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Purification du flux

Purification du flux

De manière générale, la purification en four comprend la méthode au flux, la méthode d'affinage au gaz (gaz actif et dégradable), la purification sous vide et la purification sur site. Parmi celles-ci, la purification au flux et la purification au gaz sont les méthodes d'affinage en four les plus couramment utilisées dans l'industrie. La purification par fondant consiste à ajouter du fondant dans la masse fondue au cours du processus de fusion d’un alliage d’aluminium, afin d’obtenir un dégazage et une élimination des impuretés grâce à une série d’effets physiques et chimiques. La capacité d’élimination des impuretés du flux est déterminée par l’adsorption et la dissolution des inclusions oxydées présentes dans la masse fondue par le flux, ainsi que par l’interaction chimique entre le flux et la masse fondue. Plus la tension interfaciale entre le fondant et les inclusions est faible, meilleure est l’adsorption du fondant et plus l’élimination des impuretés est efficace. Outre les fondants destinés au dégazage et à l’élimination des impuretés, il existe d’autres types de fondants, tels que agents de revêtement, agents de nettoyage des scories, etc. Cet article traite principalement des fondants utilisés pour le dégazage et la formation de scories.

Contrairement à la purification par flux, la purification par gaz repose principalement sur l'injection d'un gaz actif ou inerte dans la masse fondue. Outre l'application de la loi de la pression partielle des gaz pour obtenir le dégazage ainsi que l'adsorption et l'inclusion des bulles, le gaz actif peut également être combiné avec l'hydrogène présent dans la masse fondue : il réagit directement avec celui-ci pour former des produits gazeux, ce qui permet d'obtenir une diffusion et un dégazage, ainsi qu'une flottation et une élimination des scories.

Purification du flux

Par rapport aux autres méthodes de purification utilisées dans le four de purification, la méthode au flux et la méthode d'affinage au gaz présentent une série d'avantages, tels qu'un faible investissement, un coût réduit, une grande facilité d'utilisation et un effet de purification significatif ; elles constituent donc actuellement des méthodes d'affinage largement utilisées. Cependant, l’affinage au gaz présente également certains problèmes, tels que la pureté du gaz, la taille et l’uniformité des bulles injectées dans la masse fondue. Par ailleurs, les gaz réactifs sont souvent toxiques (comme le chlore) et corrodent les équipements. L'affinage par gaz inerte repose principalement sur la diffusion et le dégazage, la flottation et l'élimination des scories pour assurer la purification. Bien qu'il pallie les inconvénients liés à la corrosion des équipements par les gaz actifs, son rendement de purification est bien inférieur à celui des gaz actifs, et il ne permet pas d'éliminer les métaux alcalins et alcalino-terreux.

Il convient de mentionner qu'outre l'adsorption physique et chimique, la dissolution et la combinaison du flux avec les inclusions dans la masse fondue, le flux peut également se décomposer ou réagir avec la masse fondue pour générer divers gaz, ce qui entraîne une purification par gaz. Contrairement aux inclusions par adsorption de gaz, le flux à l'état fondu peut également mouiller les inclusions, et le processus cinétique d'adsorption est plus efficace. Ce mécanisme est plus performant que la méthode de flottation par gaz pour l'adsorption des inclusions, et permet également de polymériser des inclusions de différentes tailles. C’est pourquoi on recourt davantage, en production, à l’affinage mixte gaz-flux : cela permet de tirer parti des avantages du flux et du gaz, et de combiner plusieurs mécanismes de purification pour obtenir une purification efficace.