Augmentation de la productivité de la coulée semi-continue des alliages de corroyage

 

Chercheur responsable

Daniel Larouche, Université Laval

 

Domaine : Matériaux

Programme projet de recherche orientée en partenariat sur la production et la transformation de l'aluminium (2e concours)

Concours 2017-2018

Durée du projet : 3 ans

Budget total accordé au projet (incluant les FIR) : 300 000 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Économie, de la Science et de l'Innovation

Partenaire du projet

  • Rio Tinto

Équipe de recherche

  • X-Grant Chen, Université du Québec à Chicoutimi

Ce projet de recherche a pour but de produire un outil diagnostic permettant de prédire dans quelles conditions on peut augmenter la vitesse de coulée des lingots de laminage et des billettes d'extrusion en aluminium.

Objectifs

Pour atteindre ce but, le projet doit atteindre certains objectifs spécifiques en lien avec le comportement du métal en cours de solidification. Le premier objectif est d'établir les lois constitutives permettant de prédire la déformation et la rupture d'un alliage ayant jusqu'à 10% de phase liquide dans des conditions typiques de celles rencontrées à la sortie d'un moule de coulée DC. Le second objectif consiste à valider l'influence des paramètres de coulée sur les champs thermiques calculés par le modèle et mesurés lors d'essais menés avec l'unité expérimentale de coulée DC de RioTinto. Le dernier objectif est de développer un critère de performance permettant de formuler des recommandations visant à augmenter la vitesse de coulée de 20% sans compromettre la qualité des lingots ou billettes.

Résultats attendus et retombées escomptées

Ce projet permettra d'améliorer les connaissances sur le comportement d'alliages à l'état semi-solide en départageant notamment l'impact de la fraction solide et de la taille de grain. Ceci nous permettra de définir un critère de rupture s'appliquant lors de la solidification en périphérie d'un lingot produit par la coulée DC. Finalement, nous serons en mesure de conclure sur les aspects importants à prioriser dans une modélisation mathématique par éléments finis afin d'en faire un outil de prédiction efficace.

Au terme de ce projet, le partenaire du projet (RioTinto) pourra compter sur un outil diagnostic lui permettant de planifier les développements technologiques qui lui permettra d'augmenter les vitesses de coulée. En effet, la finalité de ce projet est de définir une fenêtre d'opportunités qui sera saisi par le partenaire, lequel pourra justifier un effort supplémentaire de recherche industrielle visant à améliorer la productivité de la coulée DC. Des changements technologiques innovants pourront être envisagés sérieusement à la suite de ce projet. Au final, ces efforts permettront de rehausser la compétitivité de l'aluminium par rapport aux autres matériaux.

Appel de propositions

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