► Quels types d'impuretés s'accumulent sous forme de scories ?
Plusieurs types d’impuretés peuvent s’accumuler à la surface du métal en fusion sous forme de scories :
◇ Oxydes métalliques – L'oxygène réagit avec le métal en fusion pour former des oxydes solides.
◇ Agents fluxants – Des matériaux comme les chlorures se combinent avec des oxydes.
◇ Scories – Les silicates et autres composés flottent du minerai.
◇ Anciens revêtements - Peintures, huiles, graisses, etc. issues de métaux recyclés.
◇ Usure du creuset - Particules de revêtement céramique érodées.
◇ Résidus de combustion - Cendres de combustibles de chauffage.
◇ Agents de dégazage - Composés ajoutés comme l'azote ou le chlore.
L'écrémage des scories vise à éliminer ce mélange complexe d'impuretés avant la coulée.
► Comment varie la composition des scories ?
La composition des scories varie considérablement selon lesBac à écumemétal impliqué et spécificités du processus :
Crasses d'aluminium :
Les crasses d'aluminium contiennent souvent une quantité importante de métal récupérable, certaines compositions dépassant 30 % d'aluminium récupérable.
Les constituants principaux comprennent l'oxyde d'aluminium, l'aluminium métallique et d'autres composés non métalliques, tels que les sels.
Scories de zinc et de plomb :
Les crasses de zinc ont tendance à être riches en zinc, ce qui reflète le métal primaire traité, tandis que les crasses de plomb se caractérisent par une teneur plus élevée en plomb.
Les compositions comprennent un mélange d'oxydes de zinc ou de plomb, de particules métalliques et d'impuretés supplémentaires résultant des conditions de traitement spécifiques.
Scories de sidérurgie :
Les scories de sidérurgie sont principalement composées de composés d’oxyde de fer, principalement sous forme de rouille et de tartre.
Des éléments supplémentaires peuvent être présents, en fonction de la composition de l'alliage d'acier et des matériaux utilisés dans le processus de fabrication de l'acier.
Scories de cuivre :
Les crasses de cuivre sont reconnues pour leur teneur élevée en composés d'oxyde de cuivre (CuO).
Différents composants présents dans la première source de cuivre, comme l'étain ou le nickel, peuvent s'ajouter à la création générale.
Caractéristiques générales:
La forme physique des crasses peut varier considérablement, allant des poudres libres aux morceaux ou agrégats solides, en fonction des conditions de traitement et du métal spécifique impliqué.
La nature hygroscopique de certains types d’écumes signifie qu’ils absorbent facilement l’humidité du milieu environnant, ce qui a un impact sur leurs propriétés physiques.
Teneur en humidité :
Les scories peuvent contenir de l'humidité emprisonnée en raison de la nature hygroscopique de certaines compositions. La teneur en humidité peut influencer la manipulation et le traitement des scories.
Fines gouttelettes de métal :
Les scories contiennent souvent de fines gouttelettes de métal entraînées, qui représentent des composants précieux qui peuvent être ciblés pour être récupérés dans le processus de séparation.
Comprendre la composition des scories aide à guider le traitement de séparation et de récupération.
► Pourquoi est-il important d'éliminer les scories du métal en fusion ?
Laisser des scories dans leBac à écumele métal en fusion a des effets néfastes sur la qualité du produit final :
Affaiblissement des structures métalliques coulées :
Les pores de gaz piégés dans les scories peuvent affaiblir l’intégrité structurelle du métal coulé, compromettant les propriétés mécaniques du produit final.
Contamination des éléments d’alliage et de la chimie :
Les scories contiennent souvent des impuretés qui peuvent contaminer le métal en fusion, altérant les éléments d’alliage et la composition chimique. Cela peut entraîner des propriétés indésirables et des performances matérielles compromises.
Problèmes de robinets de four et de buses de coulée :
Les scories accumulées peuvent obstruer les robinets du four et les buses de coulée, perturbant ainsi l'écoulement fluide du métal en fusion et entravant le processus de coulée.
Défauts de surface et rugosité :
L'inclusion de scories dans le métal en fusion peut entraîner des défauts de surface et une rugosité sur le produit fini, diminuant ainsi son attrait esthétique et sa fonctionnalité.
Réduction du rendement en métal utilisable :
La présence d'écumes réduit le rendement en métal utilisable issu du traitement des matières premières, entraînant une augmentation des déchets et des pertes économiques.
Attaque oxydative pendant le maintien :
Les scories, si elles ne sont pas éliminées, peuvent favoriser une attaque oxydative sur le métal en fusion pendant les périodes de maintien, affectant ainsi la stabilité chimique et la pureté du métal.
Accumulation de suie :
La combustion des matières organiques présentes dans les crasses peut conduire à l’accumulation de suie, compliquant encore davantage le processus métallurgique et potentiellement source de problèmes environnementaux.
Difficulté accrue dans le traitement en aval :
La présence d'écumes complique les étapes de traitement en aval, telles que le moulage, le laminage ou l'extrusion, ce qui rend plus difficile l'obtention des spécifications et de la qualité souhaitées du produit.
L’élimination diligente des scories est essentielle au maintien des normes de pureté et de qualité.
► Comment un bac d'écumage des scories exploite-t-il la séparation naturelle ?
Le métal en fusion a une densité beaucoup plus élevée que les impuretés constituant les scories. Les bacs à crasse fonctionnent en écumant la surface pour profiter de cette séparation naturelle :
Séparation naturelle due à la différence de densité :
Les impuretés présentes dans le métal en fusion ont une densité inférieure à celle du métal lui-même. Cette différence naturelle de densité provoque des impuretés,
y compris les oxydes et les particules non métalliques, pour flotter à la surface.
Contact sélectif avec les scories :
La conception dupoêle à écumeest tel qu'il flotte à la surface du métal en fusion, entrant sélectivement en contact uniquement avec la couche de crasse flottante à la surface.
Adhérence métallique minimisée :
La forme et les perforations dupoêle à écumesont conçus pour minimiser l’adhérence du métal en fusion. Cette conception évite tout contact excessif avec le métal, garantissant que seule la couche supérieure d'écume adhère à la poêle.
Processus d'écrémage lent :
L'écrémage est effectué lentement et délibérément pour recueillir uniquement la couche supérieure des scories. Ce processus contrôlé évite la perte inutile de bon métal fondu tout en capturant efficacement les impuretés.
Transport des scories flottantes :
Comme lepoêle à écumese déplace sur la surface, il collecte efficacement les scories flottantes. La cuvette est souvent équipée de mécanismes permettant de transporter les crasses rassemblées hors du bain fondu, empêchant ainsi la recontamination.
Perte minimale de bon métal en fusion :
La conception stratégique et le fonctionnement dupoêle à écumegarantir que la perte de bon métal fondu est minimisée. En ciblant spécifiquement la couche supérieure d’écume, la majorité du métal fondu reste intact et convient au traitement en aval.
Cette élégante solution low-tech exploite la physique pour une extraction ciblée des scories.
► Que se passe-t-il après l'élimination des scories par écrémage ?
Après l'écrémage, les scories subissent un traitement ultérieur :
- Les scories sont vidées du bac dans des récipients pour être refroidies.
- Les scories peuvent être broyées, broyées ou déchiquetées pour libérer du métal.
- Les séparateurs magnétiques récupèrent les fractions riches en fer.
- Le contenu métallique est refondu dans le flux de production.
- Les déchets d'oxyde restants peuvent avoir des utilisations secondaires.
- Un minimum de scories envoyées à la mise en décharge.
L’écrémage des scories permet la production de métaux de haute pureté et le recyclage en aval. Pour plus d'informations sur le bac à crasse, contactez-nous àtech@huan-tai.org.
Les références:
https://www.thermofisher.com/blog/metals/dross-skimming-enhance-aluminum-recovery/
https://www.tetronics.com/Le dilemme-des-scories-existe-t-il-une-manière-plus écologique-de-traiter-ce-gaspillage-dangereux/
https://patents.google.com/patent/JPH11236470A/fr
https://link.springer.com/chapitre/10.1007/978-3-030-05864-7_15
https://www.fst.nl/media/com_form2content/documents/c2/a4246/f2/Dross%20pans%20EN.pdf
https://www.researchgate.net/figure/Compositions-typiques-de-scories-pour-divers-métaux-fondus-retirés-de-ref-2_fig3_329462851}
https://www.thermofisher.com/blog/metals/boosting-productivite-recuperation-metal-des-scories
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2588863116300105
https://www.asminternational.org/documents/10192/2278238/amp17109p113.pdf
https://www.intechopen.com/chapters/47936
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