Uso de filtros de espuma cerámica de poro abierto en fundiciones de aluminio

Filtros de espuma cerámica de poro abierto

Los filtros de espuma cerámica de poro abierto para su uso en fundiciones de aluminio se desarrollaron a principios de la década de 1970, y la primera aplicación comercial de esta tecnología tuvo lugar en 1974 para producir lingotes laminados destinados a la fabricación de chapas y láminas. Los filtros de espuma cerámica de poros abiertos son filtros monolíticos, de un solo uso o desechables, que se utilizan para una única colada. El tamaño de los poros del filtro oscila entre 4 y 28 poros por cm (de 10 a 70 poros por pulgada lineal), lo que corresponde a poros con un diámetro de entre 0,036 y 0,26 cm aproximadamente. Filtros de espuma cerámica Se fabrican normalmente en formatos cuadrados que van desde 22,86 cm × 22,86 cm × 5,08 cm (9 pulgadas × 9 pulgadas × 2 pulgadas) hasta 66,04 cm × 66,04 cm × 5,08 cm (26 pulgadas × 26 pulgadas × 2 pulgadas).

En el borde biselado se fija una junta de papel de fibra para proporcionar una carga de compresión lateral que mantenga el filtro en su sitio dentro del recipiente filtrante y evite que el metal pase por el borde del filtro. El material de la junta de fibra suele tener un grosor de entre 0,317 cm y 0,476 cm (⅛ a 3/16″) y, por lo general, está compuesto por fibras de silicato. A menudo se añade vermiculita al material de la junta, que se expande al calentarse para aumentar la presión de la junta. El tiempo de uso habitual en el aluminio fundido es de 30 a 120 minutos.

La producción de lingotes y palanquillas de aluminio destinados a la fabricación de productos de aluminio de alta calidad requiere que el aluminio fundido esté relativamente libre de inclusiones, tales como impurezas sólidas insolubles o líquidas inmiscibles. El objetivo es garantizar que los lingotes o palanquillas, tras su posterior transformación, cumplan los estrictos requisitos de los productos de alta calidad, como los materiales de embalaje rígidos y flexibles, los productos aeroespaciales (extrusiones, chapas, placas y piezas forjadas), los productos litográficos, los tubos de condensadores para automoción y los perfiles brillantes. Durante la producción del aluminio fundido, se generan impurezas insolubles o inclusiones a lo largo de todos los procesos de reducción, mantenimiento, aleación y colada.

En el proceso de reducción electrolítica primaria, la alúmina no disuelta, los carburos de aluminio, el fluoruro de sodio y aluminio procedente del baño electrolítico y las capas de alúmina γ se transportan como impurezas e inclusiones. En las etapas de mantenimiento en el horno y de aleación, se generan espinela de aluminato de magnesio, magnesia, capas de alúmina γ y materiales refractarios del horno como inclusiones o impurezas. Durante la transferencia del metal en la colada, se generan sales de cloruro, aglomerados de boruro de titanio, materiales refractarios erosionados y capas de alúmina γ como impurezas o inclusiones.

Es recomendable eliminar las inclusiones en la última etapa de procesamiento antes de que el aluminio fundido se solidifique en un lingote o una barra mediante filtración. Esto se lleva haciendo desde hace muchos años en la industria mediante el uso de diversas tecnologías, entre las que se incluyen filtración en lecho y filtración con espuma cerámica.