Filtros para filtragem de alumínio

Atualmente, existem cinco tipos principais de filtros utilizados para a filtragem de alumínio. São eles: malha de arame tecida com fibra de vidro ou cerâmica; leito compactado de partículas de alumina não combinadas, em forma de placa ou esféricas; filtro de espuma cerâmica; partículas de alumina aglutinadas em diversas formas; peça cerâmica extrudada. É possível distinguir entre filtros descartáveis e filtros de uso múltiplo (filtros de tubo poroso, filtros descartáveis aquecidos). Filtros de leito e filtros de tubo poroso para filtragem de alumínio são frequentemente utilizadas para produtos de grande capacidade, de uma única liga (ou em série) (como corpos de latas, latas e folhas finas). Embora sejam adequadas para essas aplicações, elas não são economicamente viáveis quando é necessário substituir muitas ligas ou quando o espaço disponível é muito limitado.

O filtro descartável atende às necessidades de eficiência média de filtragem, fácil substituição de ligas e tamanho compacto. A filtragem com espuma cerâmica é um processo complementar aos métodos existentes de processamento de metais e é amplamente utilizada na fabricação de lingotes e peças fundidas com formatos especiais. No caso destas últimas, quando colocado no canal de fluxo, ele não só previne inclusões, mas também promove um preenchimento suave e sem turbulências do molde, de modo que não ocorram reoxidação nem formação de escória a jusante do filtro.

O filtro de espuma cerâmica (CFF) consiste em uma peça de espuma cerâmica de célula aberta com espessura e área de seção transversal variáveis. Geralmente, ele apresenta um vazio interconectado de 85% em volume. A finura do filtro varia, geralmente entre 10, 20 e 30 ppi (poros por polegada linear), e há uma tendência para poros finos (50, 60, 80 ppi). De acordo com testes, à medida que o tamanho dos poros diminui, a eficiência e a confiabilidade do sistema de filtragem aumentam. Outra observação interessante para a filtragem de metais muito puros é que o filtro apresenta baixo desempenho para partículas de tamanho pequeno (15 a 30 m) em comparação com partículas na faixa de 30 a 60 m.

Verificou-se que, no caso da areia grossa, a eficiência de filtragem do alumínio fundido pelos filtros de espuma cerâmica aumenta com a vazão, o tamanho do filtro e a baixa porosidade, enquanto que, no caso da areia fina, a eficiência aumenta à medida que a vazão diminui.

No canal intersticial, em condições de fluxo estático, as partículas também ficam retidas na chamada “água morta”. Nesse local, desde que não causem interferência indevida no fluxo do metal, as inclusões podem formar uma leve adesão, um acúmulo solto de matéria em suspensão ou permanecer sem qualquer adesão. A causa da liberação de partículas pode ser uma alteração na vazão ou vibração. Portanto, a captura de partículas só pode ser controlada até certo ponto na faixa de 1 a 30 mícrons, e não se pode descartar o re-arrastamento das partículas capturadas. Essa incerteza pode explicar os riscos dessas partículas, mais do que seu tamanho. O filtro de espuma cerâmica pode ser instalado antes da estação de fundição com um investimento mínimo. No entanto, ele tem uma vida útil limitada, pois as inclusões formarão bolos de filtro durante o uso, aumentando assim a resistência ao fluxo.