Agent d'affinage pour fonderie d'aluminium

Lors du choix de la composition d’un agent d’affinage destiné à la fonderie d’aluminium, outre la prise en compte des propriétés physiques générales de cet agent (telles que le point de fusion, la viscosité, la tension superficielle, la densité, la volatilité, etc.), il convient également de tenir compte des caractéristiques de l’interaction chimique entre l’agent d’affinage, le métal et le milieu gazeux. Il convient de veiller à ce que cet agent présente une forte capacité d’adsorption et de dissolution des inclusions, un point de fusion bas et une bonne séparation entre les scories et l’aluminium, et à ce que certains de ses composants modifient les propriétés du gaz du four lorsqu’ils sont chauffés et fondus, créant ainsi une atmosphère réductrice qui atténue l’oxydation de l’aluminium.

Lorsque l'agent d'affinage utilisé dans la fonderie d'aluminium joue principalement un rôle protecteur, il convient de choisir un chlorure. Lorsque la purification par dégazage constitue la tâche principale, il convient de choisir un agent d'affinage qui réagit efficacement avec l'aluminium pour produire des substances gazeuses. Lorsque l’objectif principal est d’éliminer les inclusions, il convient de prendre pleinement en compte les conditions thermodynamiques et cinétiques de l’agent d’affinage. Parallèlement, il faut également tenir compte de la rentabilité, de la conservation, de la sécurité, de l’origine des ressources et de la protection de l’environnement liées à l’agent d’affinage.

Les sels de chlorure couramment utilisés dans la production sont : le chlorure de zinc, le chlorure de manganèse, le chlorure de potassium, le chlorure de sodium, l'hexachloroéthane et le tétrachlorure de carbone, qui peuvent être utilisés seuls ou en combinaison. Le fluorure (NaF, AlF₃, CaF₂, MgF₂), utilisé comme additif, peut améliorer considérablement les conditions cinétiques d'élimination et de purification. Si le agent de raffinage Si le traitement doit non seulement purifier, mais aussi modifier ou affiner les grains, il est possible d'utiliser un agent d'affinage composite, composé d'un modificateur ou d'un agent d'affinage ajouté, afin d'assurer un traitement complet de l'aluminium fondu.

Avec la prise de conscience croissante des enjeux environnementaux, on recherche de plus en plus des agents de raffinage non polluants. L'hexachloroéthane et le fréon, couramment utilisés dans la production, offrent de bons résultats de raffinage, mais leur impact sur l'environnement ne peut être ignoré. De plus, l’utilisation de l’hexachloroéthane et du fréon comme agents d’affinage impose des exigences strictes quant à l’ordre d’alimentation. En général, le Mg, le Sn, le Zn, le Be et d’autres éléments peuvent être ajoutés après l’affinage. Cela complique le processus de fusion et, parallèlement, l’apport de matières après l’affinage augmente le risque que l’alliage s’imprègne de gaz et contienne des inclusions. C’est pourquoi les méthodes d’affinage combinant les procédés d’affinage à l’azote (N₂) et à l’argon (Ar) avec d’autres technologies ont de nouveau retenu l’attention et sont aujourd’hui largement utilisées.

L'azote (N₂), l'argon (Ar) et l'aluminium fondu ne réagissent pas chimiquement ; le processus repose principalement sur le mécanisme de diffusion, c'est-à-dire un dégazage physique, sans générer de pollution. Cependant, le processus d'affinage est relativement lent. C'est pourquoi des dispositifs et équipements d'affinage à injection rotative à grande vitesse d'azote et d'argon ont été mis au point afin de pallier ces inconvénients et d'améliorer considérablement l'efficacité de l'affinage. À l’heure actuelle, l’utilisation de N₂ et d’Ar comme gaz vecteurs, l’ajout d’une petite quantité d’agent d’affinage non polluant, ainsi que l’emploi de dispositifs et d’équipements d’injection à tube unique, poreux ou rotatifs pour purifier l’aluminium liquide, constituent une technologie d’affinage de pointe largement utilisée dans les pays industrialisés.