Le filtre en mousse céramique poreuse est un treillis à cellules ouvertes doté d'une structure spongieuse destiné à filtrer l'aluminium en fusion. Il est largement utilisé dans le monde entier. Un filtre en mousse céramique poreuse est un dispositif de filtration qui utilise de la mousse céramique comme matériau filtrant. Le filtre en mousse céramique est installé dans le caisson de filtration situé entre le four statique et la table de coulée. L'aluminium en fusion s'écoule du four statique vers le cristalliseur après avoir été filtré par le caisson de filtration.
Les caractéristiques d'écoulement de la mousse céramique dépendent des caractéristiques des pores et des dimensions de la plaque céramique. Pour une plaque filtrante en mousse céramique de dimensions 305 mm × 305 mm × 51 mm et comportant 30 trous par pouce, le débit de filtration est de 173,0 kg/s. Lors de la filtration de l'aluminium en fusion, les principaux paramètres de filtration de la mousse céramique sont les suivants : précision de filtration de 2 µm, efficacité de filtration de 99,1 %, hauteur de pression initiale de 50 à 150 mm et hauteur de pression de service effective de 50 mm.
Filtres en céramique alvéolée Elles présentent les avantages suivants : grande précision de filtration, rendement élevé, légèreté, encombrement réduit, facilité d'utilisation et de manipulation, ainsi que de bonnes conditions de fonctionnement. Cependant, les céramiques alvéolaires sont jetées après usage et ne peuvent pas être régénérées ; leur texture étant relativement fragile, il convient d'éviter que des fragments ne se mélangent lors de la pose.
Les équipements de filtration CFF reposent sur le principe de la filtration en profondeur. Le filtre en mousse céramique est un milieu poreux dans lequel l’aluminium fondu s’écoule selon un parcours prédéfini. Afin d’éviter toute pollution secondaire causée par la couche d’oxyde, le mouvement à l’intérieur des interstices suit une trajectoire par couches. Les particules sont retenues selon quatre mécanismes : l'interception directe, la force d'inertie, le mouvement brownien et la force gravitationnelle. Les impuretés sont progressivement absorbées par la paroi et obstruent peu à peu la couche filtrante. L'efficacité de filtration augmente avec la taille des particules d'inclusion et l'épaisseur du filtre, et diminue avec la taille des pores et le débit de métal.
Lors de l'utilisation de filtres en mousse céramique en production, veillez à respecter les points suivants :
Choisissez le filtre en mousse céramique adapté. Lors du choix d’un filtre en mousse céramique, tenez d’abord compte des exigences en matière de précision de filtration. Dans la plupart des cas, un filtre en mousse céramique de 30 trous/pouce est suffisant. Si le métal est particulièrement encrassé, un filtre en mousse céramique de 20 trous/pouce peut être utilisé pour la préfiltration afin d’éviter un colmatage prématuré du filtre en mousse céramique de 30 trous/pouce. Toutefois, en production réelle, il existe également des modèles de 40 à 50 trous/pouce pour les produits présentant des exigences plus élevées. Deuxièmement, il convient de prendre en compte le débit d’aluminium liquide par heure nécessaire à la vitesse de coulée, la propreté initiale de la masse fondue, la teneur maximale en inclusions dans le métal et le débit total de métal.
Installez correctement le filtre en mousse céramique. En règle générale, les filtres en mousse céramique sont disposés horizontalement dans le caisson de filtration, ce qui permet à l'alumine de s'écouler verticalement vers le bas. Lorsque la méthode de coulée par le bas est adoptée, elle présente l'avantage d'assurer une remontée uniforme du bain d'aluminium ; l'absence de turbulence lors de l'impact sur le filtre garantit un démarrage homogène de la filtration et réduit le risque de formation de canaux. De plus, lors de l'installation de la mousse céramique, la zone de raccordement doit être colmatée avec des fibres réfractaires afin d'éliminer tout risque de dérivation.
Avant la filtration, il est préférable de chauffer le filtre en mousse céramique à une température proche de la température de fusion afin de s'assurer que, lorsque l'aluminium en fusion s'écoule dans le filtre, aucun métal ne se solidifie et n'obstrue les alvéoles.