Le lingot d'aluminium obtenu par coulée à tête chaude présente une structure homogène et de bonnes propriétés mécaniques. Afin d'obtenir une telle structure de coulée, on utilise la coulée à tête chaude pour la fabrication de lingots ronds.
La qualité des lingots d'alliage d'aluminium a une incidence importante sur les étapes de transformation ultérieures et sur la qualité des produits en aluminium. Les défauts courants des lingots comprennent les fissures, les pores, la porosité, les inclusions de scories, la ségrégation, la séparation à froid, etc. Ces défauts peuvent avoir de nombreuses causes dans la production réelle, notamment la structure du moule de coulée et les propriétés de l'alliage, le degré de purification de la masse fondue et d'affinage du grain, ainsi que les paramètres du procédé de coulée, etc.
La qualité d'un lingot comprend à la fois sa structure et l'état de sa surface. Il est désormais admis que la structure à grains fins et homogène sur toute la section du lingot constitue la meilleure structure possible pour ce dernier. Afin d'obtenir ce type de structure de coulée, la coulée de lingots ronds recourt à la technique de coulée à tête chaude.
Avantages de la coulée à chaud de lingots
(1) Le lingot obtenu par coulée à tête chaude présente une structure homogène et de bonnes propriétés mécaniques. Cela s'explique par le fait que la hauteur de cristallisation effective du moule à tête chaude est très faible, ce qui augmente la vitesse de refroidissement du lingot, réduit la profondeur de la cavité de liquide du lingot et rétrécit la zone de transition, améliorant ainsi la compacité du lingot.
(2) La coulée à « hot top » permet de se passer de l'entonnoir et d'obtenir un écoulement latéral. Le niveau du métal en fusion dans le « hot top » et canal de distribution est maintenu à un niveau constant, ce qui permet d'obtenir une coulée stable dans un moule court et une coulée homogène. Le film d'oxyde à la surface du liquide dans le cristallisoir est stable et ne provoque pas d'agitation, ce qui empêche efficacement la pollution secondaire de la masse fondue et améliore la pureté du métal.
(3) La surface du lingot est lisse, et le degré ainsi que la profondeur de la ségrégation inverse autour du lingot sont considérablement réduits. En effet, dans la coulée à tête chaude, l’effet de refroidissement à contre-courant de l’eau de refroidissement secondaire est relativement suffisant, ce qui empêche efficacement la refusion secondaire du condensat, inhibant ainsi la formation de nodules de ségrégation. Parallèlement, pendant le processus de coulée, la tête du lingot maintient en permanence une colonne de liquide stable, ce qui réduit la position de solidification de la masse fondue dans le moule, empêche efficacement le refroidissement prématuré du niveau du métal en fusion et stabilise le ménisque, ce qui permet d’empêcher efficacement la formation de barrières froides.