Placa de filtro de espuma cerâmica

No final da década de 1970, os Estados Unidos desenvolveram um filtro de espuma cerâmica (CFF) semelhante a uma esponja, feito de materiais como alumina e óxido de cromo. O filtro cerâmico não só é eficaz na tecnologia de purificação, como também é fácil de usar. A diferença de pressão inicial necessária para a passagem do material fundido é de apenas 100 a 150 mm e, uma vez que o material tenha passado, basta manter uma diferença de pressão de 2 a 10 mm. O princípio da filtragem e purificação por espuma cerâmica é o mesmo da filtragem por tubos cerâmicos, que se enquadra no mecanismo de filtragem profunda e apresenta uma porosidade maior (80% a 90%) do que os tubos cerâmicos. Portanto, possui grande capacidade de vazão e é adequado para filtragem e purificação em processos de lingotamento contínuo e laminação contínua. A filtragem com placa de filtro de espuma cerâmica é, atualmente, o método mais eficaz para remover inclusões na massa fundida de alumínio.

Nos últimos anos, também foram estudadas algumas novas tecnologias para a purificação do alumínio líquido, 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 obtiveram bons resultados; no entanto, esses métodos de processo são mais complexos e onerosos, sendo difícil promovê-los em larga escala na indústria. Os filtros metálicos e os filtros de tecido de fibra utilizados por clientes de baixo custo só conseguem remover grandes inclusões na liga de alumínio fundida, mas não conseguem remover inclusões abaixo do nível de mícron, e os filtros metálicos também contaminam a liga de alumínio. O uso de filtro cerâmico de espuma A placa pode filtrar pequenas inclusões, melhorando significativamente as propriedades mecânicas e a qualidade estética do produto.

Vantagens da placa filtrante de espuma cerâmica

Como a placa filtrante retém pequenas inclusões, o número de núcleos cristalinos efetivos no alumínio líquido é reduzido. Como resultado, os núcleos no líquido crescem em condições de super-resfriamento acentuado, o tempo de solidificação é reduzido e a estrutura é refinada; o teor de hidrogênio no alumínio líquido é reduzido. Os átomos de hidrogênio podem ser adsorvidos em algumas inclusões oxidadas, e essas inclusões podem se tornar o núcleo do crescimento das bolhas; assim, as inclusões são filtradas e o gás presente nelas também é removido. Por meio da adsorção, o teor de elementos nocivos (sódio e potássio) no alumínio líquido pode ser removido. De acordo com as diferentes exigências dos clientes ou com as condições ambientais no local, a seleção de uma placa filtrante adequada para garantir a qualidade do produto permite controlar eficazmente as inclusões de escória.

A remoção da escória fora do forno é realizada principalmente por meio de uma placa filtrante de cerâmica, que possui uma malha multicamadas, orifícios de passagem 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 a estrutura espumada da placa filtrante. Quando o material fundido flui pelos orifícios, o canal da placa filtrante apresenta uma curvatura. O metal fundido que flui pelo canal muda a direção do fluxo, e as inclusões nele contidas colidem com a parede do orifício e aderem firmemente a ela.

Uso da placa filtrante CFF

A placa filtrante de cerâmica espumosa está instalada no Caixa de filtro CFF entre a abertura do forno e a placa desviadora. Quanto mais próxima a caixa de filtragem estiver da placa desviadora, melhor. Isso porque ela pode encurtar a distância percorrida pelo alumínio líquido após a filtragem, reduzindo ou evitando, assim, a regeneração de óxidos. O alumínio líquido flui para fora da boca do forno através da caixa de filtragem e, em seguida, flui para a placa de distribuição pela ranhura de fluxo. Quando o dispositivo de filtragem é acionado, a queda antes e depois da filtragem da massa fundida é de cerca de 30 mm. Com o prolongamento do tempo de filtragem, as inclusões na superfície da placa filtrante e na parede do orifício aumentam, a vazão de filtragem diminui e a queda na parte dianteira e traseira aumenta, chegando a 50 a 100 mm ao final da fundição.

O efeito de filtragem da placa filtrante é garantido principalmente por seu tamanho e porosidade. Quanto maior a porosidade da placa filtrante, pior é o efeito de remoção de escória. Para produtos de alumínio com especificações muito rigorosas, deve-se selecionar uma placa filtrante com baixa porosidade. A eficiência de filtragem aumenta com o aumento do tamanho das partículas e da espessura da camada filtrante, e diminui com a redução do tamanho dos poros do filtro e da vazão do alumínio líquido.

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