Il existe bien sûr un besoin important d’améliorer la filtration et le dégazage du métal en fusion afin d’éliminer ou de réduire au minimum ces impuretés dans le produit moulé final, en particulier pour l’aluminium en fusion, notamment lorsque le métal obtenu est destiné à la fabrication de produits en aluminium, par exemple. Produits décoratifs (tels que les bandes décoratives) ou produits présentant des spécifications clés (tels que les pièces forgées et extrudées pour l’aéronautique, ainsi que les matières premières pour feuilles légères). Les impuretés susmentionnées entraînent des pertes de performances du produit moulé final, notamment en termes de résistance à la traction et de résistance à la corrosion.
Le métal en fusion, et plus particulièrement l'aluminium en fusion dans la pratique, contient généralement des impuretés gazeuses et solides entraînées et dissoutes qui nuisent au produit moulé final. Ces impuretés peuvent affecter la solidification du métal moulé final après la fusion, ce qui peut entraver le traitement ou nuire à la ductilité du produit final, ou encore réduire la facilité d'anodisation. Les impuretés peuvent provenir de multiples sources. Par exemple, elles peuvent inclure des impuretés métalliques telles que les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux, ainsi que de l’hydrogène dissous et des films d’oxyde de surface piégés et entraînés dans le métal en fusion. De plus, les inclusions peuvent provenir d’impuretés insolubles, telles que les carbures, les borures, etc., ou de la corrosion des matériaux réfractaires des fours et des cuves.
Des procédés rigoureux de traitement des métaux (tels que le flux gazeux ou la filtration en fusion) ont permis de réduire au minimum la fréquence de ces défauts. Cependant, ils n’ont pas réussi à ramener cette fréquence à un niveau satisfaisant pour les applications critiques. Les procédés conventionnels de flux gazeux conducteur, tels que le flux de sole général, consistent à introduire un gaz de flux dans un four de maintien contenant une certaine quantité de métal en fusion. Cette procédure nécessite l’arrêt du four pendant la circulation du gaz de flux, afin que la quantité de métal en cours de traitement reste constante et puisse être traitée. Cette méthode présente de nombreux inconvénients, parmi lesquels une efficacité réduite en raison de la longue période d’inactivité du four pendant le fluxage, ainsi qu’une efficacité insuffisante due au faible rapport surface/volume entre le flux gazeux et le métal en fusion. D’autres facteurs incluent les contraintes liées à l’emplacement du four, qui permettent aux impuretés de réintégrer la masse fondue avant la coulée, ainsi que des émissions élevées dues à la grande quantité de flux requise et à son lieu de circulation.
À titre d'alternative aux flux de type « par lots » décrits ci-dessus, certains flux sont utilisés en série. Autrement dit, les opérations et les équipements associés sont situés à l'extérieur du four de fusion ou du four de maintien, et se trouvent généralement entre le four de fusion et le four de maintien, ou entre le four de maintien et le poste de coulée. Cela permet d’atténuer les pertes d’efficacité liées à l’arrêt du four, mais ne parvient pas à améliorer de manière significative le rendement opérationnel, car une grande quantité de gaz de flux est souvent nécessaire par unité de métal fondu, ce qui est coûteux et nuit à la pureté de l’air.
Traditionnellement, on recourt à la filtration en fusion pour réduire l’ampleur des défauts susmentionnés. La forme la plus courante de filtration en fusion consiste à placer le métal en fusion dans un bac de transfert et de coulée ou sur un lit de tissu de verre ouvert posé au-dessus d’un lingot de métal solidifié. Il a été constaté que ces filtres ne sont que partiellement efficaces, car ils n’éliminent que les inclusions de grande taille. Un autre filtre couramment utilisé est, par exemple, un filtre à lit constitué d’alumine tubulaire. Ces filtres présentent de nombreux inconvénients, dont le plus grave est sans doute l’énorme difficulté rencontrée pour contrôler et maintenir la taille des pores nécessaire à une filtration efficace. Une autre difficulté liée à ces filtres est qu’ils ont tendance à produire un métal de mauvaise qualité initiale au début de chaque cycle de coulée continue.
Matériaux en mousse céramique poreuse sont particulièrement adaptés à la filtration du métal en fusion pour de nombreuses raisons, notamment leur excellente filtrabilité, leur faible coût, leur facilité d'utilisation et la possibilité de les utiliser à usage unique. Le fait que ces filtres en mousse céramique soient pratiques et peu coûteux à fabriquer, et qu’ils puissent être utilisés une seule fois, nécessite la mise au point d’un dispositif permettant de monter et de retirer facilement et commodément les filtres poreux pour métal en fusion de l’unité de filtration. Nous proposons un dispositif de filtration adapté à la mise en place de la plaque filtrante.