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Filtres céramiques au silicate de sodium

Filtres céramiques au silicate de sodium

Le silicate de sodium présente les propriétés requises pour servir de composé de revêtement des filtres céramiques internes. Tout d’abord, le composé de revêtement doit ramollir ou devenir visqueux à la température de l’alliage d’aluminium fondu afin d’adsorber (ou de fixer) les inclusions contenues dans l’aluminium fondu. Cependant, le composé de revêtement ne doit pas fondre à la température de l’aluminium fondu. En effet, s’il fondait, le composé de revêtement fondu risquerait parfois de s’infiltrer dans le flux d’aluminium fondu avec les inclusions qui y étaient initialement fixées, contaminant ainsi l’aluminium fondu. Par conséquent, afin de maintenir la souplesse du matériau de revêtement et d’empêcher qu’il ne fonde pendant le processus de filtration, celui-ci doit respecter les relations suivantes :

La température de ramollissement du composé de revêtement ≤ la température de fusion de l'aluminium ≥ le point de fusion du composé de revêtement.

Le silicate de sodium présente cette propriété car il possède :
1) Son point de fusion, compris entre environ 730 et 870 °C, est presque égal ou supérieur à la température de l'aluminium fondu (environ 750 °C) ;
2) Une température de ramollissement de 600 °C, qui est presque égale ou inférieure à la température d'alubium fondu.

D'autre part, le silicate de sodium de la présente invention présente une excellente résistance d'adhérence à la surface de l'élément de réseau agrégé, ce qui lui permet de résister à la résistance aux chocs et à la force d'adhérence du flux d'aluminium fondu. Il n’est donc pas nécessaire d’utiliser des adhésifs comme dans ces techniques classiques. De plus, même lorsqu’un adhésif est utilisé pour améliorer l’adhérence, la quantité requise de cet adhésif peut être considérablement réduite. Par conséquent, la capacité de filtration permettant d’éliminer les inclusions peut être améliorée.

Un autre aspect important réside dans le fait que les filtres céramiques en silicate de sodium présentent une faible adhérence aux alliages d'aluminium fondus, mais une forte adhérence aux inclusions d'oxydes telles que l'alumine (Al₂O₃), le spinelle (MgAl₂O₄) et l'oxyde de magnésium (MgO). La plupart des petites inclusions présentes dans l’alliage d’aluminium sont fondues. Cette capacité d’adsorption sélective des inclusions est extrêmement importante pour les filtres céramiques internes. Sans adsorption sélective, il est probable que seule l’alliage d’aluminium fondu recouvre la couche de revêtement du matériau de revêtement, réduisant ainsi l’efficacité de libération du matériau de revêtement. Cela peut entraîner des problèmes liés aux performances de base du filtre, tels qu’un colmatage important et une durée de vie réduite du filtre.

Compte tenu des propriétés du silicate de sodium, la quantité de silicate de sodium à appliquer peut être ajustée de manière appropriée en fonction de la teneur en filtre en céramique, la capacité d'élimination requise et le degré de pureté nécessaire pour obtenir de l'aluminium fondu de haute qualité.

Afin de réduire la teneur en inclusions à un niveau aussi bas, on ajuste la quantité de silicate de sodium appliquée et le débit d’aluminium fondu en fonction de la taille des particules et du nombre d’inclusions présentes dans l’aluminium fondu, ainsi que de la surface filtrante du filtre. Cependant, si l’élément à mailles agrégées est enduit d’une quantité excessive de silicate de sodium et que le filtre est trop fin, cela peut entraîner des problèmes pratiques. L’adhérence entre le composé de revêtement et la surface de l’élément à réseau polymère est alors insuffisante. Par conséquent, afin d’éviter ces problèmes, il est préférable de choisir une quantité de silicate de sodium comprise entre 0,05 g/cm³ et 1,0 g/cm³.