Brevet FR2757422A1 — publié le 19980626

ARTICLES TEXTILES ET FILTRES DIFFUSEURS POUR LA FILTRATION DE MÉTAUX EN FUSION. NOTAMMENT ALUMINIUM La présente invention concerne le secteur technique de la filtration des métaux en fusion, donc se trouvant à l'état liquide. Ce secteur technique fait plus précisément appel à des tissus dits techniques et à la conception de filtres et diffuseurs appropriés. L'opération de filtration est nécessaire pour éviter que des corps étrangers soient entraînés dans la coulée par le métal en fusion. Ces techniques sont en particulier utilisées pour la filtration de l'aluminium en fusion, qui est le secteur d'application préféré de l'invention, mais non limitatif. Le procédé de filtration de l'aluminium liquide fait appel à ce jour à des tissus de verre (ou de carbone) dont la contexture varie selon l'affinité et le genre d'alliage que l'on veut obtenir. Par affinité , on désigne dans cette industrie les différentes applications qui sont faites par qualité d'alliage. Quant aux alliages à produire, ils consistent essentiellement en alliages d'aluminium et de non-ferreux. On sait par exemple utiliser des structures textiles en fils de verre, très résistants en traction et supportant une température d'utilisation pouvant atteindre 1200"C. Le problème technique posé est, de manière générale, d'éviter le passage de corps étrangers dans la coulée du métal ou de l'alliage en fusion. Un problème qui en dérive, s'agissant d'un procédé par filtration, réside dans la recherche de l'ensemble des propriétés suivantes - débit du métal le plus important possible - perte en métal (retenues sur le filtre) la plus faible possible - colmatage le plus faible possible du filtre - économie générale du procédé, y compris par une usure et une maintenance des filtres aussi faibles que possible. Un problème particulier réside dans l'absence de tenue des tissus de verre, en particulier le glissement des fils les uns par rapport aux autres. On y remédie en général par une enduction en fin de ligne d'un apprêt (mélange d'amidon et d'acétate de vinyle dans l'eau ou un solvant), par foulardage, et séchage. Les tissus sont utilisés soit au mètre, soit sous une forme dite de diffuseur confectionné . L'invention concerne tout particulièrement les tissus pour diffuseurs confectionnés. Les filtres diffuseurs pour la filtration de l'aluminium (ou d'autres métaux ou alliages en fusion) sont définis par les spécifications des utilisateurs, producteurs d'aluminium. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés. Un type classique de filtre diffuseur est tel que représenté sur la figure 1. Les dimensions T, O et d varient en fonction du type de filtration considéré. La partie O est destinée à présenter une surface de filtration nulle ou sensiblement nulle, c'est-à-dire présentant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, de manière à détourner le métal en fusion vers les zones d de filtration (diffusion du métal vers les zones d où le vide de maille est calculé de manière connue pour réaliser une fonction de filtration). Ceci assure une température homogène dans le moule et représente donc un facteur essentiel dans la production des objets moulés et l'obtention de leurs qualités. Les tissus peuvent être caractérisés par leur vide de maille, le % de filtration étant donné par la relation surface vide x 100 / surface totale du tissu. Pour obtenir la caractéristique d'obturation de la partie O, on a recours à la pose d'une doublure sur la zone considérée, cette doublure étant constituée d'un autre tissu à 0 % de filtration, ou bien d'un autre tissu dont la surface de filtration est non nulle, mais qui est alors employé à double (en double épaisseur), cette superposition rendant le % global de filtration nul ou sensiblement nul. Dans l'état de la technique, cette doublure est cousue sur le fond F du filtre dans la zone O. L'invention vise à améliorer plus précisément ce point de la technologie, qui présente le défaut de laisser passer certains corps étrangers au travers du filtre, et l'inconvénient de définir une zone O seulement approximative. Cependant, ce procédé antérieur présente l'avantage de la simplicité apparente et il n'apparaissait pas possible d'obtenir de meilleurs résultats sauf à compliquer de manière insupportable la technique de fabrication du filtre. L'industrie s'est donc accommodée de cette doublure cousue, et de ses inconvénients. L'invention est parvenue à éviter d'avoir à placer par couture une doublure dans la partie O, en procédant selon le concept nouveau, dans cette technologie, de tissage intégral direct d'au moins une zone plus dense au niveau de la partie O souhaitée. L'invention concerne donc des articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, ci-après métaux , présentant au moins une zone d de diffusion de la coulée et au moins une zone O de réception de la coulée avant sa diffusion et sa filtration, la zone d présentant un vide de maille permettant la filtration du métal ou de l'alliage en fusion, et la zone O présentant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, caractérisés en ce que la zone O est obtenue par tissage intégral direct d'au moins une nappe textile plus dense, à l'endroit souhaité, lors du tissage des zones d et O. L'homme de métier comprendra que l'on peut procéder également au tissage direct d'une zone présentant un gradient de densité de maille, et pas obligatoirement un saut unique et brutal de densité, et que l'on peut aussi combiner les diverses possibilités. C'est un intérêt de l'invention que d'offrir cette grande flexibilité d'application. L'invention concerne donc également des articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, caractérisés en ce que l'on procède au tissage direct d'au moins une zone O présentant un gradient de densité de maille par rapport à la ou les zones d adjacentes. On peut aussi tisser la ou les zones O selon des gradients de densité successifs différents, cf. fig. 6 à titre non limitatif. A titre d'exemple, les parties d seront en un tissu de type taffetas, et la zone O en un tissu de type satin ou sergé. A titre d'exemple particulier, le nombre de coups au cm sera sensiblement le double dans la zone O par rapport au nombre de coups respectifs dans les zones d. A titre d'exemple précis mais non limitatif, car variant en fonction du % de filtration exigé par le producteur de métal - les parties d seront en taffetas avec du fil de verre 136 x 3260 tours I s, avec une densité de fil de 4,35 au cm en chaîne et un nombre de coups de 4,3 coups au cm en trame. - la zone O sera en satin ou sergé avec une densité en chaîne du double de celle de la partie d, soit ici 8,8 coups au cm par 1 coup 136 x 3 1 coup 272 x 3. Des débits variables peuvent être obtenus en faisant varier les dimensions de la zone obturée O par rapport à celles des zones d de la partie filtrante. Une marque avec un fil de trame différent permet un marquage simple, à la confection, du repère de l'endroit où devra être découpée la pièce de tissu pour la dimension T souhaitée. L'invention concerne donc également un procédé de fabrication d'articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, présentant au moins une zone d de diffusion de la coulée et au moins une zone O de réception de la coulée avant sa diffusion et sa filtration, la zone d présentant un vide de maille permettant la filtration du métal ou de l'alliage en fusion, et la zone O présentant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, caractérisé en ce que l'on procède par tissage direct intégral des zones d et O, la zone O étant réalisée selon un tissage plus dense lui assurant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, tandis que les zones d sont tissées avec un vide de maille leur assurant une fonction de filtration du métal, la zone O présentant un saut de densité ou bien un ou plusieurs gradients de densité successifs par rapport aux zones d adjacentes. Inversement, on pourrait également, et de manière techniquement équivalente, tisser la zone O en matière dense et tisser les zones d en matière moins dense par rapport à la ou les zones O, éventuellement avec comme ci-dessus un ou plusieurs gradients de densité, ou bien un seul saut de densité. On a constaté que le procédé selon l'invention permet d'éviter le risque de corps étrangers entraînés par le métal en fusion, ce qui est l'avantage déterminant du procédé par rapport à l'état de la technique. Par ailleurs, ce procédé permet un contrôle rigoureux des dimensions des zones O et d, grâce au tissage direct et à une simple détermination des coups au cm commandés par le dessin d'une ratière. Les filtres diffuseurs peuvent donc être exécutés au plus près des spécifications imposées. On observe également un gain de temps appréciable, et donc une réduction importante du coût de production. Le filtre diffuseur se place sous l'orifice de coulée à l'aide de quatre tringles glissées dans les passages (P) des ourlets supérieurs (1). Un autre aspect de l'invention réside dans le fait que les ourlets sont fabriqués, non plus en rabattant une partie du tissu sur lui-même, figure 2 (art antérieur), mais en opérant un tissage direct et complet sans couture (figure 3), avec formation d'un tissu poche . On note un gain important au niveau du temps de confection, car on supprime le temps de réalisation de la couture (3). On obtient également une résistance supérieure à la traction grâce à cette autre application du tissage direct selon l'invention. Un autre aspect de l'invention réside dans le fait que les ourlets ne présentent plus de fils volant qui posent des problèmes bien connus lors de la coulée, et que l'on n'était pas parvenu à supprimer dans l'art antérieur. Un autre aspect de l'invention, réside dans un manchon pour busette (figures 4 et 5) qui va se placer au-dessus du tissu diffuseur selon l'invention. Ce manchon comporte un passage dimensionné pour la busette par où arrive la coulée (passage pour busette PB) et est fabriqué comme représenté sur les figures 4 et 5, avec les angles ANG rabattus et cousus, le trait pointillé représentant les coutures (C), avec un bord surfilé BS visible sur la coupe A-A. Ce manchon coopère avec les filtres diffuseurs de l'invention, et évite des projections de métal à la coulée. EXEMPLE DE SPÉCIFICATIONS IMPOSÉES (Figure 6) On a réalisé un tissu diffuseur apprêté, dont le vide de maille est de 2 x 2 mm (tissu PON 635 ). II présente de manière classique une forme dite de (( panier " dont les dimensions suivantes longueur L, largeur I et hauteur h sont caractéristiques. La partie centrale est imperméabilisée en deux niveaux. - par une surépaisseur de tissu apprêté à maille 0,6 x 0,7 mm (tissu PON 618) sur la largeur dl, - par une deuxième surépaisseur superposée à la première, en tissu PON 618, sur la bande centrale d2. Dans l'art antérieur, ces surépaisseurs S1 et S2 sont cousues à l'extérieur du tissu diffuseur TD, avec les inconvénients connus. De même, les ourlets 1 sont cousus après le rabat du tissu. Selon l'invention au contraire, on passera de la densité du tissu TD à une deuxième densité (celle imposée et représentant la superposition de TD et S1) en modifiant le réglage de la machine, comme décrit plus haut. Ce réglage est à la portée de tout homme de métier, à partir des densités à obtenir et des dimensions dl et d2, et L. Dans une seconde étape en continu, on fera varier de même la densité en tissage intégral direct pour obtenir une densité égale à celle résultant de la superposition de TD, S1 et S2, par le même type de réglage machine. L'invention concerne donc également un procédé de fabrication d'articles textiles et filtres diffuseurs pour métaux en fusion, caractérisé en ce que l'on opère par tissage direct en continu et en ce que l'on modifie le réglage machine au passage des zones d à O et O à d afin de modifier la densité de tissage (ou vide de maille) des zones. On obtient selon l'invention un positionnement extrêmement précis des zones S1 et S2 selon dl et d2, avec absence de fils de couture et de risque d'entraînement de corps étrangers. REVENDICATIONS 1. - Articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, présentant au moins une zone d de diffusion de la coulée et au moins une zone O de réception de la coulée avant sa diffusion et sa filtration, la zone d présentant un vide de maille permettant la filtration du métal ou de l'alliage en fusion, et la zone O présentant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, caractérisés en ce que la zone O est obtenue par tissage intégral direct d'au moins une nappe textile plus dense, à l'endroit souhaité, lors du tissage des zones d et O. 2. - Articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'on procède au tissage direct d'au moins une zone O présentant un gradient de densité de maille par rapport à la ou les zones d adjacentes. 3. - Articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, selon la revendication 1 ou 2, caractérisés en ce que l'on procède au tissage direct de la ou les zones O selon des gradients de densité successifs différents. 4. - Articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que les ourlets supérieurs (1) sont fabriqués en opérant également un tissage direct et complet sans couture, avec formation d'un tissu poche > ) . 5. - Article textile et filtre diffuseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que: - les parties d sont en taffetas avec du fil de verre 136 x 3260 tours/s, avec une densité de fil de 4,35 au cm en chaîne et un nombre de coups de 4,3 coups au cm en trame, - la zone O est en satin ou sergé avec une densité en chaîne du double de celle de la partie d, soit ici 8,8 coups au cm par 1 coup 136 x 3 1 coup 272 x 3. 6. - Procédé de fabrication d'articles textiles et filtres diffuseurs pour la filtration de métaux ou d'alliages métalliques en fusion, notamment de l'aluminium, présentant au moins une zone d de diffusion de la coulée et au moins une zone O de réception de la coulée avant sa diffusion et sa filtration, la zone d présentant un vide de maille permettant la filtration du métal ou de l'alliage en fusion, et la zone O présentant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, caractérisé en ce que l'on procède par tissage direct intégral des zones d et O, la zone O étant réalisée selon un tissage plus dense lui assurant un vide de maille égal à 0 % ou très proche de 0 %, tandis que les zones d sont tissées avec un vide de maille leur assurant une fonction de filtration du métal, la zone O présentant un saut de densité ou bien un ou plusieurs gradients de densité successifs par rapport aux zones d adjacentes. 7. - Procédé de fabrication selon la revendication 6 des articles textiles et filtres diffuseurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on opère par tissage direct en continu et en ce que l'on modifie le réglage machine au passage des zones d à O et O à d afin de modifier la densité de tissage (ou vide de maille) des zones.