Le dégazeur à azote pour l'aluminium sert à contrôler la teneur en hydrogène, en métaux alcalins et en inclusions dans la masse d'aluminium fondu avant la coulée.
Au cours des deux dernières décennies, les machines de dégazage à l'aluminium et à l'azote ont connu un développement relativement complet.
Solubilité de l'hydrogène et paramètres influents : L'aluminium en fusion interagit en permanence avec l'atmosphère, ce qui entraîne l'établissement d'un équilibre entre l'hydrogène gazeux présent dans l'air et l'hydrogène contenu dans l'aluminium en fusion.
Mais la pression partielle (c'est-à-dire la concentration) d'hydrogène dans l'atmosphère est pratiquement négligeable.
Par conséquent, l'hydrogène provient de la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère, et celle-ci réagit facilement avec l'aluminium liquide pour former deux produits de réaction problématiques, à savoir l'oxyde d'aluminium (inclusion) et l'hydrogène (gaz).
L'aluminium pose un problème lié à l'hydrogène, non pas parce que celui-ci est particulièrement soluble dans l'aluminium liquide, mais parce qu'il est particulièrement insoluble dans l'aluminium solide ; l'hydrogène va donc se précipiter hors de la solution lors de la solidification.
La solubilité dépend principalement de la température de l'aluminium. Veuillez vous procurer un dégazeur d'aluminium sur le site [email protected].
Le dégazeur à azote pour l'aluminium doit éliminer l'hydrogène de la masse fondue avant de purger celle-ci avec de l'azote, un gaz inerte.
Comprendre le élimination de l'hydrogène Ce mécanisme est essentiel pour identifier et agir sur les facteurs qui déterminent la meilleure méthode d'élimination.
L'hydrogène atomique est dissous dans de l'aluminium liquide et réparti de manière homogène.
Lorsque les bulles inertes sèches sont introduites dans la masse fondue, la pression partielle interne d'hydrogène est pratiquement nulle.
Dans la bulle d'azote, un équilibre local s'établit rapidement entre la concentration en H et la pression partielle de H dans la couche limite fondue.
Le taux de diffusion de l'hydrogène du corps humain vers la couche limite est limité, et la recombinaison de l'hydrogène, passant de l'état atomique à l'état moléculaire, est très rapide.
La concentration en hydrogène dans les bulles augmente à mesure qu'elles remontent vers la surface de la masse fondue.
Le débit de transfert de l'hydrogène dépend non seulement de la vitesse de diffusion, mais aussi de la surface totale de l'interface de la bulle.
Un flux donné de gaz inerte présente une surface d'interface plus importante et peut contenir des bulles plus petites.
De plus, à mesure que les bulles deviennent plus petites, la durée pendant laquelle chacune d'elles reste dans la masse fondue s'allonge. Cela s'explique par la réduction de la vitesse finale, ce qui allonge le temps nécessaire à l'apport d'hydrogène.
Une zone de réaction plus profonde permet de disposer de plus de temps pour atteindre l'équilibre, car les bulles restent plus longtemps dans la masse fondue avant d'atteindre la surface.
Par conséquent, le dégazeur à azote pour l'aluminium doit produire les bulles les plus fines au fond de la cuve de traitement.
Ce résultat est obtenu à des vitesses de rotor élevées. La masse fondue est également mélangée afin d'obtenir une répartition homogène de l'hydrogène.
Le procédé par pistolet de pulvérisation constitue la première étape du dégazage industriel ; toutefois, les pistolets de pulvérisation produisent généralement des bulles grossières d'un diamètre compris entre 10 et 50 mm, avec une large distribution des tailles de bulles et une homogénéité limitée de la masse fondue.
Les briques respirantes, qu'elles soient raccordées à la sortie du pistolet de projection ou au fond du four, génèrent de petites bulles dont le diamètre est généralement compris entre 10 et 20 mm ; mais même avec celles-ci, l'homogénéisation et la répartition des bulles ne sont pas optimales.
Enfin, la mise au point d'un système à jet rotatif équipé d'un rotor résout le problème de la distribution insuffisante du gaz et permet d'obtenir des bulles dont le diamètre est compris entre 3 et 10 mm.