La buse de coulée constitue la “ partie goulotte ” de l'installation de coulée continue et de laminage vers laquelle est acheminé le métal d'aluminium en fusion, et son rôle est primordial. Dès que des problèmes d'obstruction de la buse de coulée d'aluminium surviennent, l'installation de coulée et de laminage ne peut être qu'arrêtée pour permettre son remplacement, ce qui entraîne une interruption de la production, un gaspillage de main-d'œuvre et de ressources matérielles, ainsi qu'une baisse de l'efficacité de la production.
Grâce au développement et aux progrès de la science et de la technologie, des avancées remarquables ont été réalisées dans le traitement de l'aluminium fondu. Au cours du processus de production, une série d'opérations de purification et de filtration est effectuée sur l'aluminium liquide électrolytique afin d'éliminer les inclusions qu'il contient, ce qui permet d'obtenir un aluminium liquide plus pur. Dans une certaine mesure, cela permet de garantir que la masse fondue s'écoule sans encombre à travers la buse. Cependant, le colmatage de la buse de coulée reste le principal problème rencontré dans le processus de production des alliages d'aluminium.
En combinant la pratique de la production sur site et l'analyse théorique, cette étude examine les causes et le mécanisme de formation du colmatage de la buse de coulée dans le processus de production des alliages d'aluminium, ce qui fournit des orientations pour l'optimisation des procédés et la production de ces alliages.
Dans le cavité de la buse, non seulement le phénomène de scories de réaction, mais aussi le dépôt d’inclusions fines dans la masse fondue. Lorsque la vitesse de coulée atteint 7 m/min, le champ d’écoulement à l’intérieur de la cavité de la buse se complexifie à mesure que la vitesse de coulée augmente, et les particules d’inclusions présentes dans la masse fondue sont contraintes de subir des mouvements physiques et des collisions. L’intérieur du matériau de la buse est constitué de fibres entrelacées comportant de nombreux trous. La réaction entraîne une surface irrégulière de la buse de coulée et la présence de ses propres trous, de sorte que la surface de la buse de coulée présente une surface spécifique plus importante et une énergie d’adsorption plus élevée, et dispose d’une forte capacité à intercepter les inclusions solides non métalliques présentes dans la masse fondue. Parallèlement, les minuscules particules de TiB présentes dans l’agent d’affinage ajouté au cours du processus de coulée seront interceptées par les inclusions présentes sur la buse de coulée. Cela affectera non seulement l’affinage du grain de la plaque en aluminium moulée finale, mais aggravera également l’obstruction de la buse de coulée.
L'augmentation de la rugosité et de la surface spécifique de la cavité, provoquée par la réaction au sein de celle-ci et par la formation de scories, favorise la solidification de l'alliage d'aluminium liquide sur la surface interne de la cavité de la buse, ce qui entraîne un rétrécissement supplémentaire de cette dernière. Parallèlement, en raison du phénomène de solidification de l’alliage d’aluminium, la force d’adhérence entre les inclusions, ainsi qu’entre celles-ci et le matériau de la buse, s’en trouve accrue. Le flux à grande vitesse de l'alliage d'aluminium liquide ne parvient pas à agir efficacement sur la formation de scories lors de l'érosion de la cavité de la buse de coulée, ce qui rend le colmatage de la buse de coulée susceptible de se produire au cours du processus de coulée-laminage.