage ?

• Ils réduisent la vitesse des jets locaux qui, sinon, érodent les filtres et réentraînent les oxydes.

• Ils produisent des conditions de surface plus calmes, de sorte que les scories flottantes peuvent remonter et être écumées plus efficacement.

• Ils permettent des fenêtres de hauteur de coulée plus étroites en stabilisant l'écoulement, ce qui profite aux pièces à parois minces et aux pièces moulées de précision.

• Ils contribuent à protéger les unités de dégazage en aval en modérant les conditions d'afflux.

Ces avantages se combinent pour réduire les rebuts, diminuer les reprises d'usinage et prolonger la durée de vie des consommables tels que les filtres et les têtes de rotor.

Spécification de la plaque flottante du tuyau d'écoulement :

Caractéristiques et avantages principaux de la conception ADtech

• Revêtement réfractaire à haute teneur en silicium sur les tuyaux d'écoulement assure l'anti-mouillage, la stabilité chimique et une faible adhérence.

• Géométrie optimisée de la buse (profils coniques, à lèvre et à chanfrein) afin de minimiser les éclaboussures et de réduire l'érosion.

• Variantes de plaques flottantesLes plaques de la série "B" sont les suivantes : plaque à jupe flottante, plaque flottante étanche et plaque à fente guidée pour les différents besoins de l'atelier.

• Revêtements anti-mouillage disponibles, y compris des traitements à base de nitrure de bore pour le travail d'alliages très propres.

• Montage modulaire pour permettre un retrait rapide en vue d'une inspection ou d'un remplacement sans arrêt complet de la blanchisserie.

• Instruments en optionLes systèmes de contrôle de la température et du comportement de la surface : ports de thermocouple et découpes de détection de niveau pour surveiller le comportement et la température de la surface.

Fonctionnement du tuyau d'écoulement, principes hydrauliques et métallurgiques

Le tuyau d'écoulement contrôle le profil de vitesse et la rupture du jet lorsque le métal en fusion quitte une poche de coulée, un laveur ou une goulotte. Les éléments clés qui déterminent les performances sont le diamètre de décharge, la géométrie de la lèvre, la mouillabilité de la face de la buse et la hauteur de coulée relative. Un écoulement contrôlé minimise les tourbillons et réduit l'entraînement de gaz. Un tuyau d'écoulement correctement profilé forme un jet cohérent à faible pulvérisation qui, lorsqu'il est associé à une plaque flottante, se transforme en un écoulement superficiel doux qui préserve la propreté de la matière fondue.

Fonctionnement de la plaque flottante, stabilisation de la surface et traitement des crasses

Les plaques flottantes agissent à l'interface air-métal. Mécanismes typiques :

• Ils interceptent le jet ou le courant entrant pour répandre et diffuser l'énergie horizontalement.

• Une plaque flottante ou semi-flottante forme un bassin calme en aval où les oxydes légers montent et s'accumulent.

• Les plaques de flotteur fendues ou crantées peuvent mesurer le débit et maintenir une tête stable pour protéger les filtres.

Les plaques flottantes peuvent être flottantes (reposant sur la surface de la matière fondue), soutenues par les bords ou guidées dans un cadre de montage. Le choix dépend de l'accès au procédé, des objectifs de propreté et des contraintes de maintenance.

Configurations typiques et guide de sélection

Tableau 1 : Styles de composants et applications courantes

Le choix doit être guidé par la masse et la hauteur de la coulée, l'alliage et la géométrie de l'équipement en aval.

Matériaux, revêtements et notes de fabrication

• Matériaux à face chaudeLes produits moulés à haute teneur en silicium, l'alumine dense et les produits moulés renforcés au SiC sont courants. Chacune offre un compromis entre le coût, la tolérance aux chocs thermiques et la résistance à l'érosion.

• RevêtementsLes revêtements exclusifs à base de nitrure de bore et non mouillants réduisent l'adhérence du métal et l'accumulation de crasse sur la face du composant. Les revêtements doivent être réappliqués périodiquement en fonction de l'utilisation.

• Tolérances de fabricationLa concentricité et la finition des lèvres sont importantes ; des lèvres mal finies augmentent les turbulences et l'érosion. Un usinage de précision et une cuisson contrôlée améliorent la durée de vie.

Recommandations pour l'installation et le préchauffage

1. Préchauffer progressivement les composants aux températures spécifiées afin d'éliminer l'humidité et d'éviter les chocs thermiques (la rampe typique dépend de la masse et du matériau).

2. Monter les tuyaux d'écoulement en utilisant des sièges de précision et des joints à haute température pour éviter les dérivations.

3. Installer les plaques de flottaison avec la liberté de mouvement prévue et assurer l'accès à l'écumoire près de la poche de décantation.

4. Enregistrer les courbes de coulée initiales et définir les mesures de base de la perte de charge et de la température. Ces données serviront de référence lors de la mise en service.

Maintenance et gestion du cycle de vie

Tableau 2 : Calendrier d'entretien recommandé

Conserver des plaques de flotteur de rechange et un tuyau d'écoulement de rechange par station critique pour un remplacement rapide.

Matrice de dépannage

Tableau 3 : Symptômes, causes et actions correctives

Documenter chaque événement à l'aide de paramètres pour trouver les causes profondes.

Intégration aux systèmes de dégazage, de filtration et de coulée

Séquence d'entraînement à la fusion selon les meilleures pratiques pour protéger les actifs en aval :

1. Décharge de la louche/du four par le tuyau d'écoulement.

2. La plaque flottante crée une poche de calme et permet l'écrémage.

3. Le dégazeur (à rotor ou sous vide) traite l'hydrogène dissous.

4. L'unité de filtration (mousse, plaque, cartouche) polit les inclusions avant le remplissage du moule.

Une disposition spatiale et une synchronisation appropriées réduisent la charge du filtre et augmentent la durée de vie des composants.

Mesures de performance et vérification

Mesurer l'impact des composants à l'aide de :

• Essai de pression réduite (RPT) avant et après l'installation.

• Comptage des inclusions et distribution des tailles à partir de pièces coulées sectionnées.

• Des enregistrements de la perte de charge et du taux d'écoulement pour évaluer la résistance hydraulique.

• Notation visuelle de l'état de surface et des taux de rebut de l'usinage.

Utiliser les diagrammes SPC pour surveiller les tendances et déclencher la maintenance préventive.

Justification économique et modélisation du retour sur investissement

Les facteurs de valeur comprennent la prolongation de la durée de vie des filtres, la diminution des déchets, la réduction de la main-d'œuvre de finition et la diminution des arrêts d'urgence.

Tableau 4 : Exemple de retour sur investissement

Lancer un projet pilote pour recueillir des données spécifiques à l'usine afin d'obtenir un retour sur investissement précis.

Considérations relatives à la sécurité, à l'environnement et à la réglementation

• Préchauffer pour éliminer l'humidité et éviter les incidents dus à la vapeur.

• Gérer les crasses écrémées conformément aux réglementations environnementales locales ; de nombreuses crasses écrémées contiennent de l'aluminium récupérable.

• Utiliser un système d'extraction des fumées pendant l'écrémage et lorsque des composants sont exposés.

• Veiller à ce que les opérateurs utilisent un EPI complet pour les métaux en fusion et suivent des procédures de verrouillage pour tout assemblage de plaque flottante en mouvement.

Exemples de conception et liste de contrôle des spécifications techniques

Tableau 5 : Exemple de spécifications techniques

Modèles de plaques flottantes et conseils de sélection

• Disque flottantLes systèmes d'alimentation en eau sont simples, peu coûteux et faciles à remplacer. Idéal pour les petites coulées et les lignes pilotes.

• Plaque fendue guidée: maintient un écart calibré et assure un contrôle prévisible de la tête pour les lignes automatiques.

• Plaque d'écartement perforéeLe système de gestion des déchets de l'entreprise : lorsqu'un écoulement lent et réparti est nécessaire pour protéger les filtres sensibles.

• Plaque intégrée à l'écumeurL'écumoire : incorpore des encoches ou des crochets pour guider l'écumoire et accélérer l'élimination de l'écume de surface.

Choisissez le style en fonction de la cadence de coulée, de l'accès pour l'écrémage et de la précision de dosage requise.

FAQ

1. Quelle est la principale différence entre un tuyau d'écoulement et une plaque flottante ?
   Le tuyau d'écoulement forme la buse qui délivre le métal en fusion, en contrôlant la forme et la vitesse du jet. La plaque flottante se trouve près de la surface pour stabiliser le flux et capturer les scories flottantes avant le traitement en aval.

2. Les plaques flottantes doivent-elles être préchauffées ?
   Oui. Le préchauffage évite les chocs thermiques et réduit le risque de fissuration lorsque la plaque entre pour la première fois en contact avec le métal en fusion.

3. À quelle fréquence dois-je inspecter ou remplacer une plaque à flotteur ?
   Inspecter chaque jour ou chaque équipe pour vérifier l'absence d'accumulation. Remplacer lorsque l'usure ou la dégradation du revêtement affecte la flottabilité ou lorsque l'épaisseur de la plaque est inférieure au minimum recommandé.

4. Une plaque flottante peut-elle être installée sur une machine à laver existante ?
   Dans de nombreux cas, oui. ADtech propose des supports modulaires de plaques flottantes conçus pour être boulonnés dans les auges existantes avec un minimum de modifications structurelles.

5. Quel est le meilleur matériau pour les conduites d'écoulement dans les lignes d'alliage corrosif ?
   Les revêtements en alumine dense ou renforcés au SiC offrent une résistance supérieure à l'érosion dans les lignes exposées à des fondus abrasifs ou chargés de flux.

6. Une plaque flottante empêchera-t-elle complètement le colmatage du filtre ?
   Non. Une plaque flottante réduit la charge en éliminant les scories flottantes et en calmant le flux, mais un dégazage et une filtration appropriés restent essentiels.

7. Comment dimensionner une plaque flottante pour ma machine à laver ?
   Adapter le diamètre de la plaque et la géométrie des fentes à la vitesse de déversement et à la section transversale du bassin. Commencez par une plaque qui couvre 60 à 80 % de la largeur du bassin et faites des essais sur le site.

8. Les revêtements anti-mouillage sont-ils nécessaires ?
   Ils améliorent les performances et réduisent la maintenance dans les lignes d'alliage à haute propreté ou collantes. Les revêtements s'usent et doivent être réappliqués conformément aux pratiques de l'atelier.

9. Quels sont les instruments qui permettent de contrôler ces composants ?
   Des thermocouples pour la surveillance de la température et des capteurs de niveau simples pour confirmer la stabilité des conditions de surface sont utiles. Les registres de pression différentielle et de débit fournissent des preuves indirectes de l'amélioration des conditions.

10. Quelle documentation les fournisseurs doivent-ils fournir ?
    Fournir les certificats des matériaux, les cycles de préchauffage recommandés, les dessins CAO pour le montage, les données d'essai montrant les améliorations du RPT ou de l'inclusion, et une liste de pièces de rechange.