As inclusões e os gases presentes no metal têm um impacto significativo na resistência mecânica, na resistência à fadiga, na resistência à corrosão e no comportamento do material em relação à corrosão sob tensão. O controle eficaz das inclusões oxidadas na massa fundida para melhorar a qualidade das barras fundidas e das chapas laminadas tornou-se uma meta comum buscada pelas indústrias metalúrgica, de fundição e de materiais em vários países. Atualmente, os métodos de purificação de água para alumínio são amplamente utilizados para remover as inclusões da massa fundida de liga de alumínio. A AdTech oferece Filtros CFF para alumínio líquido.
Formação de inclusões na água com alumínio
Algumas das inclusões na liga de alumínio provêm diretamente da carga, enquanto a maioria delas se forma durante o processo de fusão e vazamento, sendo principalmente inclusões de óxido.
Inclusões de oxidação primária
Todas as inclusões presentes antes da fundição são chamadas de inclusões de oxidação primárias, que podem ser divididas em duas categorias de acordo com o tamanho: uma é a das inclusões grandes, com distribuição irregular na macroestrutura, o que torna a estrutura da liga descontínua e reduz a compactação da peça fundida. Elas se tornam a origem da corrosão e a fonte de trincas, o que obviamente reduz a resistência e a plasticidade da liga; a outra categoria é a das inclusões finamente dispersas, que não podem ser completamente removidas após o refinamento. Elas aumentam a viscosidade do metal fundido e reduzem a capacidade de contração do líquido de alumínio durante a solidificação.
Inclusões de oxidação secundária
As inclusões de oxidação secundária são formadas principalmente durante o processo de fundição. Durante a fundição, o alumínio líquido entra em contato com o ar, e o oxigênio e o alumínio reagem para formar inclusões oxidadas. A liga de alumínio entra em contato com vários componentes do gás do forno durante o processo de fundição, formando compostos como o Al₂O₃. O Al₂O₃ presente no alumínio líquido aumenta o teor de hidrogênio na massa residual de alumínio, de modo que o teor de Al₂O₃ no alumínio líquido exerce grande influência na formação de poros nas peças fundidas de alumínio.
Método de purificação de água com alumínio
A tecnologia de filtros de cerâmica em espuma surgiu na década de 1970 e tem sido amplamente utilizada nos Estados Unidos, Canadá, Japão, França, Austrália e Suíça. É o método mais eficaz para remover as inclusões do alumínio fundido antes de utilizar o filtro de espuma cerâmica porta do filtro de placa.
Nos últimos anos, algumas novas tecnologias para a purificação do alumínio líquido têm sido estudadas tanto no país quanto no exterior, tais como o processamento dinâmico a vácuo, a purificação por desgaseificação contínua por ultrassom e os filtros de cerâmica de corindo, que têm apresentado resultados muito bons. No entanto, esses métodos técnicos são relativamente complexos e onerosos, sendo difícil promovê-los em grande escala na produção industrial de alumínio. Quanto à filtragem por filtro metálico e tecido de fibra, apenas as grandes inclusões na liga de alumínio fundida podem ser removidas, mas as inclusões abaixo do nível de mícron não podem ser eliminadas, e o filtro metálico também contamina a liga de alumínio. O uso de placas filtrantes de cerâmica espumosa permite filtrar pequenas inclusões e melhorar significativamente as propriedades mecânicas e a qualidade estética das peças fundidas.
Princípio da purificação da água com alumínio
O placa filtrante de espuma cerâmica possui uma rede multicamadas e orifícios passantes multidimensionais, e os orifícios se comunicam entre si. Durante a filtragem, o alumínio líquido transporta as inclusões ao longo dos canais sinuosos e poros, sendo diretamente interceptado, adsorvido e depositado ao entrar em contato com o esqueleto espumado da placa filtrante. Quando a massa fundida flui pelo orifício, o canal da placa filtrante é curvo, e a massa fundida que passa pelo canal muda a direção do fluxo; as inclusões colidem com a parede do orifício e aderem firmemente a ela.