Filtración de aluminio fundido

La filtración del aluminio fundido consiste en hacer pasar el aluminio fundido a través de un filtro para separar las inclusiones sólidas suspendidas en la masa fundida. En las fundiciones se utilizan numerosos filtros para aluminio fundido. A continuación se presenta la clasificación según los métodos de filtración del aluminio fundido.

Clasificación de los métodos de filtración del aluminio fundido

Según las propiedades de filtrado, el método de filtrado del fundido de aleación de aluminio se puede dividir en dos tipos: filtrado superficial y filtrado en profundidad. Según el material de filtrado, se puede dividir en filtrado con material de malla (como tela de vidrio o malla metálica) y filtrado con material a granel (como el filtro de lecho profundo, filtro de espuma cerámica) y la filtración en capa líquida (como la filtración en capa de flujo o el refinado por flujo eléctrico), que se dividen en tres categorías.

La filtración superficial se refiere a la filtración de impurezas sólidas que se depositan principalmente en la superficie del medio filtrante, también denominada filtración por torta de filtro. La filtración con material en forma de red pertenece a la filtración superficial. La filtración profunda también se denomina filtración interna. Las impurezas sólidas se depositan principalmente en el interior de los poros del medio filtrante. A medida que avanza la filtración, la sección efectiva de filtración de los poros disminuye gradualmente, la permeabilidad se reduce y la precisión de la filtración mejora. La filtración de material a granel pertenece a la filtración profunda.

El mecanismo de filtrado del filtro de malla consiste principalmente en separar mecánicamente las inclusiones no metálicas macroscópicas y gruesas presentes en la masa fundida mediante la acción de la rejilla. Solo puede retener aquellas inclusiones de la masa fundida cuyo tamaño sea mayor que el de la malla (suponiendo que las inclusiones no puedan deformarse). El mecanismo de filtración del filtro de material en bloque, fabricado con materiales neutros, consiste principalmente en separar mecánicamente las inclusiones sólidas presentes en la masa fundida mediante la deposición, la hidrodinámica y la interceptación directa.

El filtro para material a granel tiene una gran superficie específica, lo que permite que la masa fundida y el medio filtrante tengan suficiente oportunidad de entrar en contacto. Cuando la masa fundida arrastra impurezas sólidas a lo largo de los estrechos canales del filtro, que presentan secciones transversales variables para permitir un movimiento a velocidad variable, debido a las inclusiones sólidas —cuya densidad y velocidad difieren de las de la masa fundida—, estas pueden depositarse por acción de la gravedad. Además, debido a la naturaleza no esférica de las partículas sólidas y al campo de fuerza de cizallamiento irregular, las partículas sólidas se desplazan lateralmente, quedando así enganchadas, adheridas o adsorbidas por las paredes del canal. El fenómeno anterior se ve reforzado por la formación de una zona de vórtice de baja presión donde la sección transversal del canal poroso cambia repentinamente. Además del mecanismo de filtración mencionado anteriormente, el filtro de material en bloque fabricado con material activo también produce una filtración profunda física y química debido al efecto de la fuerza superficial y la fuerza química, lo que permite purificar el material fundido con mayor precisión.

El filtro de material a granel puede retener inclusiones sólidas mucho más pequeñas que el diámetro de sus poros. El filtro de capa líquida sirve para lavar el metal líquido con fundente líquido. Su mecanismo de filtrado se basa en la reacción física y química entre el fundente y las inclusiones no metálicas, así como en la humectación, la adsorción y la disolución de las inclusiones por parte del fundente.