Matériaux filtrants en mousse céramique, filtres en mousse céramique d'alumine

Matériaux filtrants en mousse céramique

Dans les fonderies d'aluminium, le choix de matériaux de filtration en mousse céramique adaptés aux hautes températures a une incidence sur la productivité. Les filtres en mousse céramique d'alumine spécialement conçus par AdTech sont fabriqués à partir d'oxyde d'aluminium, leur matière première de base. Ils sont fabriqués avec des porosités variant de 10 à 60 pores par pouce (PPI). De plus, des kits combinés sont disponibles en 20-30 PPI et d’autres options sont possibles. Différentes tailles et des filtres sur mesure sont fabriqués selon les spécifications.

L'alumine présente un coefficient de dilatation thermique linéaire relativement élevé (8,0 × 10⁻⁶/°C), et les pièces monolithiques en alumine, telles que filtres en mousse céramique, présentent une faible résistance aux chocs thermiques en raison des contraintes thermiques élevées générées par la combinaison des gradients thermiques dus à un chauffage inégal et d'un coefficient de dilatation thermique élevé. Lors du préchauffage et du premier contact avec le métal en fusion, le matériau du filtre en mousse céramique peut se fissurer ou s'écailler sous l’effet du choc thermique, ce qui entraîne la libération de particules de matériau de filtration dans le lingot ou la billette, où elles se transforment en inclusions. De plus, lorsqu’un filtre en mousse d’alumine est maintenu dans une cuvette de filtration pendant le préchauffage et l’utilisation, des contraintes de compression latérales élevées peuvent être générées en raison du taux de dilatation thermique élevé du filtre, ce qui entraîne une défaillance par compression de celui-ci.

L'orthophosphate d'aluminium (Al(H₂PO₄)₃) est largement utilisé comme liant réfractaire dans l'industrie métallurgique. Il développe une bonne résistance à l'état cru lors du séchage à une température relativement basse, présente un faible retrait à l'état cru et acquiert une bonne résistance lors de la cuisson ultérieure. L'orthophosphate d'aluminium est relativement peu coûteux, largement disponible et nécessite une température de cuisson relativement basse (1 100 °C) pour obtenir la liaison finale de phosphate d'aluminium (AlPO₄). Pour ces raisons, et en raison de son faible coût, ce matériau est largement utilisé dans la fabrication de filtres en mousse céramique destinés à la filtration de l'aluminium fondu.

Voici les caractéristiques idéales que doivent présenter les matériaux utilisés pour les filtres en mousse céramique :

1. Haute résistance aux chocs thermiques : le matériau ne doit pas se fissurer ni s'écailler lors du préchauffage ou au contact du métal en fusion. Il doit présenter un faible coefficient de dilatation thermique afin de minimiser les contraintes de compression latérales lorsqu'il est en place dans la cuve du filtre.

2. Résistance à la corrosion : le matériau filtrant en mousse céramique ne doit pas présenter de réaction notable dans la plage d'application prévue (durée, température, composition de l'alliage) et doit rester imperméable à l'aluminium fondu et à ses alliages courants.

3. Résistance à la flexion et à la compression suffisante

4. Peu coûteux à produire.

5. Le matériau filtrant doit pouvoir être manipulé et éliminé en toute sécurité après utilisation.

6. Faible densité ou légèreté, afin que l'opérateur de la fosse de coulée puisse le manipuler facilement.