Dégazage sous vide
Qu’est-ce que le dégazage sous vide?
Le dégazage sous vide est un procédé utilisé dans différentes industries, notamment l’industrie métallurgique, pour éliminer les gaz dissous des liquides ou des matériaux en fusion. Dans la production d’acier, il est utilisé pour éliminer des gaz tels que l’hydrogène, l’oxygène et l’azote, qui peuvent nuire aux propriétés mécaniques et à la qualité de l’acier. Le processus consiste à exposer le matériau à un environnement sous vide (basse pression) pour faciliter la libération et l’élimination de ces gaz. Cette méthode est essentielle pour fabriquer des aciers de haute qualité, car les gaz résiduels peuvent provoquer des défauts tels que des problèmes de porosité, de fragilité et de résistance.
Histoire du dégazage sous vide
Le dégazage sous vide a considérablement évolué depuis sa création. Dans les années 1930, l’industrie sidérurgique a commencé à rechercher des moyens d’éliminer les gaz nocifs de l’acier en fusion, mais ce n’est que dans les années 1950 que des technologies efficaces ont été développées à cette fin. Les progrès technologiques et la demande croissante d’aciers de haute qualité ont conduit à la création de méthodes plus sophistiquées, telles que le procédé Ruhrstahl-Heraeus (RH) et le procédé de décarburation sous vide à l’oxygène (VOD), qui optimisent l’élimination des gaz et améliorent considérablement les propriétés de l’acier.
Technologies de dégazage sous vide
Les technologies de dégazage sous vide dans l’industrie métallurgique sont diverses et ont été développées pour optimiser l’élimination des gaz dissous dans l’acier et d’autres métaux en fusion. Certaines des technologies les plus importantes comprennent :
1. Processus de décarburation à l’oxygène sous vide (VOD) :
- Combine le dégazage sous vide avec l’oxygène pour réduire la teneur en carbone et éliminer les gaz dissous.
- Largement utilisé dans la production d’aciers inoxydables.
2. Procédé Ruhrstahl-Heraeus (RH) :
- Utilise une combinaison de vide et d’agitation pour dégazer l’acier.
- Efficace pour éliminer l’hydrogène et l’azote de l’acier en fusion.
3. Processus de dégazage sous vide (VD) :
- L’acier fondu est conservé dans un récipient sous vide, souvent sous agitation électromagnétique.
- Efficace pour éliminer l’hydrogène, l’azote et l’oxygène de l’acier.
D’autres procédés moins utilisés sont : le procédé de dégazage en réservoir sous vide (VTD), le procédé de dégazage en poche sous vide (VLD), le procédé de désoxydation du carbone sous vide (VCD) et le procédé de refusion sous laitier électrolytique (ESR).
Chacune de ces technologies offre des avantages spécifiques et est choisie en fonction des exigences du produit final et des caractéristiques de l’acier ou de l’alliage à fabriquer. Une sélection appropriée du processus de dégazage est cruciale pour obtenir des matériaux de haute qualité dotés de propriétés mécaniques et chimiques optimales.
Processus de dégazage de l’acier
Le processus de dégazage des aciers sous vide comporte plusieurs étapes et celles-ci peuvent varier en fonction de la technologie utilisée. Un exemple de processus typique pourrait être :
- Transfert d’acier en fusion : l’acier en fusion est transféré vers une chambre de dégazage sous vide.
- Création de vide : la pression à l’intérieur de la chambre est réduite à l’aide de pompes à vide.
- Dégazage : L’acier est maintenu dans la chambre sous vide pendant un certain temps. Dans certains cas, l’acier peut être agité par des méthodes électromagnétiques ou par injection de gaz inertes pour améliorer l’élimination des gaz dissous.
- Refroidissement et solidification : une fois le dégazage terminé, l’acier refroidit et se solidifie, devenant ainsi prêt pour les processus de formage et de traitement ultérieurs.
Machines de dégazage
Les machines utilisées pour le dégazage sous vide comprennent :
- Chambres à vide : où l’acier en fusion est placé pour le traitement.
- Pompes à vide : essentielles pour créer l’environnement basse pression requis. Ils peuvent être mécaniques, à anneau liquide, à diffusion ou turbomoléculaires, selon le degré de vide requis.
- Équipement d’agitation : Utilisé pour améliorer l’homogénéité du processus de dégazage. Cela inclut les systèmes électromagnétiques et les équipements d’injection de gaz inerte.
- Capteurs et contrôleurs : pour surveiller et contrôler des paramètres tels que la pression, la température et le temps de dégazage.
Utilités du dégazage sous vide
Le dégazage sous vide présente de multiples applications et avantages dans l’industrie, notamment :
- Qualité de l’acier améliorée : en éliminant les gaz dissous, un acier plus propre est produit, avec de meilleures propriétés mécaniques et moins de défauts.
- Durabilité accrue : l’élimination des gaz réduit la fragilité et augmente la résistance de l’acier, le rendant ainsi plus adapté aux applications critiques
- Optimisation des processus de formage : Un acier plus homogène et plus propre améliore les processus ultérieurs tels que le laminage, le forgeage et le soudage.
- Applications de haute technologie : les aciers dégazés sous vide sont essentiels pour la fabrication de composants dans les secteurs de l’aérospatiale, de l’automobile, de l’énergie et d’autres industries qui nécessitent des matériaux de haute fiabilité.