Mécanisme de filtration en mousse céramique

Le mécanisme de filtration par céramique alvéolaire est généralement décrit comme une interception par diffusion et une interception par collision inertielle, ou encore comme un filtrage, une filtration par couche de dépôt et une filtration en lit profond. Le processus de filtration et de purification de la mousse d'aluminium par céramiques alvéolaires sont très compliquées.

Mécanisme de filtration en mousse céramique

1. Grâce au tamisage par filtrage inertiel et par interception, ainsi qu’à la filtration mécanique due au frottement, à la sédimentation et à d’autres phénomènes, l’efficacité de filtration est directement proportionnelle à la taille des mailles du filtre en mousse céramique. Plus les mailles sont fines, plus la capacité d'interception des petites particules est élevée.

2. Grâce au dépôt de particules dans la masse fondue et à la surface irrégulière des parois de la grille de support, la capacité de rétention des particules hétérogènes est améliorée.

3. La surface rugueuse formée par les interstices à la surface de l'échafaudage augmente la surface d'interface entre le flux d'aluminium liquide et la surface solide en céramique, ce qui rend la direction d'écoulement des particules dans le flux d'aluminium liquide plus désordonnée, ce qui favorise la capture et le dépôt des particules solides.

4. En raison des microfissures et des pores minuscules présents à la surface de l'échafaudage, des flux fluorés présentant une forte affinité pour des particules telles que l'Al₂O₃ ont été pré-déposés, ce qui a favorisé la formation d'une couche de gâteau de filtration complète et une forte force d'adsorption chimique, et a amélioré la capacité à capturer les particules hétérophasiques retenues.

5. De plus, en raison de l’influence du champ de température sur le processus de fusion et de transmission de la structure du métal en fusion, une différence de concentration des solutés de l’alliage doit se former au fond du creuset. Le métal en fusion subit des cycles de redistribution et d’homogénéisation, ce qui constitue également un processus d’alliage efficace. Certaines phases métalliques et certains composés à point de fusion élevé se regroupent et se développent à nouveau, et la fine hétérophase facilite la filtration et la rétention. Ce phénomène s’explique également par la variation de la concentration des phases H, Al₂O₃, Fe et Ti avant et après filtration. Ce phénomène est particulièrement marqué dans le cas d’une filtration en deux étapes ou d’une filtration sur plaque épaisse à gradient de pores. Par conséquent, à conditions égales, la nouvelle plaque filtrante en céramique alvéolée présente un taux d’élimination élevé des impuretés présentes dans l’aluminium fondu, et la variation de la différence de pression statique avant et après filtration s’accentue avec le temps. La différence de teneur en H dans l’aluminium fondu avant et après filtration est également notable. Bien entendu, plus le diamètre des alvéoles de la céramique alvéolée est petit, plus la propreté de l’aluminium fondu est élevée.

Comment choisir le bon filtre en mousse céramique

1. Le choix de plaque filtrante en céramique alvéolée est d'abord déterminée en fonction de la teneur en impuretés de l'aluminium fondu, du débit d'injection de la masse fondue et des exigences de qualité du produit moulé final.

• Les impuretés sont nombreuses et la qualité des produits de coulée est moyenne. Il est possible d'opter pour une grande plaque filtrante en céramique alvéolée, dotée de larges alvéoles. À ce stade, il est important de filtrer au préalable la coulée semi-continue à l'aide d'un tissu en fibre de verre. Celui-ci permet d'intercepter les scories provenant de l'ouverture ainsi que celles entraînées par la goulotte, afin d'éviter l'obstruction de la plaque filtrante.
• Les exigences de qualité relatives aux produits moulés sont élevées ; c'est pourquoi on a opté pour un nouveau type de filtre en céramique alvéolaire, caractérisé par de petits trous et une grande taille de mailles.
• Le choix des caractéristiques techniques de la plaque filtrante dépend du débit et du débit total de matière fondue. Si le débit est élevé, que le débit total est important et que la taille des alvéoles de la plaque filtrante est petite, on opte pour des caractéristiques techniques plus élevées.

2. Le choix d'un plaque filtrante en fonte d'aluminium Il faut également observer sa couleur, caresser son corps, brûler l'objet.

• La couleur est pure et exempte d'impuretés, ce qui indique que le matériau est homogène ; si la main ne reste pas collée, cela signifie que la surface n'est pas recouverte de colle, ce qui évite toute pollution secondaire.
• Lorsque l'on tient la plaque filtrante d'une main et que l'on tape dessus avec l'autre, des résidus de céramsite tombent en continu, ce qui indique que la plaque filtrante est de mauvaise qualité et qu'elle entraînera une pollution secondaire de l'aluminium en fusion.
• Il s'agit d'une plaque filtrante de bonne qualité qui peut être chauffée au feu ouvert ou à l'aide d'un chauffage électrique, puis refroidie immédiatement à température ambiante sans se fissurer ni former de scories.

3. Lors du choix des filtres, il convient d'évaluer avec soin la surface effective ou la porosité de la mousse. On constate que le maillage de la couche superficielle de la plaque filtrante est homogène ; on peut ensuite vérifier l'homogénéité du maillage en coupe transversale.