La tecnología de filtración con cerámica celular surgió en la década de 1970 y se ha extendido rápidamente en Estados Unidos, Canadá, Japón, Francia, Australia y Suiza. Es la forma más eficaz de eliminar las inclusiones del aluminio fundido.
En los últimos años, se han investigado en nuestro país y en el extranjero algunas nuevas tecnologías para la purificación del aluminio fundido, como el procesamiento dinámico al vacío, la purificación por desgasificación continua por ultrasonidos y los filtros de cerámica de corindón, que han dado muy buenos resultados. Sin embargo, estos métodos de procesamiento son relativamente complicados y costosos, por lo que resulta difícil generalizarlos en la producción. En cuanto a la filtración mediante malla metálica y tela de fibra, solo permiten eliminar las inclusiones de gran tamaño presentes en la aleación de aluminio fundida, pero no las inclusiones por debajo del nivel de la micra; además, la malla metálica también contamina la aleación de aluminio. El uso de placas filtrantes de cerámica celular permite filtrar las inclusiones finas y mejorar significativamente las propiedades mecánicas y la calidad estética de las piezas fundidas.
Tecnología de filtración con espuma cerámica
El placa filtrante de espuma cerámica Cuenta con una red multicapa y orificios pasantes multidimensionales, y los orificios están comunicados entre sí. Durante el filtrado, el aluminio fundido transporta inclusiones y fluye a lo largo de los canales sinuosos y los poros, y es interceptado, adsorbido y depositado directamente, entre otros procesos, al entrar en contacto con la estructura espumosa de la placa filtrante. Cuando el metal fundido fluye por el orificio, el canal de la placa filtrante presenta una curvatura, por lo que el metal fundido que circula por él cambia de dirección, y las inclusiones chocan contra la pared del orificio y se adhieren firmemente a ella.
Usos del filtro de espuma cerámica
La placa filtrante de espuma cerámica está instalada en el Caja de filtro CFF. Puede atravesar las líneas de enfriamiento y calentamiento sin agrietarse, y presenta una alta resistencia, un buen rendimiento en la conservación del calor y otras ventajas. Cuanto más cerca esté la caja de filtrado de la placa divisora, mejor, ya que esto permite acortar la distancia de flujo una vez filtrado el aluminio líquido y reducir o evitar la oxidación. El aluminio fundido sale por la boca del horno, pasa a través de la caja de filtrado y, a continuación, fluye por la canaleta de flujo hacia la placa distribuidora. Cuando se pone en marcha el dispositivo de filtrado, la diferencia de nivel antes y después de la filtración del metal fundido es de unos 50 mm. A medida que se prolonga el tiempo de filtrado, aumentan las inclusiones en la superficie de la placa de filtrado y en la pared de los poros, disminuye el caudal de filtrado y aumenta la diferencia de nivel entre la parte delantera y la trasera. Al final de la colada, la diferencia de nivel aumenta hasta los 60-120 n. La selección de la placa filtrante debe basarse, en primer lugar, en el caudal de aluminio fundido y, en segundo lugar, deben tenerse en cuenta la limpieza del metal fundido, el contenido máximo de inclusiones y el rendimiento total de la colada.
La eficacia de la filtración del metal fundido mediante un filtro de espuma cerámica viene determinada principalmente por su tamaño y porosidad. Cuanto más grandes sean los poros de la placa filtrante, peor será la eliminación de escoria. Para las piezas de fundición de aluminio con requisitos estrictos, se debe seleccionar una placa filtrante con poros pequeños. Por ejemplo, se utiliza una placa filtrante con 40-45 orificios por pulgada.
Al diseñar el dispositivo de filtrado, es necesario asegurarse de que la placa filtrante quede sumergida en el aluminio fundido durante el vertido de la masa fundida, de acuerdo con las especificaciones de la paleta seleccionada, así como con la caída de la boca del horno y la placa divisora. Además, hay que tener en cuenta que el montaje y desmontaje sean muy seguros y cómodos, y que el aluminio líquido de la caja de filtrado pueda vaciarse por completo una vez vertida la colada.
La experiencia ha demostrado que la tecnología de filtración mediante filtros de espuma cerámica es, en la actualidad, la herramienta más eficaz para eliminar las inclusiones oxidadas de las fundiciones más conocidas. La filtración general mediante fibra solo permite eliminar las inclusiones de gran tamaño, mientras que las placas filtrantes de espuma cerámica pueden filtrar simultáneamente tanto las inclusiones grandes como las pequeñas.