Amélioration et innovation continues des technologies de fusion et de coulée de l'aluminium
La technologie de fusion et de coulée de l'aluminium englobe les différentes techniques de production de tôles, bandes, feuilles, tubes, barres et ébauches de profilés. Elle comprend notamment le trempage, le sciage, les contrôles, l'automatisation et l'intégration intelligente. Actuellement, un atelier de coulée se compose généralement d'un four de fusion et de maintien (ou d'un four de fusion et de maintien de l'aluminium), d'une goulotte de coulée, d'un système de production en ligne et d'une machine de coulée.
Dans un atelier de fonderie, les principales opérations comprennent l'alimentation, l'élimination des scories, l'affinage, la réparation des moules, le nettoyage, le levage, le transport, la mise en place, le chargement et le déchargement, le pressage, etc. S'y ajoutent l'alimentation en liquides et en solides, l'affinage côté four, etc. Actuellement, la détection et le colmatage des fuites d'aluminium lors de la coulée nécessitent encore une intervention manuelle, ce qui engendre une charge de travail importante et un risque élevé. De plus, la purge et l'entretien des moules après la production requièrent également une intervention manuelle. En revanche, la plupart des tâches, telles que le contrôle automatique et la suspension des lingots, sont désormais automatisées. Après la coulée et l'extraction des lingots, le système MES (Manufacturing Execution System) assure la continuité et l'efficacité du processus grâce à la table à rouleaux de stockage, la scie, le four de trempage (comprenant la chambre de trempage, la chambre de refroidissement, le chariot d'alimentation, etc.), le système d'empilage automatique (empileur, convoyeur, etc.), les détecteurs de défauts, le pesage, le pressage, le chargement, etc.
Par conséquent, des problèmes persistent actuellement, tels qu'une configuration inégale des équipements et des liaisons logistiques insuffisantes entre les lignes de production. Cependant, grâce aux progrès technologiques, l'utilisation et la coordination des équipements sont désormais assurées par différents systèmes de gestion, ce qui améliore l'efficacité de la production et permet à l'atelier de fonderie de devenir plus intelligent.
Dans le domaine actuel de la fusion et du moulage de l'aluminium, les technologies principalement utilisées comprennent le chauffage par fusion, le traitement du métal en fusion, le moulage et d'autres procédés d'atelier. Le chauffage par fusion le plus courant repose sur la combustion régénérative et la combustion à brûleur à grande vitesse dans un système de chauffage au gaz, ainsi que sur le chauffage électrique et le chauffage par circulation. Le traitement du métal en fusion inclut le prétraitement, le traitement en four, le dégazage en ligne, l'élimination des scories, l'affinage du grain, etc. Le moulage comprend la production de lingots plats, de lingots ronds, ainsi que le laminage de bandes. Les autres procédés d'atelier incluent le trempage, le refroidissement, le sciage, etc.
Actuellement, le développement des techniques de fonderie est principalement dû à la coexistence de plusieurs procédés. Les exigences en matière de coût, de qualité et d'efficacité des produits restent élevées, tandis que les impératifs de protection de l'environnement, d'économie d'énergie et de sécurité se renforcent progressivement. Avec l'émergence constante de nouvelles technologies, les technologies obsolètes sont progressivement abandonnées.
Face aux exigences de la concurrence, à la réglementation et aux orientations des politiques nationales, et à l'amélioration continue des techniques de fonderie, l'industrie accorde une importance accrue non seulement à la réduction des coûts, à l'amélioration de la qualité des produits et à l'augmentation de la productivité, mais aussi à la protection de l'environnement, aux économies d'énergie et au respect des normes de sécurité. L'intégration des technologies de l'information est devenue incontournable.
La réduction des coûts, l'amélioration de l'efficacité, la protection de l'environnement et les économies d'énergie sont les principaux axes de développement de la nouvelle technologie de fonderie d'aluminium.
Parmi les technologies d'alimentation et d'évacuation des scories, on trouve principalement des véhicules d'alimentation automatiques et des véhicules d'évacuation des scories automatiques. Ces systèmes servent à l'introduction de matières solides et liquides, ainsi qu'à l'écrémage des scories en amont du four.
Le dispositif d'élimination des alcalis, intégré à la technologie de fusion, sert au prétraitement de l'électrolyte en amont du four. La technologie de raffinage automatisée, utilisée en amont du four, remplace le raffinage manuel pour une sécurité accrue. Le dégazeur rotatif latéral, principalement utilisé pour le raffinage à l'intérieur du four, ne nécessite aucune intervention humaine, améliorant ainsi l'efficacité et la sécurité. Par ailleurs, un système de filtration électromagnétique est mis en place.
Cet appareil est principalement utilisé pour la filtration en ligne. Il offre une précision de filtration élevée, une quasi-absence d'impuretés et une grande facilité de démontage et d'installation. Le dégazeur à ultrasons permet d'éliminer les impuretés, atteint un taux d'élimination de l'hydrogène de 70 % et affine les grains simultanément.
Afin de répondre aux exigences fondamentales d'obtention continue de lingots et de fondus d'alliages d'aluminium de haute qualité, les technologies de fusion et de coulée doivent évoluer pour satisfaire aux impératifs d'efficacité de la production en série et de qualité des produits sur mesure. La généralisation de l'automatisation des ateliers et de la production intelligente peut considérablement améliorer l'efficacité de la production et répondre aux besoins des produits en série. Parallèlement, l'accélération de la diffusion des technologies de purification des fondus et de coulée les plus récentes permet d'améliorer efficacement la qualité des produits sur mesure. Enfin, l'intégration de l'intelligence artificielle et de l'automatisation renforce la stabilité, la sécurité et la fiabilité de la production en atelier, tout en garantissant son caractère avancé en matière de protection de l'environnement et d'économie d'énergie.
Date de publication : 15 août 2022