Un cône de coulée ADtech correctement spécifié scelle et mesure de manière fiable les sorties d'aluminium fondu, empêche l'entraînement de scories, réduit les pertes thermiques et rend les opérations de coulée plus sûres et plus reproductibles. Utilisé avec un matériel d'assise et une pratique de préchauffage corrects, cet élément réfractaire façonné améliore la durée de vie du filtre en aval et le rendement de la coulée tout en gardant une maintenance simple et prévisible.

Présentation du produit et utilisations prévues

Un cône de coulée est un insert réfractaire façonné utilisé pour boucher ou sceller temporairement un trou de coulée, une buse ou une sortie pendant les opérations de fusion, de maintien et de transfert de l'aluminium. Il fournit une isolation thermique au niveau de l'ouverture, empêche le laitier et les films d'oxyde de pénétrer dans le flux, et permet une ouverture contrôlée ou un nouveau scellement pour les coulées. Les emplacements typiques sont les trous de coulée des fours, les sorties des boîtes à filtres, les ports des fours et les arrêts temporaires dans les bassins de décantation et les auges. Les cônes de vidange sont largement utilisés dans les opérations de coulée de métaux non ferreux où le contrôle du flux de métal et une faible contamination sont essentiels.

Rôles fonctionnels clés :

• Sceller et isoler le trou du robinet entre les coulées.

• Agir comme une barrière sacrificielle, peu mouillante, qui limite l'entraînement du laitier.

• Surface de contact lisse et à faible adhérence qui simplifie le retrait et le remplacement.

• Permet un versement échelonné ou dosé lorsqu'il est utilisé avec des inserts en fer ou en acier assortis.

Ce composant est petit et peu coûteux par rapport aux fours et aux filtres, mais il offre des avantages opérationnels considérables lorsqu'il est sélectionné et utilisé correctement.

Spécification :

Articles	Longueur	Forme	Paquet	Paquet spécial
Cône d'évidement	20-350mm	Forme conique / cylindre / forme ouverte	100-300pcs/boîte	Selon les besoins

Composant chimique : 

Composition chimique	AL2O3	SiO2	Fe2O3	TiO2
Modèle Paramètres (%)	45.28	51.79	0.3	1.3

Paramètres techniques：

Objet	Densité g. cm3	Module de rupture (816℃ Mpa)	Expansivité thermique (680℃ K-1)	Conductivité thermique  540℃W/k.m	Température de fonctionnement maximale (℃ )
Index（%）	0.3	1.5	1.56*10-6	0.05	1100

Pourquoi les cônes de sortie sont-ils importants dans un bâtiment en aluminium ?

L'aluminium en fusion présente des films d'oxyde, des résidus de flux et des crasses à sa surface. En l'absence d'un joint de prise efficace et d'une géométrie modératrice du flux, ces contaminants peuvent pénétrer dans le flux et atteindre la face du filtre ou le moule, provoquant des porosités, des inclusions et des défauts esthétiques. Un cône de sortie réduit la contamination en créant une courte zone de calme et une barrière physique entre la couche de surface et la sortie. Il réduit également la perte de chaleur et empêche le bouchon du trou de coulée de coller au métal ou de se briser. Les avantages opérationnels comprennent la réduction des déchets, la diminution du nombre de remplacements de filtres et la simplification de la manipulation par l'opérateur pendant les cycles de coulée.

Exemple pratique : dans de nombreux ateliers de production, une simple amélioration des pratiques d'étanchéité des robinets permet de réduire les défauts de surface visibles sur les pièces de haute précision et de diminuer les coûts de découpage et d'ébarbage dans les processus d'usinage en aval.

Matériaux et méthodes de fabrication

Matières premières

Les fabricants fabriquent généralement des cônes d'évacuation à partir de l'une des familles de matériaux suivantes :

1. Corps formés de fibres céramiques d'alumine et de silicate. Il s'agit de formes légères, à faible conductivité thermique, fabriquées à partir de fibres céramiques de haute pureté liées par des liants inorganiques. Ils combinent un faible poids avec une isolation thermique et une résistance mécanique raisonnable.

2. Pièces moulées en alumine dense ou en réfractaire façonné. Ces pièces ont une résistance mécanique et une résistance à l'usure plus élevées pour les lignes à usage intensif. Elles échangent un peu d'isolation contre de la robustesse.

3. Composés renforcés au SiC ou enrichis à la zircone. Utilisés lorsqu'un flux agressif ou des inclusions abrasives accélèrent l'érosion.

Méthodes de formage typiques

• Le formage sous vide de mélanges de fibres permet de créer des cônes légers, aux contours lisses, qui résistent au collage et offrent de bonnes propriétés d'isolation. Il s'agit d'une méthode de production courante pour les cônes jetables ou semi-jetables.

• Le moulage sous pression ou le pressage à sec de réfractaires denses permet d'obtenir des géométries plus durables pour des cycles répétés.

• L'usinage et la rectification de finition sont utilisés lorsque des dimensions précises ou des tolérances serrées sont requises.

Les fabricants sélectionnent les systèmes de liants et les programmes de traitement afin de minimiser le retrait et d'obtenir l'équilibre requis entre la ténacité et les performances d'isolation.

Géométrie, taille et familles de formes

Les cônes de sortie sont disponibles dans de nombreuses formes et tailles standard, ainsi que dans des formes personnalisées pour les profils de trous de robinet spéciaux.

Variantes courantes

• Capuchon conique court pour les petites poches et les fours de laboratoire.

• Grand cône conique qui recouvre un cône ou un bec en fer à bride.

• Modèle à manchon ou à coupelle utilisé sur les buses verticales.

• Unités composites avec joints d'étanchéité intégrés pour l'assise.

Tableau 1 : Dimensions industrielles typiques

Lors de la spécification de la taille, la base du cône doit correspondre à la géométrie du siège du trou de taraudage et fournir une petite interférence ou un ajustement compressif qui empêche le contournement du métal tout en permettant l'enlèvement.

Mécanique fonctionnelle et principes d'installation

Un cône de sortie fonctionne selon deux principes mécaniques : l'étanchéité et le contrôle de la surface.

L'étanchéité dépend de la géométrie du siège et de la compression. Le cône doit reposer sur un cône en fer assorti, un siège réfractaire ou une bride qui empêche le métal de s'écouler autour du bord extérieur. Utiliser des joints haute température ou un câble réfractaire compressible si nécessaire pour éliminer les canaux de dérivation.

Le contrôle de la surface provient de la position du cône par rapport à la surface du métal. Un cône bien placé crée une poche calme derrière sa face, de sorte que les oxydes de surface flottent loin de la sortie. Lorsque le cône est retiré ou déplacé au cours d'un taraudage contrôlé, cette poche calme réduit la quantité de contamination de surface qui peut être aspirée dans le flux sortant.

Liste de contrôle pour l'installation

1. Inspecter le siège d'accouplement et retirer toute trace de calamine ou de matériau d'étanchéité usagé.

2. Préchauffer le cône et le siège à la température recommandée en utilisant la méthode de préchauffage en atelier.

3. Positionner le cône sur le siège avec l'orientation spécifiée et appliquer les pinces ou le contrepoids s'il est conçu pour la rétention.

4. Pour les cônes en forme de coupelle, s'assurer que l'alésage interne est aligné sur l'axe de la buse afin d'éviter un écoulement hors axe.

5. Enregistrez l'identification du cône et l'appariement du siège pour accélérer les remplacements futurs et suivre l'usure.

Gestion de la chaleur et procédures de préchauffage

L'humidité présente dans les pièces réfractaires peut produire de la vapeur, des écaillages ou des dégâts explosifs lorsqu'elles sont exposées pour la première fois à du métal en fusion. Le préchauffage réduit ces risques et prolonge la durée de vie des composants.

Pratique de préchauffage recommandée

• Utiliser un four contrôlé, une couverture à induction ou une enveloppe chauffante. Les taux de rampe typiques sont de 50°C par heure jusqu'à 400-600°C, puis plus lentement jusqu'à la température de travail si nécessaire.

• Pour les cônes en fibres légères, un trempage plus court à des températures modérées (150-300°C) peut être suffisant avant de les placer sur un siège chaud.

• Vérifier qu'il n'y a pas de condensation visible sur la pièce avant de l'introduire dans le métal en fusion.

• Préchauffer le cône et le siège à des températures similaires afin de réduire les gradients thermiques.

Le tableau 2 donne des indications pratiques sur le préchauffage.

Tableau 2 : Programme pratique de préchauffage

Ajuster les programmes en fonction de la masse des pièces et de la capacité du four de l'atelier. Toujours suivre les recommandations de préchauffage du fournisseur.

Interaction avec les bouchons de robinet, les sièges et les cônes en fer

Les cônes d'évacuation sont généralement utilisés avec des bouchons métalliques ou réfractaires et des cônes en fer.

• Les cônes en fer forment un noyau rigide qui peut être utilisé de façon répétée ; le cône d'extraction s'appuie sur le cône en fer pour l'isoler et l'empêcher de coller.

• Les bouchons réfractaires peuvent être soutenus par un cône de sortie qui réduit le contact direct avec le métal et isole le bouchon pendant les périodes d'inactivité.

• Dans certains systèmes, les opérateurs placent le cône sur une cale en acier mâle ou un bouchon à vis pour une ouverture et une fermeture plus rapides.

Points clés de la compatibilité :

• Veiller à la concordance des dimensions : un mauvais alignement crée des voies de contournement.

• Si votre atelier utilise un noyau métallique, vérifiez qu'il n'y a pas de décalage galvanique ou thermique susceptible d'entraîner un coincement ou une usure irrégulière.

• Pour les systèmes automatisés, utiliser des cônes de dimensions constantes et de faible variabilité afin que les actionneurs et les sièges conservent leur fiabilité.

Conception du montage, de l'étanchéité et de l'anti-passation

Il est essentiel d'empêcher le contournement du cône par le métal. Les techniques d'étanchéité les plus courantes sont les suivantes

• Joints en corde réfractaire compressible légèrement humidifiés et installés entre la base du cône et le siège.

• Ajustement conique où le cône se comprime légèrement dans un siège réfractaire.

• Plaques de serrage mécaniques ou anneaux de retenue pour les cônes verticaux qui doivent résister à la pression pendant la coulée.

• Faces d'accouplement rectifiées avec précision pour les systèmes automatisés à haute répétitivité.

Meilleure pratique : concevoir les sièges avec une limite de confinement secondaire de sorte que si le joint primaire se dégrade, le métal est capturé dans un petit canal au lieu de s'écouler de manière incontrôlée dans la casemate.

Compatibilité avec les filtres et les laveurs

La mise en place d'un cône d'évacuation en amont des systèmes de filtration ou de lavage assure une protection opérationnelle des fluides en aval.

• Lorsqu'il est placé en amont d'une boîte à filtres, le cône maintient les crasses et les scories de surface à l'écart de la face du filtre jusqu'à ce qu'un soutirage intentionnel se produise.

• Lorsqu'il est utilisé avec un laveur en ligne, le cône réduit l'impact du jet sur la lèvre du laveur et aide à maintenir un flux laminaire dans les stations de dégazage et de filtration.

• Pour les lignes de filtres à plaques ou à mousse en ligne, un cône bien assis réduit les charges de pointe sur le filtre, prolongeant ainsi la durée de vie du filtre et maintenant des caractéristiques de perte de charge stables.

Note pratique : coordonnez l'ouverture du cône avec les cycles de dégazage afin de vous assurer que le premier métal à atteindre le moule a été traité et filtré.

Durabilité, modes d'usure et planification de la durée de vie

Les modes d'usure et de défaillance des cônes diffèrent selon les matériaux :

• Cônes en fibre : généralement plus légers, ils s'érodent lentement et peuvent se fragmenter en cas d'abus mécanique grave. Ils sont souvent considérés comme semi-disponibles et remplacés régulièrement.

• Cônes céramiques denses : meilleure résistance à l'abrasion, mais peuvent se fissurer sous l'effet d'un choc thermique ou d'un impact. Il est important de procéder à des inspections périodiques pour détecter les fissures capillaires et les écaillages.

• Cônes améliorés au SiC : taux d'érosion plus faibles dans les environnements abrasifs, mais plus coûteux.

Tableau 3 : Espérance de vie typique par fonction

Enregistrez les heures de fonctionnement et le tonnage traité par cône afin de prévoir les remplacements et d'optimiser le stock de pièces détachées.

Notes sur la sécurité, la manipulation et l'environnement

Les cônes de sortie sont des éléments critiques pour la sécurité.

• Manipuler avec des gants et des lunettes de protection lorsque le produit est chaud. La poussière de réfractaire peut constituer un risque respiratoire ; utiliser des masques appropriés lors de l'usinage ou de la découpe.

• Capturez et séparez les cônes usés et les scories qui les accompagnent ; nombre d'entre eux contiennent des métaux récupérables et doivent être acheminés vers les filières de recyclage conformément aux règles environnementales.

• Lorsque vous retirez un cône d'un siège chaud, évitez les mouvements brusques qui pourraient faire tomber du métal en fusion. Utilisez des outils de levage conçus pour la géométrie du cône.

• Mettre en place un stockage sûr pour les cônes préchauffés afin qu'ils ne refroidissent pas et ne se fracturent pas de manière inattendue.

Liste de contrôle pour l'inspection, le nettoyage et le remplacement

Contrôles quotidiens

• Vérifier que la surface d'assise est propre et exempte d'éclats.

• S'assurer que le cône indique la température de préchauffage sur le thermocouple ou que les registres du four indiquent un trempage adéquat.

• Vérifier la compression et l'intégrité du joint ou du cordon d'étanchéité.

Chèques hebdomadaires

• Mesurer les dimensions du cône et vérifier qu'il n'y a pas d'érosion progressive au niveau de la lèvre et de la base.

• Vérifier la présence de fissures capillaires en procédant à une inspection visuelle et tactile.

Déclencheurs de remplacement

• Fissuration visible, amincissement significatif de la base ou de la paroi, fuite de dérivation inacceptable pendant les coulées, ou tout changement notable dans le comportement de la coulée par rapport aux courbes de coulée documentées.

Tenir un registre des cônes avec les numéros d'identification, la date d'installation et le tonnage traité pour faciliter l'analyse du cycle de vie.

Matrice de dépannage

Tableau 4 : Problèmes courants et mesures correctives

Enregistrer les mesures correctives et surveiller les résultats afin de constituer une base de données de défaillances pour les opérateurs.

Analyse économique et considérations relatives au retour sur investissement

Les cônes de vidange sont peu coûteux par rapport aux gros équipements, mais ils influencent la durée de vie des consommables en aval et les taux de rebut. Les économies proviennent de :

• Moins de remplacements de filtres lorsque les cônes empêchent les pointes de scories.

• Diminution des rebuts grâce à la réduction des rejets liés à l'inclusion.

• Cycles de coulée plus rapides et réduction des temps d'arrêt d'urgence.

Tableau 5 : Exemple d'aperçu du retour sur investissement

Les données spécifiques au site permettront d'affiner l'estimation du retour sur investissement ; dans de nombreux cas, un programme modeste de normalisation des cônes et de contrôle du préchauffage est rentabilisé en quelques mois.

FAQ

1. À quoi sert un cône de sortie ?
   Il assure l'étanchéité et l'isolation thermique d'un trou de coulée ou d'une buse, empêche l'entrée de scories dans le flux de sortie et permet de contrôler le flux de métal pendant les coulée.

2. Quel matériau dois-je choisir pour mon application ?
   Utilisez des cônes en fibre formés sous vide pour les besoins d'isolation légère et les remplacements à moindre coût. Choisissez des formes denses en alumine ou en SiC lorsque l'abrasion ou les cycles répétés exigent une plus grande ténacité.

3. Les cônes doivent-ils être préchauffés ?
   Oui. Le préchauffage évite les chocs thermiques et l'écaillage dû à l'humidité. Suivre les programmes du fournisseur qui correspondent à la masse du cône et à la chimie du revêtement.

4. Comment empêcher le contournement métallique du cône ?
   Veiller à ce que les faces du siège soient bien alignées, installer des joints compressibles ou des joints en corde et utiliser des ajustements coniques lorsque c'est possible. Inspecter fréquemment les sièges.

5. Les cônes d'extraction peuvent-ils être utilisés avec des systèmes d'extraction automatisés ?
   Oui, lorsque les cônes et les sièges sont produits avec des tolérances serrées afin que les actionneurs et les anneaux de retenue puissent fonctionner de manière fiable. Normaliser les dimensions pour favoriser l'automatisation.

6. Quels sont les signes indiquant qu'un cône doit être remplacé ?
   Des fissures visibles, une diminution des performances d'étanchéité, une augmentation de la perte de charge ou un changement soudain du comportement de la coulée indiquent qu'un remplacement est nécessaire. Tenez des registres pour repérer les tendances.

7. Les cônes sont-ils recyclables ?
   Les cônes usés contiennent souvent du métal piégé et des scories ; de nombreux ateliers les acheminent vers des filières de récupération et de recyclage des métaux après les avoir manipulés en toute sécurité. Vérifiez les règles environnementales locales.

8. Comment les cônes interagissent-ils avec les filtres en mousse céramique ?
   Les cônes protègent les filtres en maintenant les scories de surface à l'écart de la face du filtre jusqu'à ce que l'opérateur déclenche un flux contrôlé ; cela réduit les charges de pointe du filtre et prolonge la durée de vie de l'élément.

9. Les cônes peuvent-ils être personnalisés ?
   Oui. Les fabricants produisent souvent des cônes sur plan pour correspondre à des profils uniques de trous de robinet ou de buses pour des équipements spécialisés.

10. Quelle documentation le fournisseur doit-il fournir ?
    Demandez les certificats des matériaux, les cycles de préchauffage recommandés, les dessins dimensionnels, la méthode d'étanchéité recommandée et les données d'essai d'applications similaires.