Os filtros de espuma cerâmica para fundição apresentam boa estabilidade química, alta resistência específica, resistência a altas temperaturas e a choques térmicos, grande área superficial específica e muitas outras vantagens. São amplamente utilizados na metalurgia, na indústria química, na proteção ambiental e em outros campos. Na metalurgia, o filtro de espuma cerâmica é um dos métodos eficazes para purificar o alumínio fundido. O estudo mostra que o filtro de espuma cerâmica também pode reduzir o teor de hidrogênio no alumínio fundido. Devido à sua boa eficácia na remoção de escória, operação simples, facilidade de combinação com outras peças e baixo custo, ele se tornou um método de purificação de rotina na indústria de processamento de alumínio. À medida que as exigências quanto à qualidade do alumínio se tornam cada vez mais elevadas, também aumentam as exigências em relação às placas de filtro de espuma cerâmica.
Estrutura dos filtros de espuma cerâmica para fundição
Processo de fabricação do filtro de espuma cerâmica Geralmente, trata-se de uma esponja de poliuretano imersa em pasta cerâmica; em seguida, retira-se o excesso, seca-se e, por fim, sob queima a alta temperatura, a esponja se compacta, formando um material cerâmico poroso tridimensional com uma estrutura semelhante à das bolhas originais.
Levando em conta a eficiência e a intensidade da filtragem, a fabricação dos filtros de espuma cerâmica não se resume mais a uma estrutura reticular tridimensional. Trata-se, na verdade, de um tubo com espessura irregular, sinuoso e com seções interconectadas. Esse tipo de parede irregular desempenha um papel fundamental na captura das minúsculas inclusões no alumínio fundido; trata-se do filtro de leito profundo. Essa é uma diferença fundamental entre a tela e o filtro de espuma cerâmica para fundição. Essa estrutura de rede tridimensional amplia o caminho de fluxo do alumínio fundido, faz com que o alumínio fundido entre em contato com a placa do filtro e aumenta a capacidade de adsorção das partículas de inclusão.
Mecanismo de filtragem do filtro de espuma cerâmica
O principal objetivo dos filtros de espuma cerâmica para fundição é remover as inclusões do alumínio fundido. As inclusões no material fundido geralmente se apresentam em três formas: óxidos metálicos, pulverulento refratário e outras partículas estranhas, que são introduzidas durante o processo de fundição.
Existem três maneiras de remover as partículas em suspensão na massa fundida:
- Sedimentação – acúmulo de partículas no fundo do material derretido.
- Flutuação – uma mistura flutuante reunida na superfície da massa fundida.
- Filtragem – separa as partículas da massa fundida por meio de um meio poroso.
A sedimentação natural geralmente ocorre no caso de partículas de grande densidade e mais grossas; para partículas com menos de 90 µm, a sedimentação estática não é muito eficaz. Durante a desgaseificação, as bolhas podem levar as partículas de inclusão para a superfície da massa fundida; esse mecanismo, porém, não consegue remover pequenas inclusões de 30 a 40 µm. A vantagem do filtro de espuma cerâmica para fundição é que ele consegue remover partículas de inclusão muito menores do que o diâmetro de seus poros. Os filtros de espuma cerâmica separam as inclusões por meio de três mecanismos: peneiramento, sedimentos (bolo) e filtração em leito profundo.