Le dégazage dans la coulée d’aluminium est important en raison de la particularité de l’hydrogène dans l’aluminium fondu : il s’agit d’un gaz présentant une solubilité évidente. Lorsque la température du métal fondu descend jusqu’à la température de solidification, la solubilité de l’hydrogène diminue considérablement. Une fois la solidification terminée, environ 5% du fluorure présent dans l’aluminium fondu y subsiste. Les 95% restants se trouvent dans la turbine. Dès qu’ils atteignent le stade où ils peuvent former des bulles, ceux-ci sont évacués dans le liquide.
Cependant, l'aluminium est très réactif et a tendance à réduire ou à décomposer l'eau avec laquelle il entre en contact.
Afin d'obtenir des lingots de haute qualité, il est nécessaire d'éliminer les particules de poudre micrométriques jusqu'à un niveau acceptable avant la solidification. La solution industrielle permettant d'éliminer ou de réduire la teneur en glucides consiste à faire passer un gaz inerte ou semi-inerte directement à travers le bain d'aluminium fondu afin de le purifier avant la coulée et la solidification.
Par conséquent, l'air peut de préférence être purifié à l'aide d'un gaz inerte ou traité sous vide.
Dégazage dans la fonderie d'aluminium
Le taux d'élimination, c'est-à-dire la valeur résiduelle finale de l'hydrogène, dépend de plusieurs paramètres tels que la température du métal, la solubilité thermodynamique, le débit du gaz de purification, le débit du métal dans des conditions de dégazage continu, la taille du four dans des conditions de dégazage statique, ainsi que le rapport d'élimination du gaz et la taille des bulles ou la surface spécifique. Si le débit du gaz de purge est donné, le taux d’élimination de l’hydrogène est déterminé par la taille des bulles. Plus les bulles sont petites, plus la vitesse de diffusion est élevée, et donc plus le taux d’élimination est élevé. Un simple pistolet pulvérisateur ou un tube peut générer de très grosses bulles, ce qui se traduit par un taux d’élimination relativement faible. Le taux d’élimination peut être amélioré en introduisant le gaz dans de petites bulles à l’aide d’un bouchon poreux ou d’un moteur rotatif qui cisaille le flux de gaz. Plus les bulles sont petites, plus la surface de contact augmente à mesure que le taux de transfert augmente. Plus le diamètre de Stoke de la bulle est petit, plus sa vitesse de remontée est lente.
L'utilisation de bulles inertes pour éliminer l'hydrogène de l'aluminium fondu présente certaines limites. Pour que l'élimination soit efficace, il faut des bulles d'air relativement petites afin de maximiser la surface de contact. Les bulles les plus petites sont généralement obtenues à l'aide d'un dispositif de dégazage à turbine rotative. Ce dispositif peut générer de très petites bulles, capables de rester en suspension pendant longtemps. Le dispositif de dégazage à turbine rotative est généralement installé à une certaine distance de la machine de coulée, afin que les bulles aient suffisamment de temps pour flotter et se séparer.
Lorsque l’humidité contient des matériaux de contact réfractaires, cette distance laisse également suffisamment de temps à l’hydrogène pour être réabsorbé dans l’aluminium fondu à partir de l’humidité environnante. Compte tenu de l’équilibre entre la solubilité de l’hydrogène et la température, la teneur minimale en hydrogène pouvant être atteinte dépend de la température. Plus la température est basse pendant le processus d'élimination de l'hydrogène, plus la teneur finale en hydrogène après solidification est faible. Idéalement, l'élimination de l'hydrogène devrait avoir lieu juste avant le début de la solidification, mais cela est incompatible avec le processus de purification des gaz.
Lorsque le dispositif de dégazage rotatif Si le système ne produit pas suffisamment de petites bulles, d'autres problèmes apparaissent également. Il est bien connu qu'outre le traitement de dégazage, un traitement par filtration est également nécessaire, qui fait appel à des filtres à lit profond ou à des filtres en mousse céramique.