Le raffinage des métaux par gaz de raffinage permet d'éliminer efficacement les gaz dissous et autres impuretés non métalliques présents dans les métaux, dans le cadre d'un procédé continu offrant un débit élevé de métaux.
Avant la coulée, le métal en fusion contient de nombreuses impuretés qui, si elles ne sont pas éliminées, peuvent entraîner d'importantes pertes de rebut lors de la coulée ou nuire à la qualité du métal utilisé dans la fabrication des produits. Les principales impuretés nuisibles sont les gaz dissous et les particules non métalliques en suspension, telles que les oxydes métalliques et les particules réfractaires.
Ce procédé consiste à éliminer les gaz dissous et les impuretés non métalliques du métal en fusion. Il comprend les étapes suivantes :
1. Envoyer le métal en fusion vers la zone d'affinage ;
2. Maintenir l'atmosphère protectrice au-dessus de la surface du métal en fusion à une pression supérieure à la pression ambiante, afin d'empêcher l'air et l'humidité de pénétrer dans la zone et d'entrer en contact avec le métal en fusion ;
3. Présentation du flux de raffinage sous forme de bulles distinctes dans le métal en fusion, sous la surface de la masse fondue ;
4. Le métal en fusion est agité dans la zone d'affinage afin de créer un schéma de circulation dans le métal en fusion par rapport au point d'entrée des bulles dans la masse fondue, de telle sorte que les bulles introduites dans la masse fondue soient transportées radialement vers l'extérieur par rapport à ce point d'entrée, ce qui prolonge ainsi le temps de séjour des bulles de gaz dans le métal en fusion et amène les bulles de gaz à entrer en contact étroit avec la quasi-totalité de la masse de métal en fusion dans la zone d'affinage ;
5. Extraire les gaz résiduels de raffinage et les gaz dissous libérés par le métal, tout en récupérant et en séparant les autres impuretés non métalliques présentes dans la couche de scories à la surface du métal en fusion ;
6. Le métal fondu raffiné est retiré de la zone d'affinage.
Ces gaz de raffinage ont pour caractéristique commune d'être inertes vis-à-vis du métal en fusion à raffiner. L'argon et l'azote, ou leurs mélanges, sont privilégiés, bien que d'autres gaz nobles du tableau périodique puissent être utilisés dans le cadre de la présente invention. D'autres gaz d'affinage utiles sont l'hydrogène et le monoxyde de carbone, ou leurs mélanges entre eux ou avec des gaz nobles du tableau périodique. Il convient de noter que l'hydrogène et le monoxyde de carbone peuvent être utilisés dans des situations où ils ne réagissent pas avec le métal en fusion, mais réagissent avec des impuretés gazeuses telles que l'oxygène. D’autres gaz réactifs présentant des propriétés similaires peuvent également être utilisés, tels que l’hexafluorure de soufre, le chlore et les hydrocarbures halogénés. Le choix d’un gaz d’affinage particulier repose généralement sur les caractéristiques du métal spécifique à affiner.