L'affinage au four désigne le processus d'affinage. Le prétraitement de l'aluminium fondu comprend l'affinage au four et la purification en ligne. Les résultats montrent que la température de l'aluminium fondu est élevée et que le nombre de nucléations d'une nouvelle phase par unité de temps et par unité de volume est faible. La température de l’aluminium liquide électrolytique peut dépasser 930 ℃. Sa composition est également très complexe : il contient de nombreuses impuretés métalliques telles que le Fe, le Si, le Cu et le Mg, ainsi que des impuretés non métalliques telles que les fluorures et les scories carbonées ; les impuretés gazeuses sont principalement constituées d’hydrogène. Cependant, ces caractéristiques de l’aluminium liquide électrolytique ne permettent pas de répondre aux exigences de la production de lingots plats en alliage d’aluminium. Afin de résoudre ce problème, il est nécessaire de soumettre l’aluminium liquide électrolytique à un prétraitement avant la coulée.
Affinage au four
L'affinage au four désigne le procédé de raffinage dans lequel le gaz est utilisé pour pulvériser de la poudre dans le four statique. L'agent d'affinage, dont les principaux composants sont le CCl₄ et le C₂Cl₆, est introduit dans la cuve de pulvérisation de gaz à raison de 1,0 kg/t. Lorsque l'agent d'affinage se transforme en bulles, il peut pénétrer dans l'aluminium liquide électrolytique. Le processus détaillé est le suivant : après préchauffage, l’agent d’affinage passe de l’état solide à l’état liquide et est entouré par la surface des bulles du réservoir de pulvérisation de poudre sous la forme d’un film de flux liquide. Le four de fusion et le réservoir de pulvérisation de poudre sont solidement reliés ; la buse du réservoir de pulvérisation de poudre est ensuite plongée dans l’aluminium liquide issu de l’électrolyse, tandis que les vannes du réservoir sont ouvertes simultanément, la pression et le débit sont soigneusement contrôlés, et le réservoir de pulvérisation de poudre est déplacé d’avant en arrière dans le four, afin d’effectuer une pulvérisation uniforme de la poudre à des fins d’affinage. La durée d’affinage est généralement comprise entre 30 et 40 minutes, et la température d’affinage est maintenue entre 730 ℃ et 750 ℃. De cette manière, la vitesse des bulles d’aluminium fondu enveloppées par le film de flux est accélérée, ce qui empêche tout contact direct avec l’eau extérieure. Une autre fonction de la membrane de flux est d’améliorer l’activité de surface des bulles, renforçant ainsi l’effet d’adsorption et d’élimination des scories.
Le traitement en ligne visant à éliminer les impuretés comprend principalement deux étapes :
(1) Élimination de l'hydrogène par la méthode Alpur en ligne : lorsque la méthode Alpur en ligne est utilisée, le unité de dégazage en ligne est cuit au gaz naturel avant utilisation, de manière à ce que la température de la paroi interne ne soit pas inférieure à 700 ℃. La méthode traditionnelle utilise de l’azote de haute pureté. Cependant, en raison de la présence d’une certaine quantité de magnésium (Mg) dans l’alliage d’aluminium, lors du traitement de la masse fondue, le Mg et l’azote présents dans l’alliage sont soumis à des températures élevées, ce qui provoque une réaction chimique générant du nitrure de magnésium. Ce dernier produit des impuretés et affecte la qualité du produit fini. C’est pourquoi on utilise la méthode Alpur en ligne pour éliminer l’hydrogène, et l’argon est utilisé à la place de l’azote. Dans ce procédé, la pression de l’argon doit être comprise entre 550 kPa et 760 kPa, et sa pureté doit être supérieure à 99,99%. Grâce au puissant effet d’agitation de la buse rotative, la surface de contact entre l’argon et l’aluminium liquide électrolytique est efficacement augmentée, ce qui améliore les conditions cinétiques du procédé de purification par flottation. Parallèlement, en raison de la faible vitesse de remontée des minuscules bulles dans le bain d’aluminium fondu, celles-ci s’élèvent en spirale sous l’effet combiné de la force centrifuge et de la force de flottabilité, prolongeant ainsi le temps de contact gaz-liquide et permettant d’atteindre l’objectif d’élimination de l’hydrogène du bain fondu.
(2) Élimination des impuretés en ligne : le Boîte CFF Permet d'éliminer les impuretés présentes dans l'aluminium en fusion. Le bac CFF est utilisé pour la filtration et la purification de l'aluminium en fusion, en association avec un filtre en mousse céramique. Il permet de filtrer les inclusions et les particules infimes présentes dans l'aluminium en fusion. Il est particulièrement adapté à la coulée d'aluminium de haute pureté et d'alliages d'aluminium de haute précision. Elle présente les avantages suivants : résistance thermique, résistance à l'oxydation, résistance à la corrosion, chauffage rapide, longue durée de vie et résistance aux acides.