La plaque filtrante en mousse céramique d'alumine est essentielle pour améliorer la qualité de l'alliage d'aluminium en fusion. Elle détermine en grande partie les performances des procédés de transformation ultérieurs et la qualité des produits finaux. Par conséquent, la purification de l'aluminium en fusion suscite un vif intérêt dans l'industrie mondiale.

La contamination de l'aluminium en fusion provient de sources multiples. Lors de la fusion, l'aluminium à l'état fondu ou semi-fondu est exposé à l'atmosphère du four. Il est sensible à l'oxydation et à l'absorption d'hydrogène par réaction avec la vapeur d'eau, générant diverses inclusions non métalliques telles que des débris du revêtement du four, des chlorures et des carbures provenant des fondants, ainsi que des particules intermétalliques grossières. Par ailleurs, les rebuts de retour ont des origines complexes, incluant les déchets de procédés issus des procédures de production internes et les rebuts achetés à l'extérieur, qui introduisent diverses impuretés autres que l'aluminium. Ces impuretés provoquent des soufflures et des défauts d'inclusion dans les billettes coulées, réduisent la propreté du bain de fusion et altèrent les performances de transformation, les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et la qualité de surface des produits finis.

La plaque filtrante en mousse céramique d'alumine permet d'éliminer efficacement les inclusions micrométriques de l'aluminium en fusion, de transformer l'écoulement turbulent du métal en un écoulement laminaire stable et d'optimiser le remplissage des moules. Grâce à sa structure unique en mullite-corindon, ce produit présente une résistance mécanique élevée, une excellente stabilité chimique et une résistance remarquable à l'érosion par l'aluminium en fusion. La taille et la porosité de ses pores sont rigoureusement contrôlées afin de garantir une filtration optimale. Un joint d'étanchéité en fibre céramique entoure la plaque filtrante pour assurer l'étanchéité à l'intérieur du caisson de filtration et empêcher toute fuite de métal en fusion non filtré.

I. Principaux domaines d'application

1. Procédé de purification de la matière fondue pour la production d'aluminium et d'alliages d'aluminium ;

2. Filtration pour la coulée d'alliages de cuivre. Les métaux non ferreux en fusion, tels que le laiton, le bronze, le zinc et l'étain, sont sujets à l'oxydation et à la formation d'inclusions non métalliques lors de la coulée, ce qui entraîne des taux de rebut élevés. Les plaques filtrantes en mousse céramique permettent de réduire considérablement ces taux. Les filtres en cordiérite d'une porosité de 20 ou 30 PPI sont généralement utilisés pour la filtration des alliages de cuivre.

3. Support de catalyseur pour la purification des gaz d'échappement automobiles. La mousse céramique présente une grande surface spécifique, une bonne stabilité thermique, une résistance à l'usure, une protection contre l'empoisonnement et une faible densité, ce qui en fait un support de choix pour les catalyseurs d'échappement. Installé sur le tuyau d'échappement des moteurs à essence, il convertit les gaz nocifs, notamment le CO, les HC et les NOₓ, en dioxyde de carbone, eau et azote avec un taux de conversion supérieur à 90 %. Pour les moteurs diesel, le taux de purification des particules de carbone peut dépasser 50 %. Après accumulation de particules de carbone sur l'élément filtrant, la régénération peut être réalisée par oxydation catalytique ou par combustion contrôlée électroniquement pour une utilisation continue.

4. Ce matériau est particulièrement adapté aux hautes températures. Grâce à ses excellentes performances de rayonnement thermique, il est utilisé pour améliorer le transfert de chaleur et dans les technologies de combustion en milieu poreux. Il peut également servir de support pour photocatalyseur chargé de nanoparticules de dioxyde de titane. Sous l'effet de la lumière ultraviolette, il dégrade les substances organiques et les micro-organismes, contribuant ainsi à la purification de l'air. De plus, il peut être utilisé comme garnissage pour les tours de traitement chimique, comme matériau de distribution de gaz et comme plaque de brûleur à économie d'énergie pour les cuisinières à gaz.

II. Mécanisme de filtration

1. Effet de gâteau de filtration. La structure poreuse tridimensionnelle de la mousse céramique intercepte mécaniquement les scories. Lorsque le métal en fusion s'écoule, les inclusions plus grandes que les pores de surface sont piégées et s'accumulent du côté de l'entrée pour former progressivement un gâteau de filtration. Ce gâteau rétrécit davantage les canaux d'écoulement et retient les impuretés les plus fines. Les fentes et les zones mortes à l'intérieur du corps céramique peuvent également piéger les inclusions, produisant ainsi l'effet de gâteau de filtration interne.

2. Effet d'adsorption de surface. Le métal en fusion est divisé en fins jets par la structure poreuse, augmentant ainsi la probabilité de contact entre les inclusions et le média filtrant. La surface de la plaque filtrante présente des structures micro-concaves-convexes de 1 à 10 μm, qui capturent les impuretés par adsorption et adhésion électrostatiques ;

3. Effet de rectification. Après la division du flux de métal en fusion, le diamètre d'écoulement équivalent diminue et le nombre de Reynolds chute, transformant l'écoulement en un écoulement laminaire. En régime laminaire, la densité des inclusions est bien inférieure à celle de l'aluminium en fusion, ce qui leur laisse suffisamment de temps pour remonter et se séparer. La plaque filtrante augmente la résistance à l'écoulement, réduit la vitesse du métal en fusion dans le canal d'alimentation, favorise la remontée des scories et les retient sur la partie supérieure du canal afin de limiter leur accumulation.

III. Avantages de l'application

L'aluminium fondu purifié présente des avantages considérables pour la transformation des produits en aluminium tels que les tôles, les bandes, les feuilles et les profilés. Pour la production de profilés en alliage d'aluminium 6063, les avantages sont les suivants :

1. Capacité d'extrusion accrue. Après filtration, la vitesse d'extrusion augmente d'environ 20 % et la productivité globale de près de 15 % ;

2. Durée de vie des matrices prolongée et réduction des temps de maintenance des matrices ;

3. Pression d'extrusion réduite. La pression d'extrusion est réduite de plus de 3 % par rapport à l'aluminium fondu non filtré ;

4. Qualité de surface des profilés en aluminium nettement améliorée.

Dans les applications de fonderie, il réduit efficacement les défauts d'inclusion, améliore les performances de coupe des pièces moulées, diminue l'usure des outils et réduit les coûts de production.

IV. Directives d'installation et d'utilisation

L'efficacité de la filtration est étroitement liée à l'installation. L'utilisation de plaques filtrantes ne saurait remplacer les procédés de base d'élimination des impuretés tels que la fusion, l'affinage au four et la coulée. Il convient également d'éviter toute recontamination de l'aluminium fondu purifié.

1. Sélection appropriée. Les dimensions et la densité de pores PPI de la plaque filtrante doivent correspondre au débit de coulée, au niveau maximal d'aluminium fondu, au volume total de filtration et à la propreté de l'aluminium fondu brut ;

2. Le prétraitement du bain de fusion est indispensable. Il comprend un écrémage régulier et complet des scories, le nettoyage du four et un affinage en four. Une unité de dégazage en ligne est essentielle, car elle réduit la teneur en hydrogène et élimine une partie des inclusions ;

3. Associer à un boîtier de filtre réfractaire carré pour assurer l'étanchéité, empêcher l'aluminium fondu de s'écouler par les interstices et éviter que la plaque filtrante ne flotte et ne tombe en panne ;

4. Préchauffer avant utilisation. Préchauffer à l'aide d'un chauffage électrique ou au gaz pendant environ 15 minutes afin d'éliminer l'humidité et de garantir une filtration initiale stable ;

5. Ne retirez pas les scories, ne frappez pas et ne faites pas vibrer la plaque filtrante pendant la filtration. Maintenez le canal rempli d'aluminium fondu pour réduire les turbulences du niveau de liquide ;

6. Éliminer les résidus de métal dans le canal et la plaque filtrante après la coulée. Un vibreur peut être utilisé pendant 1 minute pour éliminer environ 75 % de l'aluminium fondu retenu ;

7. Nettoyez les alentours et retirez la plaque filtrante une fois que les résidus métalliques se sont solidifiés.

V. Caractéristiques du produit

1. Excellente résistance aux chocs thermiques et à l'érosion par les métaux en fusion et aux impacts, adaptée aux conditions de travail à haute température ;

2. Procédé de production avancé, fournissant des plaques filtrantes de différentes tailles et densités de pores pour répondre aux exigences des entreprises de transformation de l'aluminium ;

3. Contrôle strict des tolérances dimensionnelles, compatible avec les lignes de production de chargement automatique de filtres ;

4. Fabriqué à partir d'alumine de haute pureté, ce matériau présente une porosité uniforme, une excellente résistance aux hautes températures, une bonne stabilité thermique et à l'usure, ainsi que des propriétés chimiques stables. Il est largement utilisé en fonderie, dans le traitement de l'eau, l'industrie chimique et la protection de l'environnement. C'est le matériau de choix pour la filtration de l'aluminium en fusion et comme support de catalyseur ; il peut également servir à l'isolation phonique et thermique. Des formes, des dimensions et des densités de pores personnalisées sont disponibles.

VI. Tableau des spécifications du produit

Remarque : Des produits sur mesure de forme spéciale peuvent être fournis sur demande du client.

Grâce à ses performances de purification stables et fiables, la plaque filtrante en mousse céramique d'alumine est un consommable essentiel pour le contrôle de la qualité du métal en fusion et la stabilisation du rendement lors de la coulée d'alliages d'aluminium et d'alliages non ferreux. Xinda propose des solutions de filtration sur mesure, adaptées aux spécifications et à la densité des pores de chaque client, en fonction de son procédé de coulée, de son débit et des exigences de ses produits. Elle accompagne ainsi les fonderies dans l'amélioration continue de la qualité de leurs pièces moulées et la réduction de leurs coûts de production.