Goulotte isolante

La pollution secondaire de l'aluminium en fusion se produit principalement dans la goulotte isolante reliant le four à la machine de coulée. Des dispositifs de dégazage et de filtration en ligne sont installés sur la goulotte isolante afin de purifier l'aluminium en fusion. Lorsque le métal en fusion traverse le système de goulottes, il absorbe de l'hydrogène à des degrés divers au contact de l'humidité présente dans l'air. Lorsque l'aluminium en fusion entre en contact avec l'humidité, l'hydrogène atomique est absorbé par la surface de l'aluminium liquide, puis se diffuse dans la masse fondue. L'ensemble du processus de dissolution comprend : l'adsorption physique, l'adsorption chimique et la diffusion.

D'après les caractéristiques d'absorption de l'hydrogène du canal de transfert métallique, un essai comparatif a été réalisé entre deux canaux de coulée : l’un correspond à la fabrication d’un canal ouvert classique, dans lequel l’aluminium en fusion est en contact direct avec l’environnement et où la protection de la masse fondue repose uniquement sur le film d’oxyde présent à la surface ; l’autre est un canal amélioré, conçu à partir du modèle ouvert. La profondeur du canal reste inchangée. L’embouchure supérieure du canal de coulée est réduite de 4 cm, et la largeur de la partie inférieure est réduite de 2 cm. De plus, un traitement d’isolation thermique est appliqué au canal de coulée. Une fois le matériau moulé formé et mis en place, le matériau isolant est ajouté à l’extérieur du coffrage. L'objectif est de réduire la dissipation thermique du canal de coulée et de limiter le contact entre la masse fondue et l'air, afin de diminuer la température de l'aluminium fondu et sa capacité d'absorption d'hydrogène.

Par rapport au canal d'injection ouvert, le canal d'injection amélioré présente une section transversale plus petite ; la masse fondue s'écoule plus rapidement dans le canal et le temps de séjour est plus court. Le canal d’écoulement étanche isole la masse fondue de l’humidité présente dans l’air, empêche efficacement la formation de produits de réaction entre l’aluminium à haute température et l’humidité, réduit la concentration en hydrogène à l’interface vapeur-liquide de l’aluminium fondu et empêche efficacement la masse fondue d’absorber de l’hydrogène. Grâce à l’amélioration du canal d’écoulement, le temps de séjour de la masse fondue dans celui-ci est raccourci, la température du système et la concentration en hydrogène à l’interface gaz-liquide de l’aluminium fondu sont réduites, et l’objectif de réduction de la teneur en hydrogène au point de coulée est atteint.

Dans la production réelle, la pollution secondaire de l'aluminium en fusion doit être maîtrisée dès la sortie du unité de dégazage jusqu'au point de coulée. Moyens efficaces de contrôle : premièrement, accélérer le débit de la masse fondue dans le canal de coulée et le bac filtrant. Deuxièmement, réduire la surface de contact entre l'aluminium fondu et l'air. Troisièmement, réduire l'humidité de l'air. Prenons l’exemple du bac de filtration : il convient d’utiliser un bac de filtration offrant une étanchéité optimale et de réduire le temps de séjour de l’aluminium fondu dans ce bac. En particulier lorsque la teneur en hydrogène de la masse fondue est faible, l’étanchéité doit être d’autant plus élevée ; sinon, l’efficacité du traitement de dégazage en ligne sera réduite par la pollution secondaire qui s’ensuivra, et on n’obtiendra finalement pas la masse d’aluminium fondu idéale.

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