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Flux pour métal en fusion

Flux pour métal en fusion

Le flux élimine les impuretés dissoutes et en suspension, notamment les oxydes, les nitrures, les carbures et les carbonates présents dans le métal fondu et les éléments d'alliage. Les impuretés dissoutes comprennent les gaz dissous et les solides dissous. Dans l'aluminium fondu, les gaz dissous comprennent l'hydrogène, tandis que les particules solides dissoutes comprennent des métaux alcalins tels que le sodium et le calcium. Par exemple, lorsqu’on ajoute du chlore gazeux, celui-ci forme un sel de chlorure qui remonte à la surface et est éliminé. Les solides en suspension sont transportés vers la surface du bain fondu en se fixant aux bulles qui remontent. L’hydrogène est éliminé par désorption dans les bulles. Il est donc important de maintenir une dispersion fine du gaz de flux ou sel de flux afin qu'il soit réparti dans toute la masse fondue et offre ainsi de nombreux points de captage et d'élimination des impuretés dissoutes et en suspension.

Afin d'éliminer les métaux alcalins (à savoir Na, Ca, K, Li), l'utilisation d'un gaz de flux réactif contenant du chlore est une méthode reconnue pour le traitement de l'aluminium fondu. Dans des conditions d'équilibre, les chlorures de chacun de ces éléments sont formés en tant que produits de réaction. À l'exception du LiCl, tous ces sels halogénés sont des espèces pures et se présentent sous forme solide à la température normale de traitement ; ils peuvent donc être facilement séparés à la surface de la masse fondue sous forme de surnageant, puis éliminés par écumage.

Les métaux alcalins sont généralement présents dans la masse fondue à des concentrations inférieures à 500 ppm. Conformément à la loi d'action de masse (la vitesse de réaction est approximativement proportionnelle à la concentration du réactif), des sels métastables hors équilibre se forment, tels que l'AlCl₃ et le MgCl₂ (si le Mg est présent). Ces halogénures sont indésirables car ils affectent considérablement la transmission par voie aérienne au cours du procédé. De plus, le MgCl₂ fond à 1 306 °F et fond généralement aux températures normales de traitement par fusion. Comme il est difficile d’éliminer le sel qui s’accumule à la surface à l’aide d’un écumeur, l’utilisation de ce sel est fortement déconseillée. Il est donc hautement souhaitable de faire réagir ou de complexer des éléments alcalins afin de produire un sel à point de fusion plus élevé, qui se sépare plus efficacement sous forme solide par flottation à la surface.

Le débit d'injection du gaz de flux peut être compris entre 1 et 650 SCF/heure, et se situe généralement entre 1 et 425 SCF/heure, voire plus, sans dégagement de fumées, ce qui dépend dans une certaine mesure de l'alliage d'aluminium et de la qualité du flux. Dans certains modes, le gaz de flux peut être ajouté à un débit de 5 à 250 SCF/heure, tandis que dans d’autres modes, il peut l’être à un débit de 5 à 50 SCF/heure, généralement de 10 à 25 SCF/heure. Le degré dépend de la quantité de gaz de flux et de métal de flux.