مرشحات الألومنيوم المنصهر

تُعد مرشحات الألومنيوم المنصهر ذات أهمية كبيرة في التعامل مع الشوائب المؤكسدة، وهناك نوعان من المرشحات المستخدمة لإزالة هذه الشوائب من الألومنيوم المنصهر.

مرشحات الألومنيوم المنصهر

مرشح ذو طبقة عميقة: يستخدم المرشح ذو الطبقة العميقة طبقات متعددة من كرات الألومينا ذات الأقطار المختلفة، وهي مرتبة داخل خزان التكرير، وتزداد أقطار كرات الألومينا تدريجيًا من الأسفل إلى الأعلى.

عندما يتدفق الألومنيوم المنصهر عبر كرات الألومينا من صندوق التكرير، فإن شوائب الأكسيد الموجودة في الألومنيوم المنصهر ستُحجب بواسطة كرات الألومينا أثناء مرور الألومنيوم المنصهر. ونظرًا لأن الألومنيوم المنصهر يتدفق أولاً عبر كرات الألومينا ذات الأقطار الكبيرة، فإنه يتأكسد. ويكون قطر كرات الألومينا كبيرًا، كما أن الفجوة بين كل منها كبيرة أيضًا، لذا يتم أولاً حجب شوائب الأكسيد الأكبر حجمًا الموجودة في الألومنيوم المنصهر بواسطة كرات الألومينا. وعندما يتدفق الألومنيوم المنصهر عبر كرات الألومينا الأصغر حجمًا، يتم ترشيح الشوائب المؤكسدة الأصغر حجمًا الموجودة في الألومنيوم المنصهر. وبعد ترشيح كرات الألومينا متعددة الطبقات، يتم ترشيح الشوائب المؤكسدة في الألومنيوم المنصهر وإزالتها، ويكون تأثير الترشيح أفضل. بالنسبة للشوائب المؤكسدة التي يزيد حجمها عن 20 ميكرومتر، تزيد كفاءة الترشيح للمرشحات ذات الطبقة العميقة عن 90%، وبالنسبة للشوائب المؤكسدة التي يزيد حجمها عن 15 ميكرومتر، تزيد كفاءة الترشيح عن 80%.

وتتمثل أوجه القصور في ما يلي: نظرًا للكمية الكبيرة من الألومنيوم المنصهر في المرشح ذي الطبقة العميقة، يجب تصريف كل الألومنيوم المنصهر الموجود في المرشح عند تغيير السبائك المختلفة، كما يجب استبدال كرات الألومينا. ويستغرق ذلك وقتًا طويلاً، كما أن تكلفة استبدال كرات الألومينا وتكلفة الإنتاج الناتجة عن تصريف سائل الألومنيوم مرتفعة نسبيًا. ولذلك، فإن طريقة الترشيح هذه مناسبة فقط للسبائك المختلفة، أو لعمليات الإنتاج التي لا تتطلب استبدال السبائك بشكل متكرر.

CFF مرشح رغوي خزفي هو مرشح بسمك 2 بوصة، يتم وضعه أفقيًّا في صندوق مرشح CFF. تتوفر المرشحات بأحجام 17 بوصة × 17 بوصة، و20 بوصة × 20 بوصة، و23 بوصة × 23 بوصة، بالإضافة إلى أحجام أخرى متنوعة لتلبية متطلبات معدلات التدفق المختلفة لخط الإنتاج المطلوب.

تتم عملية ترشيح الألومنيوم المنصهر بشكل أساسي من خلال المسام الدقيقة في مرشح الرغوة الخزفية. وعندما يتدفق الألومنيوم المنصهر عبر هذه المسام الدقيقة، تتعرض الشوائب الموجودة فيه لقوى مختلفة، بما في ذلك القوى الناتجة عن التفاعل المشترك بين أشكال الحركة المتنوعة. يتم احتجاز الشوائب المؤكسدة في المرشح الخزفي. بعد الترشيح، استبدل المرشح بمرشح رغوي خزفي جديد.

وفقًا للشوائب المؤكسدة ذات الأحجام المختلفة، يختلف قطر وعدد المسام الدقيقة في المرشح الخزفي، حيث يتم تصنيفها إلى 20 PPI، و30 PPI، و40 PPI، و45 PPI، و50 PPI، و60 PPI، و80 PPI، و100 PPI، وما إلى ذلك. كلما زادت القيمة، زاد عدد المسام الدقيقة لكل وحدة طول، وكلما صغر قطر المسام الدقيقة، كان تأثير الترشيح أفضل. ولكن في الوقت نفسه، يجب مراعاة عوامل مثل حجم الشوائب الموجودة في الألومنيوم المنصهر. فإذا كان حجم الشوائب كبيرًا، فإن استخدام المرشحات الخزفية ذات المسام الدقيقة سيؤدي بسهولة إلى انسداد فتحات المرشح ويؤثر على تدفق الألومنيوم المنصهر.

اعتمادًا على حجم الشوائب، يمكن أحيانًا استخدام مرشحين خزفيين بأحجام مسام دقيقة مختلفة، مثل المرشحين 40ppi و60ppi، حيث يمر سائل الألومنيوم أولاً عبر المرشح 40ppi، ويتم ترشيح الشوائب الأكبر حجمًا الموجودة في سائل الألومنيوم أولاً، ثم يتم ترشيح الشوائب الأصغر حجمًا عبر مرشح 60ppi، بحيث لا يضمن ذلك فعالية الترشيح فحسب، بل يمنع أيضًا الشوائب الأكبر حجمًا من انسداد مرشح 60ppi.

باستخدام الترشيح على مرحلتين، يتم استخدام مرشح 40pi ومرشح 60ppi معًا. بالنسبة للشوائب المؤكسدة التي يزيد حجمها عن 20μm، يمكن أن تصل كفاءة الترشيح إلى 90%. أما بالنسبة للشوائب المؤكسدة التي يزيد حجمها عن 15μm، فيمكن أن تصل كفاءة الترشيح إلى 80%، وهو ما يقترب من تأثير تنقية المرشحات ذات الطبقة العميقة.