On a désormais constaté que l'on obtient des filtres plus performants pour le métal en fusion lorsque la mousse céramique est fabriquée à partir d'une composition comprenant du carbure de silicium, de l'alumine, un sol de silice colloïdale et une faible proportion de fibres d'aluminosilicate.
Selon l’invention, il est proposé un filtre en mousse céramique fabriqué à partir d’une composition comprenant du carbure de silicium, de l’alumine, de la silice dérivée d’un sol de silice colloïdale et de fibres d’aluminosilicate, et qui a été cuit à une température telle que le filtre présente une matrice céramique dans laquelle les fibres d’aluminosilicate sont sensiblement dissoutes.
Les filtres pour métal fondu sont de préférence formés à partir d’une suspension aqueuse dont la teneur en solides comprend 20 à 50 % en poids de carbure de silicium, de 20 à 50 % en poids d’alumine, de 1,5 à 5,0 % en poids de silice dérivée d’un sol de silice colloïdale et de 1 à 3 % en poids de fibres d’aluminosilicate.
La granulométrie du carbure de silicium est de préférence comprise entre 1 et 80 microns, et celle de l’alumine est de préférence comprise entre 1 et 40 microns. Les fibres d’aluminosilicate ont de préférence une longueur comprise entre 60 microns et 3 mm. Les sols de silice colloïdale sont disponibles dans le commerce et présentent une teneur en silice comprise entre 30 et 50 % en poids. La suspension aqueuse utilisée pour produire le filtre de l’invention contiendra donc habituellement de 5 à 10 % en poids de sol de silice colloïdale.
Le filtre en mousse céramique peut être fabriqué selon un procédé connu de fabrication d’une mousse céramique, dans lequel une mousse organique, généralement une mousse de polyuréthane, est imprégnée d’une suspension aqueuse de matériau céramique contenant un liant ; la mousse imprégnée est séchée pour éliminer l’eau ; et la mousse imprégnée séchée est cuite pour brûler la mousse organique et produire une mousse céramique.
Au cours de la fabrication, le filtre en mousse céramique Le produit de l'invention doit être cuit à une température minimale de 1 150 °C. De préférence, la température de cuisson se situe entre 1 200 °C et 1 300 °C.
Par conséquent, selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé de fabrication d’un filtre en mousse céramique comprenant la formation d’une suspension aqueuse contenant du carbure de silicium, de l’alumine, un sol de silice colloïdale et des fibres d’aluminosilicate, l’imprégnation d’une mousse organique avec cette suspension, le séchage de la mousse imprégnée pour éliminer l’eau et la cuisson de la mousse imprégnée et séchée à une température d’au moins 1 150 °C.
Une fois le filtre cuit, la silice colloïdale, les fibres d’aluminosilicate et les particules d’alumine plus fines interagissent pour former une matrice céramique entourant le carbure de silicium et les particules d’alumine plus grossières, et comportant une phase liante primaire de silicate d’aluminium. La dissolution substantielle des fibres d’aluminosilicate dans la matrice céramique peut être mise en évidence par un examen microscopique du filtre en mousse céramique à l’aide d’un microscope électronique à balayage (MEB).
La suspension peut également contenir d’autres additifs destinés à améliorer ses propriétés d’application lors de l’imprégnation de la mousse organique. Parmi ces additifs, on peut citer les agents rhéologiques, tels que l’argile, la silice fumée ou les agents épaississants organiques, les adjuvants de revêtement, tels que l’alcool polyvinylique, et les agents antimousse.
Si on le souhaite, les filtres de l’invention peuvent être encore améliorés en les revêtant d’un matériau céramique supplémentaire de même composition, après séchage et avant cuisson de la mousse organique imprégnée. Lorsque les filtres sont revêtus de cette manière, la masse de revêtement représentera généralement 5 à 10 % en poids du filtre fini.
Les filtres de l’invention sont plus résistants et moins friables que les filtres en carbure de silicium à liant phosphate ; grâce à leur plus grande résistance, il est possible de les utiliser sous forme de sections plus fines, c’est-à-dire de l’ordre de 15 mm ou moins.