Procédé de filtration de l'aluminium fondu

La méthode de filtration de l'aluminium fondu consiste principalement à faire passer l'aluminium fondu à travers un filtre en céramique afin de séparer les inclusions solides en suspension dans la masse fondue. Cette méthode permet principalement d'éliminer les inclusions présentes dans la masse fondue et n'a qu'un effet limité sur l'élimination de l'hydrogène. C'est pourquoi, dans la pratique, la méthode de filtration de l'aluminium fondu est souvent associée à la méthode de soufflage.

La méthode de soufflage, également appelée « méthode de flottation par bulles », est un procédé de purification de l'aluminium fondu mis au point dans les années 1970, particulièrement efficace pour l'élimination de l'hydrogène. Un gaz inerte (tel que l'azote, l'argon, etc.) est introduit dans l'aluminium fondu afin de former des bulles. Sous l'effet de la différence de pression partielle, l'hydrogène présent dans le bain fondu se diffuse dans ces bulles et est éliminé au fur et à mesure que celles-ci remontent à la surface, ce qui permet d'atteindre l'objectif de dégazage. Au cours du processus de flottation, les bulles peuvent également absorber certaines inclusions oxydées, ce qui permet d'éliminer les impuretés.

Avec le renforcement des exigences en matière de pureté de la masse fondue, la technologie d'élimination de l'hydrogène a été améliorée et a évolué, passant de l'injection à tube unique d'origine à la tête de soufflage à plusieurs orifices, puis à la buse rotative actuelle. Depuis les années 1980, la méthode de soufflage par buse rotative est devenue la principale tendance de développement des technologies avancées de purification de l'aluminium à l'étranger. Par exemple, le système en ligne système de dégazage par Adtech, méthode de flottation par gaz inerte à buses rotatives. L'équipement est doté de deux buses rotatives en graphite. Le gaz forme de petites bulles dispersées grâce au rotor de la buse. Parallèlement, le rotor agitant le bain fondu, les bulles se dispersent uniformément dans l’ensemble du bain, ce qui augmente la surface de contact entre le gaz et le liquide, prolonge la distance parcourue et le temps de séjour des bulles dans l’aluminium fondu, augmente le volume de gaz et favorise l’absorption du gaz par le bain fondu, tandis que les inclusions d’oxyde remontent à la surface du bain, permettant ainsi d’obtenir un effet de purification par dégazage et élimination des impuretés. L’efficacité de l’élimination de l’hydrogène de cette méthode est environ trois fois supérieure à celle de la méthode d’injection à tube unique.

Il existe de nombreux types de filtration, parmi lesquels les plus performants sont le tube filtrant en corindon et la plaque filtrante en céramique alvéolée. Le tube filtrant en corindon offre une grande efficacité de filtration, mais il est coûteux et peu pratique à utiliser. La plaque filtrante en céramique alvéolée est un nouveau type de matériau filtrant céramique mis au point ces dernières années. Elle se caractérise par sa facilité d’utilisation, son bon rendement de filtration et son faible coût. Il est largement utilisé dans le monde entier. La fonte d’alliage d’aluminium de type 50% et supérieur des pays développés est filtrée à l’aide de filtres en céramique alvéolée. À l’heure actuelle, la technologie des filtres en céramique alvéolée de type caisson est largement répandue. Il s’agit d’un Boîtier de filtre CFF équipé d'un système de préchauffage au gaz. Lorsque l'aluminium liquide traverse la plaque filtrante, les inclusions présentes dans la masse fondue franchissent la barrière mécanique du filtre, ce qui permet de les éliminer et de les séparer. La précision de filtration peut atteindre 2 μm et l'efficacité de filtration peut atteindre 99%.