Brevet FR2539061A1 — publié le 19840713

DISPOSITIF DE FILTRATION POUR LA COULEE DE MENTAUX FERREUX. La présente invention se rapporte à la coulée en fonderie de métaux et vise plus particulièrement un dispositif de filtration de métal liquide, applicable notamment à la fonderie de métaux ferreux. Il est d'usage en fonderie d'inclure, dans les systèmes d'alimentation de pièces, des dispositifs permettant de piéger les crasses en suspension dans le métal afin deobtenir des pièces exemptes d'inclusions. En particulier, en fonderie de métaux non-ferreux, il est de pratique courante d'utiliser des filtres constitués par des tôles métalliques perforées ou par des toiles tissées en tissu de verre. Ces dispositifs ne sont pas applxcables en fonderie de métaux ferreux du fait que, la température du métal liquide dépassant généralement 1300 OC, les filtres métalliques ou en tissu de verre sont détruits par fusion ou dissolution. C'est pourquoi, en fonderie de métaux ferreux, on utilise généralement des dispositifs de filtration réalisés, soit en sable aggloméré, soit en matière céramique réfractaire Ces filtres, en raison de leur faible section de passage et de leur épaisseur (10 mm environ) provoquent dtimportantes pertes de charges dans les systèmes d'alimentation et nécessitent d'augmenter considérablement les sections des systèmes de coulée. De plus, dans bien des cas, ces dispositifs de filtration doivent être complétés par des chambres de décantation ou des "pots centripètes11. Tous ces dispositifs, d'une efficacité relative, conduisent à alourdir les systèmes de coulée, ce qui diminue considérablement le coefficient d'utilisation du métal fondu. Il faut également signaler que l'utilisation de filtres en fibres de carbone, de carbure de silicium, de silice pure, est alun coût extrêmement élevé. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, l'objet de l'invention consiste en un dispositif de filtration de métal liquide utilisable notamment pour la coulée de métaux ferreux et qui est constitué essentiellement, suivant une particularité de l'invention, par un grillage en tôle mince présentant une épaisseur inférieure à l mm et un coefficient de passage supérieur à 50 % grâce à des perforations de 2 à 20 mm de section, revêtu d'une couche de céramique réfractaire d'épaisseur inférieure à 1/10 ème de mm et intercalé dans un système d'attaque, à la sortie d'une descente Un tel dispositif de filtration reste intact et par conséquent efficace pour arrêter les crasses, après avoir été traversé par d'im- portantes quantités de fonte liquide. Outre son efficacité en tant que dispositif filtrant, le filtre conforme à l'invention, améliore, par rapport aux dispositifs entérieurement connus, le coefficient d'utilisation #du métal liquide mis en oeuvre L'invention est décrite plus précisément ci-après à l'aide d'un mode de réalisation non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :: - la figure 1 représente un système d'alimentation de pièces muni d'un piège à crasses à force centripète, - la figure 2 représente un système d'alimentation de pièces muni d'un noyau-filtre, - la figure 3 représente un système d'alimentation de pièces muni d'un filtre à crasses conforme à l'invention, - la figure 4 représente une vue de face1S-'un filtre à crasses con forme à l'invention, à perforations rondes, - la figure 5 représente une vue en coupe selon 5-5 du filtre de la figure 4, et - la figure 6 représente une vue de face d'un filtre à crasses confor me à l'invention, à perforations carrées. Un système d'attaque 2 représenté à la figure 1 comprend essentiellement une descente 4, un dispositif de retenue de crasses constitué par une chambre à crasses 6 et un piège à crasses à force centripète 8, et un canal d'alimentation 9 de pièces. A la figure 2, un système d'attaque 10 de pièces comporte essentiellement une descente 12, un dispositif de retenue de crasses constitué par une chambre à crasses 14 et un moyau-filtre 16, et un canal d'alimentation 17 de pièces. Conformément à l'invention, un dispositif de filtration de métal liquide constitué par un filtre à crasses 18 et représenté à la figure 3 est disposé à la sortie d'une descente 20, en amont d'une chambre à crasses 22. Le système d'attaque ainsi formé est référencé en 24 avec un canal d'alimentation 23 de pièces. Un filtre à crasses 18 conforme à l'invention est constitué, en référence aux figures 4 et 5, par une tale mince 26 pourvue de perforations identiques 28 de section ronde, uniformément répartie et par un revêtement céramique 30 déposé sur les deux faces de la tôle 26. Ces perforations peuvent présenter une section rectangulaire ou carrée comme celles 32 d'un filtre { crasses 34 représenté à la figure 6. La tôle perforée 26 généralement en acier doux présente une épaisseur inférieure à 1 mu et un coefflcient de passage élevé, supérieur à 50 %. Les perforations 28eJ2 de la tôle ont une section 2 individuelle comprise entre 2 et 20 mu Au cours d'une expérimentation typique, une tôle en acier doux, de dimension 50 x 505 d'épaisseur 3 mu, percée de trous de 2,5 mu de diamètre, d'un coefficient de passage de 40 % et soumise X un débit de fonte liquide de 3 à 7 kg/sce. pendant 30 secondes, disparait par dissolution et fusion. Dans des conditions expérimentales identiques, la tale 26 de 1 mm d'épaisseur seulement, mais revêtue de l'enduit céramique réfractaire 30, résiste parfaitement an même flux de fonte liquide et se retrouve intacte, ayant en conséquence parfaitement rempli son róle de filtre. Suivant une forme de réalisation conforme à l'invention, lten- duit céramique réfractaire 30 est constitué par une suspension de farine de zircon dans un liant céramique, lui-même constitué d'un sol de silice dans l'alcool isopropylique Les tales perforées préalablement dégraissées sont revêtues de cet enduit céramique par immersion Ultérieurement, l'enduit est durci par élimination de ltalcool par flambage La tale perforée est ainsi uniformément revêtue d'une couche céramique réfractaire , d'une épaisseur ne dépassant pas 1/poème de mu, et comme telle peut être utilisée comme dispositif de#filtra- tion. Cette forme de réalisation n'est choisie qu'à titre d'exemple. Sont également conformes à l'invention, les enduits céramiques à base notamment de farine d'alumine, de mullite, de chamotte, de silice, de zircone, et liés notamment par des silicates de soude de potasse et des liants phosphatés en solutions aqueuse. De même, le mode de revêtement de la tôle perforée peut avantageusement, outre le trempé, être effectue notamment par projection au pistolet, application à la brosse et au rouleau Par ailleurs, le durcissement du liant céramique peut être obtenu par un moyen d'élimination de solvant tel que le flambage, l'étuvage, le rayonnement infra-rouge et les micro-ondes. Le filtre à crasses 18 précédemment décrit apporte de nombreux avantages - la suppression du piège à crasses 8 à force centripète inséré dans le système d'attaque 2, - la suppression du noyau filtre 16 inséré dans le système d'attaque 10, - la position de ce filtre 18 à la sortie de la descente 20 favorise la séparation de certaines crasses, a - les sections d'écoulement relatives aux descentes et chambres à crasses peuvent être réduites dans des proportions relativement importantes ; pour la coulée avec un "pot centripète" 8, les rapports de section de la descente 4 et des parties inférieure 61 et supé rieure 62 de la chambre à crasses 6 en fonction de la section du canal d'alimentation 9 sont respectivement égaux à 1 4 1.2 et 1.7 par exemple. Ces rapports de section sont conservés pour la coulée avec un noyau filtre sable 16. Ils sont tous ramenés à l'unité pour la coulée avec un filtre métallique 18 conforme à l'invention. - l'augmentation du coefficient d'utilisation du métal fondu) - la constitution d'une zone de rupture utile à la fin de la coulée. REVENDICATIONS. l - Dispositif de filtration de métal liquide, applicable notamment à la fonderie de métaux ferreux, caractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement par un grillage (18) en tôle mince qui présente une épaisseur inférieure-à 1 mu et un coefficient de passage supérieur à 50 qb grâce à des perforations (28) de 2 2 à 20 mm de section, en ce qu'il est revêtu d'une couche de céramique réfractaire (30) d'épaisseur inférieure à 1/10 ème de mu et en ce#qu'il est intercalé dans un système d'attaque (24) à la sortie d'une descente (20).