1 Mousse céramique Discussion des résultats
1.1 Apprêt et mouillagedansg
mousse céramique Le filtre Bowland est normalement mis en service à l'aide d'une colonne de liquide métallique par gravité, avec une procédure de préchauffage recommandée. En d'autres termes, la colonne de liquide métallique par gravité force le métal à pénétrer dans la mousse céramique et à la traverser, déplaçant ainsi une grande partie de l'air piégé. Les mauvaises caractéristiques de mouillage de l’alumine et de l’aluminium, ainsi que la nécessité d’éliminer l’air emprisonné, peuvent entraîner des difficultés au début du processus de filtration (en particulier avec des filtres à haute densité de pores). Les hauteurs typiques des colonnes d’amorçage industrielles, pour différentes catégories de filtres commerciaux, sont représentées sur la figure 2. Comme le montre la figure, la présence d’un champ électromagnétique permet de réduire considérablement la hauteur de colonne de métal nécessaire lors de l’amorçage.
Sur les figures 3 (a) et (b), on peut voir des images métallographiques du 50 80PPIi mousse céramique Les résultats d'une expérience d'amorçage par gravité avec une tête métallique de 100 mm placée au-dessus de l'élément filtrant sont présentés ci-après. Comme le montrent les figures, les expériences ont échoué et le métal en fusion s’est solidifié sur les éléments filtrants, sans que le métal ne pénètre pratiquement pas dans les filtres. Ce résultat était toutefois prévisible au vu des données d’amorçage industrielles présentées à la figure 2.
Lors de l'application d'un champ magnétique de -0,16 T, les filtres étudiés ont été presque parfaitement imprégnés et mouillés à l'aide de la même tête métallique de 100 mm ; voir les figures 3 (c) et (d) représentant les résultats obtenus pour une durée de traitement de 3 × 10 minutes. Les micrographies au MEB obtenues montrent un mouillage nettement amélioré, ainsi qu’une élimination efficace des gaz grâce à une durée d’agitation électromagnétique accrue. Les phénomènes d’agitation électromagnétique font désormais l’objet d’une demande de brevet déposée par les auteurs du présent article %
2. Redistribution des particules
Dans le cadre de la filtration par gravité, on observe couramment la formation d’un gâteau de filtration dense au-dessus de la mousse céramique, ainsi que des phénomènes de pontage et de colmatage dans la partie supérieure du filtre. Des changements profonds dans la répartition des particules, tant à l’intérieur qu’au-dessous du média filtrant, ont toutefois été observés dans le présent travail sous l’influence du champ électromagnétique (voir fig. 4). Comme le montre la figure, lors de l’utilisation de forces électromagnétiques, la densité de particules la plus élevée a été observée dans la zone 2. De plus, le reflux de la masse fondue provoqué par la courbure des forces de Lorentz a entraîné une concentration plus élevée de particules dans la zone 3 également. La zone 4, en revanche, était pratiquement exempte de particules, le fluide propre réintégrant le filtre par le bas.
3. Conclusion
La présente étude a démontré qu'en appliquant un champ électromagnétique, on obtient une amélioration significative du mouillage entre l'alumine et l'aluminium liquide à 30, 50 et 80 PPI. mousse céramique peut être obtenu avec une réduction significative de la hauteur manométrique requise. Un amorçage quasi parfait des filtres à haute densité de pores a été démontré. Une redistribution des particules à l’intérieur a également été observée. Sur cette base, il apparaît clairement que l’écoulement en masse induit par voie électromagnétique empêche le colmatage des médias filtrants et fait passer le mode de filtration de la filtration en gâteau à la filtration en lit profond et à la filtration en gâteau au sein du lit pour les filtres à haute densité de pores.
Les auteurs tiennent à exprimer leur gratitude à Egil Torsetnes (NTNU, Trondheim, Norvège) pour son aide dans la conception et la construction du dispositif expérimental. Je tiens également à remercier chaleureusement Kurt Sandaunet (SINTEF, Trondheim, Norvège) pour nous avoir permis d’utiliser le laboratoire du SINTEF et pour sa contribution à la réalisation des expériences. Nous tenons également à remercier tout particulièrement Liss Pedersen (Alcoa, Lista, Norvège) pour les matériaux filtrants, ainsi que Kexu Zhang (étudiant en master à la NTNU, Trondheim, Norvège) pour avoir fourni Mousse céramique Discussion des résultats : données sur la perméabilité.