El uso de placas filtrantes cerámicas se ha vuelto cada vez más habitual, ya que los requisitos de calidad de los productos de aluminio son cada vez más exigentes. Desde que las placas filtrantes cerámicas aparecieron en Estados Unidos en la década de 1970, han demostrado su gran potencial en la producción de la industria de los metales no ferrosos, especialmente en el procesamiento del aluminio.
El filtro cerámico para fundición No solo permite eliminar eficazmente las grandes inclusiones oxidadas del aluminio fundido, sino que también es capaz de filtrar las pequeñas inclusiones de unas pocas micras, algo que la tecnología tradicional no puede hacer. Dado que los átomos de hidrógeno, el sodio, el potasio y otros iones nocivos presentes en el aluminio fundido suelen adsorberse en las inclusiones, y que estas pueden convertirse en el núcleo de la formación de burbujas, al filtrar las inclusiones también se reducen estos elementos nocivos en el aluminio fundido, así como el contenido de gas. Existen también estudios que indican que la placa filtrante retiene numerosas inclusiones pequeñas, reduciendo así el número de núcleos cristalinos efectivos necesarios para la solidificación del aluminio fundido, lo que puede favorecer la nucleación y el crecimiento del aluminio fundido en condiciones de sobreenfriamiento más intensas, y refinar la estructura.
La forma más directa de evaluar la calidad de la medios filtrantes cerámicos consiste en determinar la tasa de reducción del contenido de inclusiones antes y después de que el aluminio líquido pase a través de la placa filtrante, es decir, mediante el muestreo y el análisis.
Este método mide, en realidad, el tiempo que tarda el aluminio fundido en atravesar un disco filtrante de grafito ultrafino. Cuando se evacúa el recipiente, el tiempo necesario para que pase una determinada cantidad de aluminio fundido a presión atmosférica está relacionado con la pureza del aluminio fundido. El aluminio fundido limpio tarda menos en pasar, mientras que el sucio tarda más. Además, también se puede analizar el disco de grafito filtrado, y el tamaño de las inclusiones retenidas en él puede indicar el grado de limpieza del aluminio líquido.
Mecanismo de filtración del filtro cerámico
En términos generales, existen tres formas de eliminar las inclusiones del aluminio fundido: precipitación, flotación y filtración. Cuando el tamaño de las inclusiones es inferior a 90 m, la probabilidad de que se depositen en el fondo del horno por gravedad es muy reducida. Los procesos tradicionales de purificación con gas, el refinado en línea y otros métodos pueden hacer que algunas inclusiones floten hasta la superficie del aluminio fundido, pero cuando el tamaño de las inclusiones es inferior a 30 μm, la probabilidad de que floten es muy reducida.
La ventaja de la placa filtrante es que puede retener inclusiones de un tamaño mucho menor que el de sus poros. El principio por el que las inclusiones atraviesan la placa filtrante puede atribuirse a tres mecanismos: el modo de tamiz, el modo de torta y el modo de profundidad.
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