Avec l'expansion continue des alliages d'aluminium dans divers secteurs de l'économie nationale, des exigences de plus en plus strictes sont imposées quant à la qualité intrinsèque de ces matériaux. Au cours du processus de production, il est nécessaire de contrôler rigoureusement la composition chimique de l’alliage d’aluminium ainsi que les défauts tels que le retrait, la porosité et les inclusions de scories dans le lingot, car la qualité intrinsèque des produits transformés est influencée par celle du lingot, et la qualité interne de ce dernier dépend en grande partie de celle de la masse fondue. Par conséquent, la technologie de purification de la masse fondue d’alliage d’aluminium revêt une grande importance. En fonction des équipements et des conditions de procédé existants, il convient d’étudier la méthode de contrôle de la teneur en hydrogène de la masse fondue d’aluminium et de réduire cette teneur, afin d’obtenir des lingots de haute qualité.
Technologie de purification de l'aluminium
Le gaz présent dans la masse d'aluminium fondu est principalement constitué d'hydrogène (fraction volumique comprise entre environ 60% et 90%), suivi de l'azote, de l'oxygène, du monoxyde de carbone, etc. Les techniques de purification de l’aluminium fondu destinées principalement à l’élimination de l’hydrogène comprennent notamment la méthode de flottation à bulles, le traitement sous vide, le traitement par ultrasons et la méthode d’élimination de l’hydrogène par terres rares, etc. La méthode de flottation à bulles est largement utilisée en raison de sa simplicité et de sa grande efficacité. Processus d’élimination de l’hydrogène par flottation à bulles de l’aluminium fondu : les atomes d’hydrogène dissous dans l’aluminium liquide migrent vers la périphérie des bulles de l’agent de purification (argon ou azote, etc.), sont adsorbés autour des bulles et forment des molécules d’hydrogène à l’intérieur de celles-ci. Enfin, l’aluminium fondu s’échappe à mesure que les bulles remontent à la surface.
Équipements principaux : four de fusion, dispositif d'agitation électromagnétique, dispositif de dégazage en continu, dispositif de filtration en continu, système de glissières. L'aluminium primaire électrolytique et les matières premières sont fondus et affinés dans un four de fusion afin d'obtenir une masse d'aluminium fondu conforme aux exigences de température et de composition, puis laissés au repos pour subir un traitement. La masse d'aluminium fondu au repos est ensuite purifiée davantage, puis coulée après avoir subi un dégazage et une filtration en continu à travers des canaux de coulée.
La solubilité de l'aluminium lorsqu'il est chauffé à 300 °C à l'air libre n'est que de 0,001 ml/(100 g·Al), et l'aluminium solide n'absorbe pratiquement pas d'hydrogène. Lorsque l'aluminium fondu pénètre dans le système de coulée, sa teneur en hydrogène reste pratiquement inchangée. Outre les matières premières, la source d'hydrogène de la masse fondue provient principalement de l'absorption d'hydrogène au cours des processus de fusion et de coulée. L'objectif de l'utilisation d'un système de mesure en ligne équipement de dégazage est de purifier davantage l'aluminium en fusion à l'extérieur du four et d'éliminer plus efficacement les gaz et les scories présents dans l'aluminium en fusion.