La qualité de l'aluminium fondu peut généralement être évaluée à l'aide de deux indicateurs : la teneur en inclusions dans la structure solide et la teneur en hydrogène dans le bain de fusion. Lors de la fusion de l'aluminium et des alliages d'aluminium, il est inévitable que le bain de fusion soit contaminé par de l'hydrogène et des inclusions. Leur teneur dans l'aluminium fondu constitue un indicateur important pour évaluer la qualité du bain de fusion. L'aluminium et ses alliages présentent la particularité de s'oxyder facilement et d'absorber les gaz au cours du processus de fusion, ce qui favorise la formation de gaz et d'inclusions dans le bain d'aluminium en fusion. Cela entraîne une série de défauts tels que des poches d'air, des piqûres, et des inclusions dans le produit final, ce qui entraîne de fréquentes ruptures de bande de feuille d’aluminium lors du laminage des billettes, affectant gravement la production de feuille d’aluminium.
Causes des défauts de qualité de l'aluminium fondu
Les inclusions non métalliques présentes dans l'aluminium fondu sont principalement des inclusions d'oxydes métalliques, dont une partie provient de la charge du four, et la plupart d'entre elles se forment par réaction entre l'aluminium et l'oxygène au cours du processus de fusion et de coulée. La température de fusion, les conditions de fusion, la teneur en scories dans le four, la qualité de la charge, le type de convertisseur, l’état de la maçonnerie du corps du four, etc., ont tous une incidence sur la quantité d’inclusions dans la masse fondue. L’aluminium réagit avec l’O₂, le N₂, le CO₂, le CO, etc. présents dans les gaz du four, ce qui entraîne finalement la formation d’impuretés d’alumine.
La principale réaction par laquelle l’aluminium fondu absorbe l’hydrogène est celle entre l’aluminium et l’eau, et cette réaction est irréversible. En dessous de 250 °C, l’aluminium réagit avec la vapeur d’eau présente dans l’air. Un film dense d’Al₂O₃ se forme facilement à la surface de l’aluminium pur, ce qui peut entraver considérablement la réaction de l’aluminium fondu avec l’eau. Si ce film d'oxyde est détruit, la réaction entre l'aluminium fondu et l'eau se déroule de manière plus violente. Le principal mécanisme par lequel l'hydrogène pénètre dans l'aluminium fondu est la réaction entre l'aluminium fondu et l'eau, qui génère des atomes libres [H]. L'hydrogène est facilement soluble dans l'aluminium fondu. Cette réaction constitue le principal mécanisme d'absorption de l'hydrogène par l'aluminium fondu.
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