1. Característica de una nueva generación de filtro de espuma cerámica para la filtración de metal fundido
Con el fin de alcanzar los objetivos de investigación y desarrollo que nos hemos fijado, se ha estudiado un conjunto completo de técnicas de fabricación rigurosas, que abarcan desde la selección de materiales, pasando por la fabricación de pasta y la mezcla, hasta el soporte
pretratamiento, secado por infrarrojos, recubrimiento por pulverización catódica y secado por microondas, hasta el control del campo de temperaturas en el tostado. La nueva generación de filtro de espuma cerámica para la filtración de metal fundido El proceso desarrollado puede mejorar eficazmente la pureza del aluminio fundido.
2. Mecanismo de filtrado y purificación del aluminio fundido mediante placas cerámicas porosas
El mecanismo de filtración y purificación del aluminio fundido mediante filtro de espuma cerámica para la filtración de metal fundido Se describe generalmente como interceptación por difusión e interceptación por colisión inercial o mecanismo de cribado, capa sedimentaria y mecanismo de filtración en lecho profundo. El Laboratorio Estatal Clave de la Universidad de Tsinghua ha establecido un modelo físico tridimensional y un modelo de flujo bifásico para el mecanismo de filtración de la cerámica celular y ha llevado a cabo cálculos de simulación, lo cual resulta de gran ayuda para estudiar la filtración y purificación del aluminio fundido. El proceso de filtración y purificación del aluminio fundido mediante placas de cerámica celular es muy complicado, ya que se trata de un proceso complejo que combina la fisicoquímica a alta temperatura y la cinética metalúrgica. En cuanto al cribado, la colisión, la sedimentación, la interceptación y la filtración, son conceptos relativamente fáciles de comprender. Hemos analizado exhaustivamente numerosos parámetros obtenidos en el proceso de filtración del aluminio fundido con placas de cerámica celular y hemos llegado a las siguientes conclusiones:
(1) Mediante la interceptación por colisión en el tamiz, la interceptación por difusión, la fricción, la sedimentación y otros procesos de filtración mecánica, la eficacia de la filtración es proporcional a la abertura de malla de la placa cerámica de espuma. Cuanto más pequeña sea la malla, mayor será la capacidad de interceptación de las partículas pequeñas de impurezas.
(2) Gracias al efecto de la capa de deposición o de la capa de torta de filtración, junto con la deposición de las partículas de impurezas en la masa fundida y las paredes curvas, interconectadas y convexas de la rejilla de soporte de la placa de filtración, se mejora la capacidad de capturar las partículas de la fase de impurezas.
(3) La superficie rugosa formada por los huecos en la superficie del cuerpo de soporte de la malla aumenta la energía interfacial entre el flujo de aluminio líquido y la superficie del cuerpo cerámico, lo que hace que la dirección del flujo de las partículas de impurezas en el flujo de aluminio líquido sea más desordenada, lo que favorece la captura de las partículas sólidas depositadas.
(4) Debido a las grietas y poros microscópicos presentes en la superficie del armazón reticular, se deposita previamente el flujo de fluoruro, que tiene una fuerte afinidad por las partículas de Al₂O₃, lo que favorece la formación de una capa completa de torta de filtración y una fuerte fuerza de adsorción química, y aumenta la capacidad para capturar y retener las partículas de la fase de impurezas.
(5) Durante el proceso de fundición del metal y debido al efecto del campo de temperaturas en el proceso de transferencia de calor, se producirá inevitablemente una diferencia de concentración del soluto de la aleación, y el metal fundido se redistribuirá, se integrará, volverá a redistribuirse y se integrará de nuevo. Este es también el proceso de aleación. En algunos metales de alto punto de fusión, las fases y los compuestos se reagrupan y crecen, al igual que las pequeñas fases de impurezas, lo que facilita su captura mediante filtración. Esto puede explicarse por los cambios en las concentraciones de HAl₂O₃, la fase Fe y la fase T antes y después de la filtración. En particular, el efecto de la filtración en dos etapas o de la filtración con placa gruesa de gradiente de poros es más evidente. Por lo tanto, en las mismas condiciones, la nueva generación de filtro de espuma cerámica para la filtración de metal fundido Presenta una elevada tasa de eliminación de la fase de impurezas en el aluminio fundido; la variación de la diferencia de presión estática antes y después de la filtración varía más con el tiempo, y la variación en la cantidad de aluminio fundido antes y después de la filtración también es evidente. Por supuesto, cuanto más pequeños sean los poros de la placa cerámica de espuma seleccionada, mayor será la mejora en la limpieza del aluminio fundido.