La fonte des grilles Greenpipe

La fonte est un alliage métallique composé principalement de fer et de carbone, caractérisé par un pourcentage de carbone compris entre 2,06 % et 6,67 % (2,06 % < C < 6,67 %) et obtenu par réduction des minerais de fer à l’aide de coke de carbone à l’intérieur des hauts fourneaux (ndlr : les aciers sont des alliages métalliques dont la teneur en carbone est comprise entre 0,08 % et 2,06 %).

La production de la fonte en haut fourneau (fonte de première fusion)

Le haut fourneau est une structure industrielle verticale utilisée pour la production de la fonte. Ses parois sont revêtues de briques réfractaires et d’une enveloppe dans laquelle circule de l’eau pour refroidir la structure.

L’utilisation principale est la production de fonte, avec des sous-produits tels que le gaz pauvre et le laitier (scories de haut fourneau). Les sous-produits sont réutilisés pour le chauffage des fours tandis que les laitiers sont utilisés dans la production du ciment.
Après 6 à 8 heures, la fonte de première fusion est coulée, laquelle est principalement utilisée pour la production d’acier.

Le processus de production du matériau se compose de trois étapes et peut être brièvement décrit comme suit :

  • Chargement du haut fourneau : les minerais ferreux, le calcaire et le coke sont introduits par le haut (le gueulard) dans le haut fourneau. Le coke produit de la chaleur et réagit avec l’air sans fondre.
  • Réaction : l’air préchauffé est injecté, brûlant le coke et générant du gaz CO qui réduit les oxydes de fer en les séparant.
  • Fusion et collecte : le fer en fusion se lie au carbone et descend dans le creuset, se séparant des scories, à savoir la fonte et le laitier, par gravité.

Fontes de deuxième fusion

Les gueuses de fonte produites sont utilisées pour créer de l’acier ou des fontes de deuxième fusion pour des produits finis. Ce processus en fonderie se déroule dans des fours avec des ferrailles et des additifs, et la gestion de la fusion détermine le type de fonte en fonction de la forme du carbone (cémentite ou graphite).

La classification des fontes de deuxième fusion peut être schématisée comme suit :

  • Fonte blanche
  • Fonte malléable
  • Fonte grise (C graphite) qui peut être de type lamellaire ou sphéroïdale

Fonte blanche

La fonte blanche se forme en refroidissant rapidement la fonte, combinant le carbone avec le fer en cémentite, ce qui la rend extrêmement dure et résistante à l’usure mais fragile, adaptée aux composants non soumis aux chocs.

Fonte malléable

La fonte malléable s’obtient par deux processus distincts de recuit (en milieu oxydant pour le type à cœur blanc ou réducteur pour celui à cœur noir), qui en déterminent les propriétés et les applications finales.
Elle est souvent utilisée pour créer des outils agricoles.

Fonte grise lamellaire

La fonte grise lamellaire s’obtient en augmentant les éléments graphitisants comme le silicium pour créer du graphite lamellaire, une structure qui en facilite l’usinage. Cette composition réduit la résistance à la traction et n’est pas soudable. Elle est utilisée dans des composants tels que les culasses et les bâtis, les vannes et les raccords, grâce à son excellente capacité d’amortissement des vibrations.

Fonte grise sphéroïdale (dite aussi ductile ou nodulaire)

La fonte sphéroïdale est un matériau largement utilisé dans l’ingénierie moderne grâce à une combinaison unique de propriétés mécaniques. Le secret de ses performances réside dans sa microstructure, où le graphite se présente sous forme de « sphéroïdes » compacts. Cette morphologie sphéroïdale n’interrompt pas la continuité de la matrice métallique, éliminant les points faibles. Cela confère au matériau une ductilité remarquable et une résistance mécanique supérieure.

Ses propriétés se rapprochent de celles de l’acier, dépassant de loin la fragilité de la fonte traditionnelle. Cela lui permet de supporter des déformations plastiques significatives avant la rupture.
C’est le choix idéal pour les composants soumis à des charges lourdes et à des impacts. Dans les infrastructures, comme les grilles pour canaux de drainage et les regards de chaussée, elle est essentielle pour garantir durabilité et sécurité.

La fonte sphéroïdale offre un équilibre optimal entre la facilité de production et les performances structurelles requises par les applications d’ingénierie les plus exigeantes.

Greenpipe utilise la fonte sphéroïdale depuis des années pour ses grilles, garantissant ainsi durabilité et résistance dans le temps.

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