Filtre en mousse céramique poreuse pour la filtration de l'aluminium fondu

Filtre en mousse céramique poreuse

AdTech propose un filtre en mousse céramique poreuse, particulièrement adapté à la filtration de l'aluminium fondu ou des alliages d'aluminium. La composition de base du filtre est de 20 à 70 % en poids de % Al.₂O₃, 20 à 60 % en poids de % SiO₂, 0 à 25 % en poids de %, un oxyde du groupe II, et 2 à 20 % en poids de % B₂O₃sous la forme d'une structure « cœur-enveloppe », le cœur étant riche en alumine et en silice, et l'enveloppe étant constituée d'une composition de verre au bore qui entoure le cœur. De préférence, la composition de base comprend 40 à 60 % en poids d'Al₂O₃, 30 à 50 % en poids de % SiO₂, 0 à 10 % en poids de % CaO ; 0 à 10 % en poids de % MgO et 3 à 10 % en poids de % B₂O_3.

La composition du filtre comprend de préférence un noyau représentant 65 à 85 % en poids de % et une enveloppe représentant 15 à 35 % en poids de %. De manière plus préférentielle, le noyau représente 70 à 80 % en poids de % du filtre, le reste étant constitué par l'enveloppe. L'enveloppe encapsule le noyau, protégeant ainsi ce dernier contre les attaques chimiques pendant la filtration, et en particulier contre les attaques du magnésium.

Le noyau comprend de préférence 45 à 60 % en poids d’alumine % et 40 à 55 % en poids de silice %. L’alumine et la silice sont de préférence incorporées sous forme d’un silicate d’alumine tel que la mullite, la cyanite, la sillimanite, le kaolin calciné et l’andalousite. La cyanite est la plus privilégiée. D’autres matériaux pouvant constituer le noyau sont d’autres silicates à faible dilatation thermique ou à dilatation thermique nulle, tels que la silice fondue, les silicates de lithium et d’aluminium (pétalite) et les silicates de magnésium et d’aluminium (cordiérite).

L'enveloppe est principalement constituée d'une matrice liée au verre de bore, qui entoure le noyau. L'enveloppe comprend de préférence 15 à 45 % en poids d'alumine %, 2 à 35 % en poids de silice %, 15 à 50 % en poids d'oxyde de bore % et 0 à 25 % en poids d'au moins un oxyde du groupe II %. De manière plus préférée, la teneur en alumine est comprise entre 15 et 25 % en poids (%). De manière plus préférée encore, la teneur en silice est comprise entre 5 et 10 % en poids (%). De manière plus préférée encore, la teneur en oxyde de bore est comprise entre 30 et 50 % en poids (%). L’oxyde du groupe II est de préférence choisi parmi le calcium, le strontium, le baryum et le magnésium.

Le filtre en mousse céramique poreuse adopte une approche différente de celle des modèles précédents fabrication de filtres en mousse céramique technologie. Un grain d’aluminosilicate à faible dilatation thermique, de préférence de la cyanite ou de la mullite, est utilisé à la place de l’alumine afin d’obtenir une meilleure résistance aux chocs thermiques et de réduire les contraintes de compression latérales. La mullite et la cyanite réagissent toutefois avec l’aluminium fondu et ses alliages. Afin de protéger le matériau des grains contre les attaques chimiques, on utilise une phase liante relativement inerte à base d’un verre au bore complexe, de préférence à base de calcium ou de magnésie, d’alumine et de silice. La matrice de verre au bore est continue dans l’ensemble de la matrice du filtre, formant une structure « cœur-enveloppe » avec une enveloppe de verre au bore qui encapsule et protège complètement le cœur des grains d’agrégat contre l’attaque des vapeurs de magnésium. Cette matrice de verre au bore développe une bonne résistance à l’état cru à basse température et agit comme fondant pour lier les grains de cyanite entre eux pendant la cuisson. Ce nouveau corps de filtre présente, lors d’essais en métal fondu, une résistance supérieure à l’attaque des vapeurs de magnésium.

D'autres oxydes métalliques peuvent être présents dans la formulation en faibles quantités, généralement inférieures à 3 % en poids %, sous forme d'impuretés. Parmi ceux-ci figurent le K₂O, Na₂O, Fe₂O₃, et le TiO₂, entre autres.