Tablettes de dégazage pour l'aluminium

Les tablettes de dégazage réduisent de manière fiable la quantité d'hydrogène dissous et les émissions de gaz à effet de serre. éliminer les inclusions d'oxyde de l'aluminium fondu, Le traitement des comprimés permet de réduire les défauts de porosité, d'obtenir des pièces coulées plus résistantes et d'augmenter le rendement de la première passe lorsqu'il est utilisé correctement dans le flux de travail d'une fonderie. Lorsqu'ils sont adaptés à la chimie des alliages, à la température de fusion et aux protocoles de manipulation, les traitements par comprimés peuvent réduire de plus de moitié les déchets liés aux gaz et raccourcir le temps de nettoyage.

Pourquoi les tablettes de dégazage restent-elles essentielles pour les petites et moyennes fonderies ?

Les fonderies qui coulent des alliages d'aluminium sont souvent confrontées à la porosité de l'hydrogène et aux inclusions d'oxyde. Les tablettes conçues pour le traitement de la fonte offrent une méthode compacte et peu complexe pour produire une libération active de gaz dans le bain de fusion, transporter l'hydrogène dissous dans des bulles montantes et collecter les contaminants non métalliques en vue de leur élimination. Les tablettes peuvent être utilisées aussi bien sur les lignes de coulée manuelle que sur les lignes de coulée mécanisée. Les principaux avantages sont les suivants : manipulation plus simple que pour les poudres, exposition moindre de l'opérateur lorsque le choix est judicieux et compatibilité avec plusieurs groupes d'alliages.

Des définitions rapides qui comptent

• Tablette de dégazage: composition chimique compacte qui réagit ou libère du gaz lorsqu'elle est plongée dans un bain d'aluminium liquide, favorisant la diffusion de l'hydrogène dissous dans des bulles qui s'échappent de la matière fondue.
• Comprimé de fluxLe traitement de l'oxyde d'aluminium : une variante qui aide également à rassembler les films d'oxyde pour qu'ils flottent à la surface afin d'être enlevés.
• Comprimé à base de chloreLes produits de la catégorie "produits chimiques" sont des comprimés qui produisent des composés chlorés lors de la réaction ; ils sont efficaces mais nécessitent une ventilation soigneuse.
• Pastille d'azoteLes comprimés d'azote sont conçus pour générer de l'azote gazeux qui chasse l'hydrogène et entraîne les inclusions vers le haut.

Fonctionnement des comprimés de dégazage

Lorsqu'une tablette est plongée dans de l'aluminium en fusion, ses constituants réagissent rapidement avec la matière fondue et entre eux pour produire des produits gazeux et des particules finement dispersées. Ces bulles de gaz se forment à l'emplacement de la tablette, montent dans la masse fondue et recueillent l'hydrogène dissous par diffusion à l'intérieur des bulles à plus basse pression. Comme l'hydrogène migre rapidement de la pression partielle élevée dans la matière fondue à la pression partielle basse à l'intérieur des bulles montantes, une fraction importante de l'hydrogène dissous quitte le métal au cours d'un court intervalle de traitement. Simultanément, les composants de fluxage lient l'oxyde et d'autres fragments non métalliques, qui flottent ensuite à la surface dans la couche d'écume.

Une note pratique pour les opérateurs : le placement cohérent des pastilles et le contrôle de la profondeur d'immersion améliorent la distribution des bulles dans la colonne de fonte, augmentant l'efficacité du dégazage et réduisant les surtraitements localisés.

Types de pastilles de dégazage et comment les choisir

Plusieurs familles chimiques sont utilisées dans les comprimés. Le choix doit correspondre au groupe d'alliage, à la pratique de la fusion, aux règles environnementales et à la sécurité sur le site.

Principales familles de tablettes

• Famille du chloreAction rapide, forte élimination de l'hydrogène, certains avantages pour le raffinage des céréales ; nécessite une bonne extraction car les composés chlorés peuvent former des fumées.
• Famille de l'azoteLe système d'aspiration de l'hydrogène : libère de l'azote gazeux qui déplace l'hydrogène tout en produisant moins de fumées ; à utiliser de préférence dans les petits ateliers bien ventilés.
• Mélange chlore/azoteLe système d'épandage de fumées est un système d'épandage de fumées qui permet d'obtenir des performances équilibrées lorsque les opérateurs souhaitent un compromis entre vitesse et réduction des fumées.
• Comprimés techniques sans chloreLe système de dégazage est conçu pour réduire les fumées et l'impact sur l'environnement tout en produisant un dégazage efficace.

Choix en fonction des contraintes liées à l'alliage et au processus

• Pour les alliages moulés sous pression qui sont très sensibles à la porosité, choisissez une pastille avec une génération de bulles rapide et profonde.
• Pour les espaces confinés ou lorsque l'extraction est faible, préférez les formules à faible fumigation ou les tablettes sans chlore.
• Pour la coulée manuelle ou les petits poids de fonte, les petites tailles de comprimés et le dosage mesuré permettent d'éviter le surtraitement.

Dosage pratique, placement et sécurité - règles opérationnelles

Pour obtenir de bons résultats, il faut faire preuve de constance. Respectez le dosage du fabricant en fonction de la masse fondue, préchauffez les cloches plongeantes pour limiter les chocs thermiques et maintenez une ventilation par aspiration pendant le traitement.

Plages et méthodes de dosage typiques

(Le tableau 1 présente les conseils du fabricant, condensés à partir des données du produit)

Tableau 1 : Dosage typique des comprimés et méthodes d'utilisation courantes

Type de tablette	Masse typique par traitement	Méthode commune	Notes
Petit comprimé (50-100 g)	0,2-0,5% de la masse fondue	Plongeon avec cloche perforée	Pour une fonte de 100 kg, 200-500 g au total
Comprimé moyen (100-250 g)	0,1-0,3%	Lance à immersion ou mécanique	Placement en quinconce pour une répartition homogène des bulles
Grand comprimé (250-500 g)	0,05-0,2%	Dépose de plateau avec cloche	Pour les grandes séries de fours, il est recommandé d'utiliser plusieurs tablettes.
Équivalent en poudre	Variable	Diffuseur ou injecteur	Manipulation plus délicate

Remarques : Le dosage exact dépend de la chimie de l'alliage, de la propreté de la fonte et de l'utilisation éventuelle d'un flux de couverture.

Liste de contrôle de sécurité (opérationnelle)

• Maintenir l'extraction en marche et la ventilation au niveau du couloir lors de l'utilisation de pastilles contenant du chlore.
• Préchauffer les outils de plongée pour éviter les chocs thermiques et la fragmentation des comprimés.
• Utiliser un équipement de protection individuelle : écran facial complet, gants résistants à la chaleur et vêtements de protection.
• Conserver les comprimés dans un emballage sec et frais et suivre les indications de durée de conservation du fournisseur.

Comparaison des performances - comprimés et autres méthodes de dégazage

Les comprimés sont une stratégie parmi d'autres. Un programme équilibré peut combiner plusieurs méthodes.

Tableau 2 : Aperçu des performances : comparaison des comprimés avec le dégazage rotatif et la lance à gaz inerte

Métrique	Tablettes	Dégazeur rotatif	Lance à gaz inerte
Coût du capital	Faible	Haut	Moyen
Compétences requises pour l'opérateur	Faible	Haut	Moyen
Rapidité du traitement	Action locale rapide	Action en vrac rapide	Modéré
Génération de fumées	Variable par formule	Faible en l'absence d'eau	Faible
Évolutivité	Bon pour les fusions petites/moyennes	Idéal pour les grandes fontes continues	Idéal pour la production en continu
Efficacité typique sur l'hydrogène	Élevée lorsqu'elle est utilisée correctement	Très élevé	Très élevé

Quand les tablettes gagnent

• Petits ateliers avec des fontes intermittentes et un capital limité.
• Situations où la simplicité du dosage et la rapidité d'exécution permettent d'améliorer la production.
• En combinaison avec d'autres méthodes pour le nettoyage final.

Quand les alternatives sont préférables

• Lignes continues à haut volume où le rotary ou le lancing permet une élimination des gaz plus régulière et plus homogène.

Considérations environnementales et réglementaires

Certains produits chimiques en pastilles produisent des fumées ou des composés chlorés qui doivent être extraits et manipulés correctement. Les formules les plus récentes visent à réduire la production d'halogènes, afin de respecter les règles environnementales plus strictes en vigueur dans les ateliers et au niveau local. Les pastilles à base d'azote et les formules sans chlore réduisent la charge de fumées tout en offrant une efficacité de dégazage comparable dans de nombreux alliages. Lors du choix des produits, il convient de consulter les normes d'émission locales et les fiches de données de sécurité des fournisseurs.

Comment mesurer le succès - mesures et méthodes d'essai

Les vérifications pratiques l'emportent sur les anecdotes. Utilisez ces vérifications standard :

• Comptage de la porosité à l'hydrogèneExamen métallographique pour compter les petits pores par unité de surface.
• Test de densité ou de gravité spécifiquecomparer la densité de l'échantillon à celle de l'étalon certifié pour l'alliage.
• Réduction du taux de rebutSuivi des rejets de coulée liés à la porosité avant et après l'introduction des comprimés.
• Contrôles spectrométriquesLes résultats de l'analyse des données de l'enquête sont les suivants : ils confirment qu'aucun élément indésirable n'a été prélevé dans la chimie des comprimés.

Tableau 3 : Mesures de qualité suggérées et fréquence

Métrique	Outil de mesure	Fréquence
Porosité à l'hydrogène	Métallographie / Rayons X	Hebdomadaire pendant les essais, mensuel en temps normal
Essai d'étanchéité de la coulée	Essai de pression	Par tirage pour les pièces critiques
Propreté de la fonte	Poids visuel de l'échantillon de coulée + poids de l'écume	Quotidiennement le premier mois, puis hebdomadairement
Rendement du processus	Pourcentage de rebut	Contrôle continu

Formuler un plan de mise en œuvre pour une fonderie

1. Audit de référenceLes données relatives à l'utilisation de l'eau sont les suivantes : taux de rebut, fréquence de la porosité et routine de dégazage actuelle.
2. Sélection des procèsLe choix d'une qualité de comprimé compatible avec les alliages de base et les essais en petites séries.
3. Essai contrôléLes résultats de l'étude sont les suivants : des fontes parallèles avec et sans comprimés, toutes choses étant constantes par ailleurs.
4. Mesurer et documenterLes résultats de l'évaluation de la qualité de l'eau sont présentés dans le tableau ci-dessous : ils utilisent les paramètres de la section précédente pour quantifier l'amélioration.
5. Barème et POSLes tableaux de dosage, les routines de mise en place et les procédures de ventilation sont définis dans les tableaux de dosage.
6. Former le personnelFormation pratique axée sur le dosage et la sécurité.

Idées reçues et vérification de la véracité des faits

• Idée fausse: Les comprimés libèrent toujours du chlore gazeux dangereux.
  La vérité: Certains comprimés contiennent des sources de chlore, qui peuvent créer des fumées ; cependant, de nombreux comprimés modernes sont conçus pour être faiblement fumigants ou sans chlore, ce qui réduit l'exposition de l'opérateur. Choisissez la formule et maintenez la ventilation.
• Idée fausse: Les tablettes corrigeront tous les défauts de moulage.
  La vérité: Les comprimés s'attaquent à l'hydrogène et à de nombreuses inclusions, mais les défauts mécaniques, le mauvais remplissage ou un mauvais outillage sont encore à l'origine de rejets.
• Idée fausse: Plus la masse des comprimés est importante, plus le dégazage est efficace.
  La vérité: Le surdosage peut créer un fluxage excessif, augmenter les crasses et altérer la chimie de la fonte. Suivre les conseils de dosage et contrôler les résultats.

Étude de cas du client ADtech Malaysia

Contexte
ADtech a fourni des tablettes de dégazage et une assistance technique à une fonderie d'aluminium de taille moyenne située à Penang, en Malaisie, qui coule des composants structurels pour les systèmes du marché secondaire de l'automobile. La fonderie a signalé des trous d'épingle fréquents et un taux de rebut de 6,2% lié à la porosité au cours des six mois précédents.

Intervention
ADtech a mis en œuvre un protocole d'essai : cloche de plongée préchauffée et perforée, comprimé de masse moyenne pauvre en azote, dosage de 0,25% de masse totale de comprimé par 100 kg de matière fondue, et extraction continue pendant le traitement. Des échantillons métallographiques ont été prélevés lors de la première coulée de chaque équipe. Le personnel a été formé pendant deux sessions d'une demi-journée.

Résultats après 60 jours

• La ferraille liée à la porosité est passée de 6,2% à 2,1% (soit une réduction relative de 66%).
• La masse moyenne de crasse par fusion a diminué de 18% en raison de l'amélioration du flottage des inclusions.
• Le rendement au premier passage s'est amélioré, passant de 88,3% à 94,7%.
• Les incidents liés à la manipulation des opérateurs sont tombés à zéro après l'adoption des SOP.

Liste de contrôle pour la sélection des produits à l'intention des équipes chargées des achats

• Vérifier la compatibilité des alliages et les éventuelles restrictions d'éléments pour les alliages cibles.
• Demander la FDS et les données sur la composition des fumées.
• Demandez des tableaux de dosage pour différentes tailles de fusion et différents alliages.
• Confirmer le conditionnement et la durée de conservation des comprimés.
• Demandez un petit échantillon pour un essai contrôlé avant l'achat en gros.
• Insister sur l'assistance technique du fournisseur pour les trois premiers cycles de production.

FAQ

1. Les comprimés permettent-ils d'éliminer complètement l'hydrogène d'une matière fondue ?
Non. Les comprimés réduisent considérablement l'hydrogène dissous et la porosité associée, mais ils éliminent rarement toutes les molécules. Une pratique efficace permet de réduire la majorité des gaz lorsque le dosage, la mise en place et la ventilation sont corrects.

2. Les comprimés peuvent-ils être utilisés avec le dégazage rotatif ?
Oui, les tablettes peuvent être complémentaires et permettre un nettoyage initial rapide avant le traitement rotatif ou être utilisées entre les traitements rotatifs pour maintenir la propreté.

3. Les comprimés de chlore sont-ils interdits ?
Pas de manière universelle. Les règles locales varient. Les comprimés contenant du chlore nécessitent une forte extraction et une manipulation sûre. De nombreux opérateurs choisissent des alternatives sans chlore pour réduire la charge réglementaire.

4. Combien de comprimés pour 100 kg d'aluminium ?
Le dosage typique se situe entre 0,1% et 0,5% de la masse fondue. Toujours suivre les conseils du fournisseur pour les produits et alliages spécifiques.

5. Les comprimés modifieront-ils la composition chimique de l'alliage ?
Certains produits chimiques en comprimés peuvent introduire des oligo-éléments ; les produits en comprimés approuvés sont formulés de manière à éviter l'accumulation d'éléments nocifs lorsqu'ils sont utilisés conformément au mode d'emploi.

6. Est-il nécessaire de préchauffer la cloche de plongée ?
Oui. Le préchauffage empêche la fragmentation des comprimés, réduit les éclaboussures et améliore la reproductibilité.

7. Combien de temps doit durer le cycle de dégazage ?
La durée du cycle dépend de la masse de matière fondue et du type de comprimé. Les fenêtres de travail typiques vont de quelques minutes à dix minutes par traitement, contrôlées par des tests d'échantillons.

8. Les comprimés peuvent-ils aider à résoudre les problèmes de peau d'oxyde ?
Oui. Les composants de flux contenus dans de nombreux comprimés favorisent l'agglomération des films d'oxyde, ce qui facilite leur écrémage.

9. Quels sont les outils de surveillance les mieux adaptés aux petites entreprises ?
De simples contrôles métallographiques, des tests de densité et un suivi cohérent des rebuts permettent d'obtenir un retour d'information solide sans gros investissements.

10. Chaque coulée devrait-elle recevoir un traitement sous forme de comprimés ?
Pas nécessairement. Les séries critiques et les composants de grande valeur en bénéficient le plus. Optimisez la fréquence en suivant les mesures de rebut et de qualité.

Résolution des problèmes courants

Fumées ou odeurs excessives

• Vérifier la formule des comprimés. En cas de présence de dérivés chlorés, augmenter le débit d'extraction ou passer à un produit sans chlore.

Augmentation du poids de l'écume après traitement

• Des crasses peuvent se former lorsque le fluxage rompt plus efficacement les films d'oxyde. Ajuster le dosage à la baisse et veiller à un bon écrémage pour récupérer le métal.

Pas d'amélioration de la porosité

• Vérifier l'emplacement des pastilles, les niveaux de préchauffage et le dosage. Confirmer la composition chimique de l'alliage et s'assurer que les sources de pénétration de l'hydrogène (humidité, déchets fondus) sont contrôlées. Envisager d'associer le dégazage rotatif pour les cas difficiles.

Analyse comparative des coûts - capital faible, rendement élevé

Les tablettes exigent un faible coût initial et une formation limitée des opérateurs. Les économies réalisées se traduisent par une réduction des rebuts, une diminution des retouches et un meilleur état de surface, ce qui permet souvent de récupérer les coûts d'approvisionnement et de formation en quelques mois pour les fonderies à débit moyen.

Tableau 4 : Exemple de scénario de coûts (chiffres annuels, hypothétiques)

Objet	Pas de programme de tablettes	Programme de tablettes	Variation nette
Volume annuel de fonte	10 000 tonnes	10 000 tonnes	—
Taux de rebut pour la porosité	6%	2%	-4 points de pourcentage
Valeur du métal contenu perdu	$300,000	$100,000	$200 000 économisés
Coût de la tablette et de la formation	$0	$20,000	-$20,000
Prestation annuelle nette	—	—	$180,000

Les chiffres sont donnés à titre indicatif ; effectuez un retour sur investissement spécifique au site en utilisant les valeurs réelles de la ferraille et le prix des comprimés.

Questions à poser aux fournisseurs avant de passer commande

• Quelle est la composition chimique complète et quels sont les éventuels composants dangereux ?
• Quelles sont les tailles de particules et les masses de comprimés disponibles ?
• Les essais techniques sont-ils inclus dans l'achat ?
• Le fournisseur peut-il fournir des données de performance de tiers ou des références de clients ?
• Quelles sont les instructions de traitement des déchets qui accompagnent les crasses usagées ?

Modèles d'enregistrement pour le contrôle des processus

Tenir un registre pour chaque traitement, y compris :

• Date et heure
• ID du lot de fusion et nuance d'alliage
• Numéro de série/de lot du comprimé et masse utilisée
• Température de préchauffage de l'outil de plongée
• État de la ventilation
• Notes métallographiques après traitement
• Rebut et rendement enregistrés pour la pièce finie

L'enregistrement systématique des données permet d'établir une corrélation entre le dosage des comprimés et l'amélioration du rendement à long terme.

Recommandations finales

1. Choisissez une formule de comprimé adaptée à l'alliage et à la ventilation de l'espace de travail.
2. Effectuer des essais côte à côte pour quantifier les avantages.
3. Préchauffer les pistons et maintenir l'extraction pendant le traitement.
4. Former les opérateurs et mettre en place des mesures de qualité simples.
5. Réévaluer après un mois et augmenter si les mesures confirment l'amélioration.

Références et lectures complémentaires

Les principaux résumés techniques et les données sur les produits utilisés pour préparer ce document comprennent les conseils des fabricants et des métallurgistes sur le fonctionnement et la sécurité des comprimés, qui traitent également de la mécanique de la diffusion des gaz et des méthodes d'application typiques. Les sources représentatives comprennent des aperçus techniques sur les mécanismes de réaction des comprimés, des pages de produits qui énumèrent les dosages et les tailles, et des comparaisons de méthodes entre les options de dégazage.