Filtre en céramique expansée pour fonderie d'aluminium

Le filtre en mousse céramique destiné à la fonderie d'aluminium est constitué d'un matériau en mousse souple à cellules ouvertes, de préférence hydrophobe, comportant une pluralité de vides interconnectés entourés d'un réseau dudit matériau en mousse souple. Les matériaux typiques pouvant être utilisés comprennent les mousses polymères, telles que les mousses de polyuréthane, et les mousses de cellulose. D'une manière générale, toute mousse plastique organique combustible présentant une élasticité et la capacité de reprendre sa forme initiale peut être utilisée. La mousse doit se consumer ou se volatiliser à une température inférieure à la température de cuisson du matériau céramique utilisé.

La boue céramique aqueuse utilisée doit être thixotrope, présenter une fluidité relativement élevée et se composer d'une suspension aqueuse de céramiques destinées à être incorporées dans le matériau. Parmi les matériaux céramiques typiques pouvant être utilisés de préférence, on peut citer l'alumine, ainsi que d'autres tels que la zircone, la cordiérite, la mullite et autres matériaux similaires.

La mousse souple est imprégnée de la suspension céramique aqueuse de manière à ce que la nappe fibreuse en soit recouverte et que les vides soient comblés. En règle générale, il est préférable de simplement plonger la mousse dans la suspension pendant une durée suffisamment courte pour garantir son imprégnation complète.

La mousse imprégnée est ensuite comprimée afin d’évacuer une partie de la boue, tandis que la nappe fibreuse est partiellement recouverte par celle-ci et présente de multiples pores obstrués sur l’ensemble de son volume, ce qui permet d’augmenter la tortuosité du trajet d’écoulement, c’est-à-dire de répartir uniformément les pores dans tout le corps céramique plutôt que de les regrouper. En fonctionnement continu, la mousse imprégnée peut être acheminée entre des rouleaux prédéfinis afin d’obtenir une évacuation optimale de la boue de la mousse et de maintenir le degré d’imprégnation souhaité. Naturellement, cette opération peut être effectuée manuellement en pressant simplement la mousse souple jusqu’à obtenir le degré souhaité. À ce stade, la mousse est encore souple et, si nécessaire, peut être façonnée en une structure adaptée à la tâche de filtration spécifique, à savoir une plaque courbée, un cylindre creux, etc. La mousse façonnée doit être maintenue en place par des moyens conventionnels jusqu’à la décomposition du substrat organique, ou de préférence jusqu’au frittage de la céramique. La mousse imprégnée est ensuite séchée par tout moyen approprié, tel que le séchage à l’air, le séchage accéléré à une température comprise entre 100 °C et 700 °C pendant 15 minutes à 6 heures, ou par séchage aux micro-ondes. Le séchage à l’air peut être achevé en 8 à 24 heures. Après séchage, le matériau est chauffé à une température élevée afin de fritter le revêtement céramique sur le treillis fibreux, laissant ainsi de multiples pores obstrués comme décrit ci-dessus.

Le filtre en céramique expansée destiné aux produits de fonderie d'aluminium est un matériau poreux, en fusion matériau en mousse céramique qui est pratiquement exempt de composants organiques et se caractérise par des propriétés mécaniques, thermiques et chimiques supérieures à celles des mousses céramiques connues jusqu’à présent. La mousse céramique se caractérise par une structure à cellules ouvertes comportant de multiples vides interconnectés, entourés d’un maillage céramique, sans présence de liants potentiellement nocifs ni de phases vitreuses ou argileuses. La mousse est un produit fritté solide, particulièrement adapté aux applications à haute température, telles que la filtration du fer ou de l’aluminium. Toute petite quantité d’additifs organiques sera éliminée au cours du processus de calcination. Si nécessaire, une faible quantité d’additifs inorganiques peut être utilisée sans compromettre les performances, par exemple moins de 1% d’adjuvants de frittage, tels que l’oxyde de zinc, d’inhibiteurs de croissance des grains, tels que l’oxyde de magnésium, ou d’additifs rhéologiques inorganiques, tels que l’argile.