À l'heure actuelle, le dispositif de filtration à plaques céramiques est le plus répandu, mais son utilisation autonome dans les produits haut de gamme présente des limites importantes. En général, les dispositifs de filtration à plaques céramiques doivent être associés à d’autres dispositifs de filtration, tels que les dispositifs à lit profond ou tubulaires. Les dispositifs de filtration tubulaires et à lit profond sont largement utilisés dans les produits haut de gamme issus de la transformation de l’aluminium, et ils occupent la majeure partie du marché industrialisé de la purification des masses fondues d’aluminium haut de gamme.
Bien que le filtre à lit profond et le filtre en céramique alvéolée Bien qu'elles aient des structures différentes, le mécanisme d'interception et de capture des particules d'impuretés est fondamentalement le même.
Les filtres tubulaires permettent d'éliminer les impuretés, principalement dans les quatre situations suivantes :
Interception directe. Lorsque la taille des particules d'impuretés est supérieure à celle des pores du média filtrant, celles-ci sont bloquées à l'entrée des pores et ainsi éliminées par filtration.
La force d'inertie fait dévier les particules d'impuretés de la direction d'écoulement du fluide ; celles-ci sont alors attirées par la paroi mince des pores du média filtrant et y sont retenues.
Les particules d'impuretés effectuent un mouvement brownien irrégulier dans la masse fondue. Lorsqu'elles entrent en collision avec le média filtrant, elles sont adsorbées par celui-ci et y restent.
Les particules d'impuretés se déposent sous l'effet de la gravité et sont retenues sur la paroi du média filtrant.
Les dispositifs de filtration à lit profond présentent plusieurs avantages : une couche filtrante épaisse, un long parcours d'écoulement et une grande capacité d'adsorption des particules d'impuretés. Leur débit est élevé, pouvant atteindre 5 à 100 t/h, ce qui les rend adaptés à la production à grande échelle et de masse.
Le dispositif de filtration à lit profond se compose de plusieurs couches de billes d'alumine (d'environ 15 mm de diamètre) et d'une couche de gravier de 6,68 à 3,327 mm. La sélection de la granulométrie du matériau filtrant et la répartition des différentes couches jouent un rôle majeur dans l'optimisation de l'efficacité de la filtration et la prolongation de la durée de vie du filtre. L'entrée est équipée d'un lit filtrant soutenu par une grille, et la capacité du réservoir fermé peut être réglée entre 5 et 100 t/h selon les besoins ; le débit nominal est compris entre 5 et 100 t/h.
Avant le remplissage avec le métal liquide, le lit filtrant doit atteindre une température suffisante pour garantir qu’il n’y ait aucune solidification au sein de celui-ci. De l'air sec ou un autre gaz inerte est mis en circulation pour préchauffer le filtre. Le gaz est introduit dans le couvercle, où il est chauffé à haute température par le fil résistif intégré au couvercle, puis acheminé vers le lit filtrant et, par le biais d'un tuyau, vers la sortie. La température de préchauffage est contrôlée par un thermocouple.
Lorsque le lit filtrant atteint la température appropriée pour le chargement, l'opération de remplissage initial consiste à acheminer l'aluminium en fusion dans la couche plane du lit filtrant par le tuyau d'entrée, afin d'obtenir l'écoulement laminaire requis avec un débit d'aluminium en fusion adéquat. Celui-ci est réparti uniformément au fond du lit filtrant, puis traverse lentement ce dernier jusqu'à la surface.