يمكن أن يتسبب وجود الشوائب والشوائب الجسيمية في مشاكل جمالية ووظيفية، مما يؤدي في النهاية إلى ارتفاع التكاليف بسبب الهدر وعمليات المعالجة الإضافية. ولذلك، من المهم جدًّا لصناعة المعادن تقليل محتوى هذه الشوائب في منتجاتها. وعلى الرغم من أن التحسينات التي طرأت على المواد والعمليات ومعالجة المعادن قد خفضت كمية الشوائب، إلا أن الترشيح لا يزال قادراً على تحقيق مزيد من التخفيضات. وتشمل وسائط الترشيح التقليدية الألياف الزجاجية أو الشبكات المعدنية، ونوى الترشيح الخزفية، والكتل المتجانسة المبثوقة، وطبقات الركام الكروي غير المربوط أو الركام المربوط، ومرشحات الرغوة الخزفية المستخدمة على نطاق واسع. وقد استُخدمت هذه المرشحات لأول مرة في تطبيقات صب الألومنيوم الأولي. تمتلك شركة AdTech خط إنتاج لمرشحات الرغوة الخزفية قادر على تلبية احتياجات إنتاج مصبوبات الألومنيوم الأولي في مصاهر الألومنيوم.
إنتاج مرشحات الرغوة الخزفية
الطريقة التقليدية مرشح رغوي خزفي وهي مصنوعة من مادة رغوية مرنة مائية ذات خلايا مفتوحة، تحتوي على فراغات مترابطة محاطة بشبكة من المادة الرغوية المرنة. تحتوي الرغوة على 2-25 مسامًا لكل سنتيمتر، ويجب أن تكون قابلة للاحتراق عند درجة حرارة حرق المادة الخزفية أو أقل منها. يعتمد حجم مادة الرغوة على الحجم المطلوب لمادة المرشح النهائية، وعادةً ما يتراوح سمكها بين 2 و5 سم.
يُستخدم الملاط الخزفي المائي بشكل طبيعي على المادة الخزفية المطلوبة لتصفية المعدن المحدد. ويجب أن يتمتع الملاط بخصائص معينة حتى يتمكن المنتج النهائي من مقاومة تآكل المعدن المنصهر تحت تأثير الهجوم الكيميائي، والتحلي بالقوة الميكانيكية، وتحمل ظروف درجات الحرارة المرتفعة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتمتع الملاط بدرجة عالية من السيولة وأن تتكون من المعلق المائي الخزفي المخصص للمرشح. وتشمل المواد الخزفية النموذجية التي يمكن استخدامها أكسيد الألومنيوم، وأكسيد الكروم، وأكسيد الزركونيوم، وأكسيد المغنيسيوم، وأكسيد التيتانيوم، وثاني أكسيد السيليكون، وكربيد السيليكون، ومخاليط منها.
تُعد الملاط القائمة على الألومينا مرضية للغاية للاستخدام مع الألومنيوم المنصهر وسبائكه. أما لاستخدام النحاس وسبائكه، فيُفضل استخدام أكسيد الزركونيوم أو أكسيد الكروم. بالنسبة لمسبوكات الفولاذ، تُستخدم عادةً مرشحات من الزركونيا المُثبَّتة جزئيًا، والألومينا عالية التركيز، ومخاليط الزركونيا والألومينا، وكربيد السيليكون. وبشكل عام، تحتوي الملاط على 10 إلى 40% من الماء. ويمكن استخدام إضافات مثل المواد اللاصقة وعوامل ترطيب الرغوة في الملاط.