A placa filtrante de cerâmica separa as impurezas por meio dos três mecanismos de filtragem para alumínio fundido: filtragem por peneiramento, filtragem por bolo e filtragem em leito profundo.
Mecanismos de filtração para alumínio fundido
Filtragem por peneiramento
Filtragem mecânica (peneiramento): quando o tamanho das inclusões é maior do que o tamanho dos poros da placa filtrante, esta atua como uma peneira, impedindo que as inclusões passem por ela. A filtragem tradicional com tecido de fibra de vidro adota esse mecanismo.
Filtragem de bolo
Filtração por camada sedimentar (bolo): Depois que as inclusões previamente retidas formam uma camada contínua na superfície do filtro de espuma cerâmica de alumina placa, o tamanho dos poros para a filtragem não é mais o tamanho dos poros da placa filtrante, mas sim o tamanho dos poros da camada de bolo recém-formada. À medida que a camada de bolo fica mais espessa, os espaços nela se tornam cada vez menores, e muitas inclusões ficam retidas na superfície e nos espaços internos da camada de bolo. Ao mesmo tempo, a resistência da placa filtrante ao alumínio líquido continua a aumentar. Após atingir um determinado nível, torna-se difícil para o alumínio líquido passar pela placa de filtragem. Nesse momento, a placa de filtragem deve ser descartada. Durante o processo de filtragem, a mudança evidente para o modo de bolo é o aumento gradual da pressão do alumínio fundido.
Filtragem em leito profundo
Filtração em leito profundo: Quando as inclusões, que são muito menores do que o tamanho dos poros do filtro, entram na placa filtrante junto com o alumínio líquido, elas são retidas pela parede interna da placa filtrante. Quanto mais espessa for a placa filtrante, maior será o efeito desse modelo. Esse modo permite filtrar inclusões com tamanho em torno de 20 µm.
A ocorrência do modo de leito profundo depende principalmente da capacidade das partículas de inclusão de serem retidas após colidirem com a parede interna da placa filtrante. O percurso na placa filtrante é sinuoso e irregular. Quando o alumínio líquido passa pelos orifícios sinuosos e interligados da placa de filtro cerâmica, as inclusões internas são depositadas na parede do canal sob a ação da hidrodinâmica, inércia, interceptação, colisão, adsorção etc., de modo a se obter alumínio líquido limpo.
Além disso, a placa filtrante de cerâmica não é simplesmente uma barreira mecânica contra as impurezas; a adsorção física e química, os microporos e a adsorção química na parede interna da placa filtrante também contribuem para a retenção das impurezas. Portanto, o tamanho das impurezas filtradas é muito menor do que o tamanho dos orifícios da placa filtrante.
Ao filtrar com filtro de espuma cerâmica, os três mecanismos acima são combinados. Na fase inicial, a peneiração superficial retém as partículas grandes, enquanto as partículas pequenas são removidas por um mecanismo de filtração profunda. Com a formação de depósitos superficiais, a camada depositada passa a reter tanto as partículas grandes quanto as pequenas. Além disso, pequenas partículas de inclusão na malha são capturadas por meio do mecanismo de filtração profunda, e o efeito de filtragem da placa filtrante será melhor. Quando as partículas adsorvidas atingem a saturação, ou seja, quando o número de partículas adsorvidas da massa fundida é igual ao número de partículas removidas pelo fluxo da massa fundida, a capacidade de remoção de escória diminui.