Filtros para la filtración de aluminio

Actualmente, existen cinco tipos principales de filtros que se utilizan para la filtración del aluminio. Son los siguientes: malla metálica tejida con fibra de vidrio o cerámica; lecho compacto de partículas de alúmina no aglomeradas, en forma de placa o esféricas; filtro de espuma cerámica; partículas de alúmina aglomeradas de diversas formas; y piezas cerámicas extruidas. Se puede distinguir entre filtros desechables y filtros de uso múltiple (filtros de tubo poroso, filtros desechables calentados). Los filtros de lecho y los filtros de tubo poroso para filtración de aluminio Se utilizan a menudo para productos de gran capacidad y de una sola aleación (o de una misma serie), como los cuerpos de latas, las latas y las láminas finas. Aunque son adecuadas para estas aplicaciones, no resultan rentables cuando es necesario sustituir muchas aleaciones o cuando el espacio disponible es muy limitado.

El filtro desechable satisface las necesidades de una eficiencia de filtración media, un fácil recambio de aleaciones y un tamaño reducido. La filtración con espuma cerámica es un proceso complementario a los métodos existentes de procesamiento de metales y se utiliza ampliamente en la fabricación de lingotes y piezas de fundición con formas especiales. En el caso de estas últimas, al colocarse en el canal de flujo, no solo evita las inclusiones, sino que también favorece un llenado del molde suave y sin turbulencias, de modo que no se produzcan reoxidación ni formación de escoria aguas abajo del filtro.

El filtro de espuma cerámica (CFF) consiste en una pieza de espuma cerámica de célula abierta con diferentes espesores y áreas de sección transversal. Por lo general, presenta un poro interconectado del 85% por volumen. La finura de fabricación del filtro varía, siendo habitual 10, 20 y 30 ppi (poros por pulgada lineal), y existe una tendencia hacia los poros finos (50, 60, 80 ppi). Según las pruebas realizadas, a medida que disminuye el tamaño de los poros, aumentan la eficiencia y la fiabilidad del sistema de filtración. Otra observación interesante en el filtrado de metales muy limpios es que el filtro ofrece un rendimiento inferior con partículas de tamaño pequeño (15-30 m) en comparación con las partículas del rango de 30 a 60 m.

Se ha comprobado que, en el caso de la arena gruesa, la eficiencia de filtración del aluminio fundido mediante filtros de espuma cerámica aumenta con el caudal, el tamaño del filtro y una baja porosidad, mientras que, en el caso de la arena fina, la eficiencia aumenta a medida que disminuye el caudal.

En el canal intersticial, en condiciones de flujo estático, las partículas también quedan atrapadas en el denominado “agua muerta”. Allí, siempre que no provoquen una interferencia excesiva en el flujo del metal, las inclusiones pueden formar una ligera adhesión, una acumulación suelta de materia en suspensión o permanecer sin adherirse en absoluto. La causa de la liberación de partículas puede ser un cambio en el caudal o una vibración. Por lo tanto, la captura de partículas solo puede controlarse hasta cierto punto dentro del rango de 1 a 30 micras, y no puede descartarse que las partículas capturadas vuelvan a quedar arrastradas. Esta incertidumbre explica los riesgos que plantean estas partículas, más que su tamaño. El filtro de espuma cerámica puede instalarse antes de la estación de colada con un gasto de capital mínimo. Sin embargo, tiene una vida útil limitada, ya que las inclusiones forman tortas de filtro durante su uso, lo que aumenta la resistencia al flujo.