Plaques filtrantes en mousse céramique pour la filtration de l'aluminium fondu

Plaques filtrantes en mousse céramique

Les plaques filtrantes en mousse céramique présentent une structure à cellules ouvertes caractérisée par une multitude de vides interconnectés, permettant au métal en fusion de les traverser afin d'éliminer les solides entraînés. La plaque filtrante en mousse céramique est constituée d'agrégats céramiques frittés ou d'une plaque de carbone poreuse. Le filtre en mousse céramique présente une structure à pores ouverts, caractérisée par le fait qu’une multitude de vides interconnectés sont entourés par le maillage du matériau céramique. La perméabilité à l’air du filtre en céramique est comprise entre 400 et 8 000 × 10⁻⁷ cm², de préférence entre 400 et 2 500 × 10 -7 cm², sa porosité est comprise entre 0,80 et 0,95, et chaque trou mesure entre 5 et 45 pouces linéaires, de préférence entre 20 et 45 trous par pouce linéaire. Le débit du métal en fusion à travers le filtre doit être compris entre 5 et 50 pouces cubes par pouce carré de surface de filtration par minute.

Le filtre en mousse céramique est peu coûteux et à usage unique. De plus, il s'avère étonnamment efficace pour filtrer les métaux en fusion, en particulier l'aluminium, à moindre coût, offrant ainsi une efficacité de filtration surprenante et une grande flexibilité.

Le filtre en mousse céramique est constitué d'un matériau en mousse souple à cellules ouvertes comportant une pluralité de vides interconnectés entourés d'un réseau de ce même matériau en mousse souple, tel que de la mousse de polyuréthane ou de la mousse de cellulose. On prépare une suspension céramique aqueuse, puis on imprègne le matériau alvéolaire avec cette suspension céramique, ce qui permet d’en recouvrir la nappe de fibres et, pour l’essentiel, de remplir les vides. Le matériau imprégné est comprimé de manière à ce qu’une partie de la suspension s’écoule et que le reste soit réparti uniformément dans tout le matériau alvéolaire. Le matériau en mousse enrobé est ensuite séché et chauffé pour éliminer d’abord la matrice organique souple, puis le revêtement céramique est fritté, ce qui permet d’obtenir une mousse céramique fusionnée comportant une pluralité de vides interconnectés, constitués de céramique liée ou fusionnée, entourés d’un réseau et présentant une structure alvéolaire. Mousse souple. Naturellement, divers matériaux céramiques peuvent être choisis en fonction du métal spécifique à utiliser, et un mélange d’oxyde d’aluminium et d’oxyde de chrome peut être employé.

Toutefois, ces matériaux peuvent bien sûr être utilisés seuls ou en combinaison avec d’autres matériaux céramiques. Parmi les autres matériaux céramiques typiques pouvant être utilisés, on peut citer la zircone, la magnésie, le dioxyde de titane, le dioxyde de silicium et leurs mélanges. En général, la suspension contient environ 10 à 40% d'eau et un ou plusieurs agents rhéologiques, liants ou agents de prise à l'air.

Les plaques filtrantes en mousse céramique peuvent être utilisées facilement dans diverses configurations, notamment dans les bacs de déversement, les goulottes de déversement, les goulottes de transfert, les becs verseurs et les goulottes de traitement des métaux. Le filtre ne doit pas être placé dans un écoulement turbulent, en particulier à proximité immédiate du flux de métal en fusion, car une telle turbulence entraîne la formation et l'entraînement d'oxydes. Cela vaut aussi bien pour la turbulence en amont qu'en aval du filtre.

Associée à l'entraînement d'oxydes, la turbulence en amont du filtre a tendance à provoquer une canalisation du flux à travers celui-ci, ce qui réduit l'efficacité de filtration et, dans les cas les plus graves, entraîne un colmatage prématuré du filtre. En aval de l'écoulement turbulent, le filtre aura tendance à bien filtrer, mais sera à nouveau exposé à un mélange de matière en fusion et d'oxydes. Les sources de turbulence les plus courantes sont les trous de coulée des fours, les becs de coulée et d'autres endroits provoquant des variations rapides de la section transversale de l'écoulement.

Bien entendu, le choix d'un filtre spécifique doit être mûrement réfléchi afin de s'assurer qu'il ne devienne pas une source supplémentaire de turbulence. Bien entendu, les considérations relatives à la turbulence évoquées ci-dessus s'appliquent tout particulièrement aux métaux chimiquement actifs tels que l'aluminium. Le magnésium et ses alliages sont sujets à l'oxydation au contact de l'air ; toutefois, ces considérations sont également importantes pour les métaux moins réactifs (tels que le cuivre et ses alliages).