Sistema de filtrado cerámico: mecanismo de purificación del metal fundido

Sistema de filtrado cerámico

El mecanismo de purificación del sistema de filtrado cerámico comprende tres aspectos:

Uno de ellos es la interceptación y el bloqueo. Por lo general, las inclusiones de gran tamaño quedan fácilmente retenidas en la entrada del filtro. Tras el paso de una determinada cantidad de metal fundido, se forma una capa de filtro en la superficie de la entrada del filtro, y el caudal del metal fundido a través del filtro cerámico se reducirá considerablemente a partir de entonces. Al mismo tiempo, a medida que disminuye el diámetro interior de la entrada, aumenta la probabilidad de interceptar inclusiones de menor tamaño, y se incrementa la eficacia en la eliminación de las inclusiones de pequeño tamaño.

El segundo es la adsorción. La interceptación y el bloqueo son métodos físicos para filtrar las inclusiones, que resultan eficaces para partículas de inclusión de más de 50 μm, mientras que las partículas pequeñas, de menos de 40 μm, deben eliminarse mediante un mecanismo de adsorción. La inclusión es arrastrada por el flujo de líquido hacia la pared del filtro. Dado que ambos se infiltran y se adhieren entre sí, normalmente la inclusión y el metal fundido no se mezclan; de hecho, cuanto menor es el tamaño de las partículas de la inclusión, peor es la humectabilidad. Una vez que las inclusiones entran en contacto con la superficie del filtro, que presenta una humectabilidad relativamente mejor, es fácil que se separen del metal fundido y sean adsorbidas por dicha superficie. Si los poros del filtro son más pequeños, el canal del filtro es más largo y el caudal es lo suficientemente lento, mayor será la probabilidad de que las inclusiones del metal fundido se desplacen hacia la pared interior del filtro; es decir, mayor será la eficiencia con la que el filtro capture las inclusiones.

El tercero es el efecto rectificador. La capacidad rectificadora del sistema de filtrado cerámico hace que el metal fundido, que originalmente presenta un fuerte flujo turbulento, pase a un estado de flujo laminar al atravesar el filtro. Tras atravesar el filtro, se requiere una zona de transición más larga para que recupere su estado turbulento original. En la zona de transición, el flujo del líquido aún no ha alcanzado un estado turbulento estable ni se encuentra en una zona de flujo turbulento más reducida, lo que evita la oxidación secundaria del metal fundido y la erosión del molde, ejerciendo así un evidente efecto de bloqueo de escorias. Por eso, la malla metálica y el filtro central también tienen un mayor efecto purificador del metal.

Además, los distintos métodos de purificación dan lugar a diferentes relaciones entre la masa fundida y el medio de purificación:

(1) Sin medio de purificación: las inclusiones pueden eliminarse por su propio movimiento.

(2) El medio de purificación se mueve y la masa fundida permanece estática: como en el caso de la refinación con gas y fundente, el movimiento del medio de purificación favorece el proceso de transferencia de masa de las inclusiones y mejora la eficacia de la eliminación de impurezas.

(3) La masa fundida está en movimiento y el medio de purificación permanece estático: como en el caso del método de filtración, el flujo de la masa fundida acorta la distancia necesaria para el proceso de transferencia de masa y mejora la eficacia de la eliminación de impurezas.