Le principe fondamental de la technologie de dégazage sous vide repose sur la loi de Sievert : la solubilité de l'hydrogène dans l'aluminium est proportionnelle à la racine carrée de la pression partielle d'hydrogène dans la phase gazeuse. En créant un environnement de pression négative dans une chambre de dégazage fermée, la pression totale et la pression partielle d'hydrogène dans la phase gazeuse sont considérablement réduites, et la force motrice pour l'élimination de l'hydrogène est renforcée thermodynamiquement. Combiné à l'injection rotative de gaz inerte, la profondeur de dégazage dépasse de loin celle des équipements à pression atmosphérique. La boîte de l'équipement de dégazage sous vide est une structure entièrement étanche, avec un système de pompage à vide connecté au sommet. Le rotor s'enfonce également par le haut et s'insère dans le bain de fusion pour compléter la purification par soufflage dans une atmosphère de pression négative. Selon le niveau de traitement, le dégazage sous vide est divisé en deux catégories : boîte simple rotor simple et boîte double rotor double.

1. Équipement de dégazage sous vide à boîte simple et rotor simple

Le dégazage sous vide à boîte simple et rotor simple adopte une chambre de dégazage unique scellée, équipée d'un ensemble de rotors à jet rotatif, et la chambre est connectée à l'unité de vide. La pression absolue de travail est généralement contrôlée entre 10 et 50 kPa. Le bain de fusion entre et sort de la chambre par un canal d'écoulement scellé, et un système de contrôle de niveau de liquide correspondant maintient la stabilité du volume du bain de fusion dans la chambre, assurant un environnement de vide continu et fiable.

Comparés aux équipements de coulée à pression atmosphérique de même niveau, les avantages de performance du dégazage sous vide à un étage sont très importants : l'environnement de pression négative renforce considérablement la force motrice thermodynamique de l'élimination de l'hydrogène, et le taux d'élimination de l'hydrogène des équipements à un étage peut atteindre 70 % à 85 %. Après traitement, la teneur en hydrogène peut être réduite de manière stable à moins de 0,1 ml/100 g d'Al, et la profondeur de purification est comparable à celle des équipements à trois étages à pression atmosphérique ; la structure à boîte unique est relativement compacte, et sous les mêmes exigences en matière d'indicateurs de dégazage, l'occupation du sol et l'investissement sont meilleurs que le schéma à trois niveaux à pression atmosphérique ; dans le même temps, l'environnement de vide peut supprimer la réaction d'oxydation de surface du bain de fusion, réduire la quantité de scories flottantes générées et diminuer la perte de métal.

Ses inconvénients proviennent principalement du système de vide et d'étanchéité : premièrement, les structures d'étanchéité dynamiques et statiques dans les environnements de bain de fusion à haute température sont complexes, et les composants d'étanchéité sont soumis à une érosion à long terme par les hautes températures et le liquide d'aluminium, entraînant une usure rapide, et la difficulté et le coût de maintenance sont beaucoup plus élevés que ceux des équipements à pression atmosphérique ; deuxièmement, le fonctionnement continu des unités de vide consomme beaucoup d'énergie, ce qui augmente les coûts de production et d'exploitation ; enfin, les entrées et sorties du canal d'écoulement scellé sont sujettes à la formation de scories et de nodules, et dans les cas graves, il existe un risque de fuite d'aluminium, ce qui exige des niveaux extrêmement élevés d'exploitation et de maintenance quotidiennes. Le dégazage sous vide à boîte simple et rotor simple est principalement utilisé dans les lignes de production d'alliages d'aluminium spéciaux haut de gamme de petite et moyenne capacité, tels que les lingots aérospatiaux en petites séries, la coulée d'alliages d'aluminium fonctionnels spéciaux et d'autres scénarios. 

2. Équipement de dégazage sous vide à double boîte et double rotor

Le dégazage sous vide à double boîte et double rotor adopte une chambre de dégazage scellée à deux étages connectée en série, et chaque chambre d'étage est équipée d'un rotor indépendant et d'un système de vide indépendant. Il peut fonctionner avec un vide dégradé : le premier étage utilise un vide faible pour compléter le dégazage grossier et éliminer la majeure partie de la teneur en hydrogène ; le second étage utilise un vide élevé pour réaliser un dégazage précis et atteindre l'objectif d'une teneur en hydrogène extrêmement faible à la sortie. 

Cette configuration est l'un des processus d'élimination des gaz les plus efficaces dans l'industrie actuelle. La combinaison d'un vide à deux étages et d'une injection à deux étages peut augmenter le taux d'élimination de l'hydrogène à plus de 90 %. Dans des conditions de fonctionnement stables, la teneur en hydrogène du bain de fusion à la sortie peut être contrôlée entre 0,05 et 0,08 ml/100 g d'Al, ce qui peut répondre aux exigences de produits de très haute qualité ; la conception du vide dégradé à deux étages peut réduire la pression de charge d'un système de vide à un seul étage et améliorer la stabilité opérationnelle globale ; en même temps, la capacité de dégazage en profondeur a une forte adaptabilité aux matériaux entrants à haute teneur en hydrogène et aux alliages absorbant l'hydrogène à haute teneur en magnésium, avec une marge de traitement suffisante.

Les inconvénients des équipements à vide à deux étages sont également importants : la structure de l'équipement est extrêmement complexe, avec des chambres scellées à deux étages et des systèmes de vide à deux étages empilés avec des systèmes de contrôle. Le coût d'investissement initial est plusieurs fois supérieur à celui des équipements à rotor unique à pression atmosphérique, et seules les lignes de production haut de gamme des entreprises leaders ont la capacité de configuration ; pendant le fonctionnement, la consommation d'énergie du vide, l'usure des joints et les coûts des consommables du rotor sont tous à un niveau élevé, ce qui rend la maintenance difficile et présente un risque élevé d'arrêt en raison de dysfonctionnements ; en même temps, la chute de température pendant le long processus de transfert du bain de fusion est importante, et un système de chauffage en ligne doit être équipé pour augmenter encore la consommation d'énergie et les coûts. À l'heure actuelle, le dégazage sous vide à double boîte et double rotor est principalement configuré pour les lignes de production ayant des exigences de qualité de premier ordre, telles que les matériaux de réservoir haut de gamme de très grande capacité de production, les tôles épaisses aérospatiales et les tôles d'aluminium haut de gamme pour les véhicules à énergie nouvelle.