La placa filtrante de cerámica separa las impurezas mediante los tres mecanismos de filtración para el aluminio fundido: filtración por tamizado, por torta y por lecho profundo.
Mecanismos de filtración para el aluminio fundido
Filtración por cribado
Filtración mecánica (cribado): cuando el tamaño de las inclusiones es mayor que el tamaño de los poros de la placa filtrante, esta actúa como un tamiz para impedir que las inclusiones la atraviesen. La filtración tradicional con tela de fibra de vidrio se basa en este mecanismo.
Filtración de pasteles
Filtración por capa sedimentaria (torta): Una vez que las inclusiones previamente retenidas forman una capa continua en la superficie del filtro de espuma cerámica de alúmina placa, el tamaño de poro para el filtrado ya no es el de la placa filtrante, sino el de la capa de torta recién formada. A medida que la capa de torta se va haciendo más gruesa, los huecos que presenta se van reduciendo cada vez más, y muchas inclusiones quedan atrapadas en la superficie y en los huecos internos de dicha capa. Al mismo tiempo, la resistencia de la placa filtrante al aluminio líquido sigue aumentando. Una vez alcanzado un cierto nivel, resulta difícil que el aluminio fundido atraviese la placa filtrante. En ese momento, la placa filtrante debe desecharse. Durante el proceso de filtración, el cambio evidente hacia el modo de formación de la capa de torta se manifiesta en el aumento gradual de la presión del aluminio fundido.
Filtración en lecho profundo
Filtración en lecho profundo: Cuando las inclusiones, que son mucho más pequeñas que el tamaño de los poros del filtro, entran en la placa filtrante junto con el aluminio líquido, quedan retenidas por la pared interior de los poros de la placa filtrante. Cuanto más gruesa sea la placa filtrante, mayor será la eficacia de este modelo. Este método permite filtrar inclusiones de un tamaño aproximado de 20 µm.
Que se produzca el modo de lecho profundo depende principalmente de si las partículas de inclusión pueden retenerse tras chocar contra la pared interior de la placa filtrante. El recorrido dentro de la placa filtrante es tortuoso y rugoso. Cuando el aluminio fundido atraviesa los orificios sinuosos y comunicantes de la placa filtrante cerámica, las inclusiones internas se depositan en la pared del canal bajo la acción de la hidrodinámica, la inercia, la interceptación, la colisión y la adsorción, entre otros factores, con el fin de obtener aluminio fundido limpio.
Además, la placa filtrante de cerámica no es simplemente una barrera mecánica contra las impurezas, sino que la adsorción física y química, los microporos y la adsorción química en la pared interior de la placa filtrante también favorecen la retención de las impurezas. Por lo tanto, el tamaño de las impurezas filtradas es mucho menor que el tamaño de los orificios de la placa filtrante.
Al filtrar con filtro de espuma cerámica, se combinan los tres mecanismos anteriores. En la fase inicial, el tamizado superficial retiene las partículas grandes, mientras que las partículas pequeñas se eliminan mediante un mecanismo de filtración profunda. Con la formación de depósitos superficiales, la capa depositada puede retener tanto partículas grandes como pequeñas. Además, las pequeñas partículas de inclusión que quedan atrapadas en la malla son capturadas mediante el mecanismo de filtración profunda, lo que mejora el efecto filtrante de la placa filtrante. Cuando las partículas adsorbidas alcanzan la saturación, es decir, cuando el número de partículas adsorbidas de la masa fundida es igual al número de partículas arrastradas por la masa fundida en movimiento, la capacidad de eliminación de escoria disminuye.