La coulée à tête chaude de l'aluminium présente les avantages d'une excellente qualité interne et superficielle du lingot, ainsi que d'une production et d'une mise en œuvre aisée ; c'est pourquoi le procédé de coulée à tête chaude est retenu pour la production de lingots ronds en alliage d'aluminium. Une fois la composition de l'alliage et l'équipement du procédé de coulée à tôle chaude déterminés, les paramètres du procédé de coulée jouent un rôle essentiel dans la production de lingots ronds en alliage d'aluminium de grand diamètre et de haute qualité.
Les paramètres du processus de coulée comprennent principalement la vitesse de coulée, la température de coulée et la résistance au refroidissement du lingot. La production de lingots ronds en alliage d'aluminium de haute qualité résulte en effet de la combinaison optimale de ces trois paramètres principaux.
(1) Vitesse de coulée. Il existe une manchon de rehaussement dans le cristalliseur de coulée à tête chaude, qui assure le refroidissement et la lubrification pendant le processus de refroidissement. La largeur du manchon de coulée étant fixe, la hauteur de refroidissement du lingot est elle aussi fixe. Le choix de la vitesse de coulée doit viser à garantir une bonne formabilité du lingot rond en alliage d’aluminium, c’est-à-dire à s’assurer que celui-ci ne présente pas de fissures et qu’il ait une bonne qualité de surface. Compte tenu des facteurs susmentionnés, et compte tenu du grand diamètre du lingot, il est plus approprié de couler des lingots ronds en alliage d’aluminium à une vitesse de coulée relativement faible ; la vitesse de coulée est donc fixée entre 20 et 30 mm/min.
(2) Température de coulée. Le choix de la température de coulée vise à garantir que la masse fondue d'alliage d'aluminium issue de la coulée par libération présente une bonne fluidité pendant le processus de coulée. En effet, seule une bonne fluidité permet de garantir que la masse fondue d'alliage d'aluminium présente de bonnes propriétés de remplissage.
Parmi les facteurs qui influent sur la température de coulée, on peut citer la distance parcourue par l'aluminium fondu (longueur de la goulotte), la chute de température pendant l'écoulement (longueur de la goulotte et température ambiante), la composition de l'alliage, les spécifications des lingots et l'écoulement de la masse fondue dans le canal de coulée. En règle générale, la température de coulée doit être supérieure de 50 à 100 degrés Celsius à la température de liquidus de l'alliage. De plus, en raison du grand diamètre du lingot rond en alliage d’aluminium coulé, la vitesse de solidification des parties internes et externes du lingot n’est pas uniforme pendant le processus de coulée, ce qui favorise l’apparition de défauts de densité. Si la température de coulée est trop basse, la partie centrale du lingot ne peut pas être alimentée efficacement et en temps voulu, ce qui peut entraîner de graves défauts de compactage. Cela provoquera des fissures dans le produit extrudé lors du processus d’extrusion ultérieur, ce qui affectera gravement la qualité. C’est pourquoi la température de coulée est fixée entre 680 et 690 degrés Celsius.
(3) Intensité de refroidissement. L’intensité de refroidissement a une grande influence sur la structure du lingot, ses performances, sa tendance à la fissuration et la qualité de sa surface. Le débit, la vitesse d’écoulement et la température de l’eau de refroidissement, la structure du cristalliseur et la température de coulée sont les trois facteurs fondamentaux qui déterminent l’intensité de refroidissement. Dans la production industrielle de coulée en fusion d’alliages d’aluminium, pour une nuance d’alliage et une spécification de lingot données, la structure du cristalliseur et la température de coulée sont essentiellement fixes, et l’intensité de refroidissement du lingot ne peut être contrôlée qu’en ajustant le débit et la vitesse d’écoulement de l’eau de refroidissement. Par conséquent, la pression de l’eau de refroidissement est choisie entre 0,05 et 0,10 MPa.