Les procédés de fusion de l'aluminium destinés à la fonderie comprennent la fusion en cuve Bach, la fusion semi-Bach, la fusion semi-continue et la fusion continue.
Procédé de fusion par lots
La méthode de fusion par lots consiste à effectuer une seule opération de fusion. Une fois la charge introduite dans le four, celle-ci est fondue, les scories sont éliminées, la composition chimique est ajustée, puis le affinage par flux Le traitement est effectué, puis le four est vidé une fois que la température est atteinte. Une fois la charge vidée en une seule fois, aucun excédent de charge n'est autorisé, puis la charge suivante est chargée.
Ce procédé de fusion par lots est adapté à la fabrication de produits en alliage d'aluminium et permet de garantir l'uniformité et la précision de la composition chimique de l'alliage.
Procédé de fusion semi-discontinu
La différence entre le procédé de fusion semi-discontinue et le procédé de fusion discontinue réside dans le fait que la charge n'est pas entièrement évacuée lors du déchargement du four : entre un cinquième et un quart de la matière liquide est conservé, puis incorporé à la charge du four de fusion suivant en vue de la fusion.
L'avantage de cette méthode de fusion semi-continue réside dans le fait que la charge métallique ajoutée au four est immergée dans le matériau liquide, ce qui accélère la vitesse de fusion et réduit le perte par incendie. Les inclusions qui se sont déposées au fond du four peuvent y rester et ne seront pas mélangées au bain de fusion, ce qui permet de réduire la quantité d'inclusions non métalliques dans le lingot. Parallèlement, la température dans le four ne subit pas de fluctuations importantes, ce qui peut prolonger la durée de vie du four et contribuer à améliorer ses performances. Cependant, l’inconvénient de cette méthode réside dans la présence constante de résidus dans le four ; ceux-ci y restent trop longtemps, ce qui favorise la formation de grains grossiers et nuit à la qualité du lingot. La fusion semi-discontinue convient à la production d’alliages-maîtres et d’aluminium pur pour lesquels les exigences de qualité du produit sont faibles et la tendance à la fissuration est faible.
Procédé de fusion semi-continue
Le procédé de fusion semi-continue est similaire au procédé de fusion semi-discontinue. À chaque fois que la production atteint 1/3, il est possible d’ajouter la charge suivante de matière en fusion. La différence par rapport à la méthode de fusion semi-discontinue réside dans le fait que la majeure partie de la matière liquide restant dans le four ne correspond pas à la quantité évacuée à chaque fois. Les matériaux nouvellement ajoutés peuvent tous être incorporés au bain de fusion, de sorte que chaque évacuation et chaque ajout de matériaux s'enchaînent de manière continue.
Ce procédé de fusion semi-continue est adapté à la fusion de débris dans un four à double sole. La charge étant immergée dans le bain de fusion, cela permet non seulement de réduire la perte au feu, mais aussi d'accélérer la vitesse de fusion.
Procédé de fusion en continu
Le procédé de fusion en continu implique une alimentation continue et une évacuation par intermittence du four. Ce procédé offre peu de flexibilité et n’est utilisé que pour la fusion de l’aluminium pur. Pour la fusion des alliages d’aluminium, le temps de séjour de la masse fondue dans le four doit être aussi court que possible. En effet, lorsque le temps de séjour du bain fondu est prolongé, en particulier à des températures de fusion élevées, un grand nombre de germes cristallins non spontanés se reforment, ce qui entraîne la formation de grains grossiers dans les lingots et augmente l'absorption de métal, ce qui accroît à son tour la teneur en inclusions non métalliques et en gaz du bain fondu. Une grande quantité de matière solide est ajoutée à la phase liquide supérieure, ce qui pollue gravement le métal, ce qui est indésirable pour la fusion des alliages d’aluminium.
Par conséquent, la fusion en cuve est le procédé de fusion le plus adapté à la production d'alliages d'aluminium.