L'élimination efficace des inclusions est l'une des principales étapes du processus de fusion de l'aluminium. Les inclusions s'agrègent et grossissent ; elles remontent à la surface sous l'effet de la flottabilité et adhèrent à la paroi interne du récipient métallurgique, ou bien sont capturées et emportées par des bulles flottantes, ce qui constitue le principal moyen de les éliminer. En injectant du gaz (principalement du N₂) dans l'aluminium fondu, il est possible de modifier l'état d'écoulement de celui-ci, ce qui favorise l'homogénéisation de sa température et de sa composition ; les petites bulles ainsi générées peuvent capturer les particules d'inclusions et les faire remonter à la surface. Ce procédé favorise la production d’aluminium pur.
Dans l'aluminium fondu, outre leur élimination par adhérence aux bulles, les inclusions peuvent également être éliminées par le sillage des bulles. Lorsqu'une bulle flotte dans l'aluminium fondu, le liquide situé à l'arrière de celle-ci vient remplir l'espace laissé par la bulle avant de se détacher et de remonter, et le vide ainsi créé forme une zone de tourbillonnement à l'arrière de la bulle. Le fluide présent dans cette zone de tourbillonnement forme le sillage de la bulle. Si les inclusions se trouvent dans cette zone de tourbillonnement ou à proximité, elles peuvent y être entraînées et remonter à la surface avec les bulles.
Des études ont montré que la forme des bulles présentes dans l'aluminium fondu est étroitement liée à leur taille. Les bulles d'un diamètre inférieur à 3 mm sont sphériques, celles d'un diamètre compris entre 3 et 10 mm sont ellipsoïdales, et celles d'un diamètre supérieur à 10 mm ont la forme d'une couronne ; les bulles d'un diamètre de 1,5 mm laissent derrière elles un sillage bien visible.
Le processus d'élimination des inclusions par le sillage des bulles peut être décomposé en trois étapes :
(1) Les inclusions s'approchent de la zone du sillage de la bulle ;
(2) Les inclusions pénètrent dans la zone du sillage de la bulle ;
(3) Les inclusions circulent dans la zone de sillage des bulles et remontent à la surface avec celles-ci.
La capacité du sillage de la bulle à capturer les particules d'inclusion dépend de la position relative de l'inclusion et de la bulle, de la turbulence du fluide, de la taille et de la forme de la bulle et de l'inclusion, ainsi que de la tension superficielle.
L'adhérence des bulles et le sillage des bulles constituent les principaux mécanismes permettant aux bulles de remonter à la surface pour éliminer les inclusions dans le processus métallurgique.
La différence entre les mécanismes d'action de ces deux méthodes d'élimination devrait résider dans :
(1) La position des inclusions et des bulles est différente avant qu’elles n’agissent. Les manifestations de l’adhérence des bulles et élimination des inclusions et l'élimination des inclusions par le sillage des bulles réside dans le fait que les inclusions agissent sur les bulles tant par le haut que par le bas.
(2) Lorsque la taille des bulles varie, la manière dont celles-ci remontent à la surface pour éliminer les inclusions diffère également. Lorsque le volume d'air est faible, les inclusions associées à des bulles de petite taille sont principalement éliminées par l'adhérence et l'entraînement d'un grand nombre de petites bulles dispersées ; lorsque le volume d'air est important, les inclusions sont principalement éliminées par le sillage des grosses bulles.
Dans le processus proprement dit, l'écoulement de l'aluminium fondu dans le récipient métallurgique est très complexe, et les bulles n'éliminent pas les inclusions selon un schéma précis.