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Filtragem profunda de alumínio fundido

Filtragem profunda de alumínio fundido

Foram desenvolvidos três tipos de filtros para a filtragem profunda de alumínio fundido: filtro de meio rígido, leito granular (filtro de leito profundo) (DBF) e filtro de espuma cerâmica (CFF). Os dois últimos dispositivos são os mais comumente utilizados para a filtragem de alumínio líquido. Atualmente, mais de 50% do alumínio forjado mundial utiliza o CFF.

O CFF apresenta-se na forma de blocos. Eles são produzidos essencialmente por meio da tecnologia de “replicação de bolhas”. Nesse processo, a espuma de poliuretano é revestida com pasta cerâmica e, em seguida, as peças secas são submetidas a queima. Durante o processo de queima, a espuma de poliuretano presente no revestimento cerâmico evapora, deixando a espuma cerâmica porosa (alumina ligada por fosfato). Os filtros de espuma cerâmica variam em tamanho de 18 cm a 66 cm, e a espessura padrão é de 5 cm. A taxa de filtração geralmente fica entre 0,6 e 1,6 cm/s.

O tempo de permanência do metal líquido em CFF é muito menor do que o de filtro de leito profundo DBF. Os CFFs são, em geral, menos eficientes que os DBFs e têm vida útil mais curta. Por outro lado, o CFF é mais barato e mais fácil de usar do que o DBF.

Filtro de leito profundo
Filtro de leito profundo

No caso do alumínio líquido, a eliminação de inclusões é especialmente importante. Embora tenham sido envidados esforços para reduzir a concentração de inclusões, a alta reatividade do alumínio líquido e a presença de materiais refratários levarão inevitavelmente à formação de novas inclusões no metal líquido, desde a etapa de processamento da massa fundida até a fundição de produtos semiacabados.

As inclusões são classificadas como endógenas ou exógenas, de acordo com sua origem. A reação química do metal líquido (por exemplo, a formação de óxidos superficiais) resulta na formação de inclusões endógenas in situ. As inclusões estranhas provêm do meio externo e penetram no metal líquido. Tais inclusões podem consistir em fragmentos de blocos refratários provenientes de fornos ou tanques.

O projeto dos filtros utilizados nas oficinas de fundição de alumínio atuais favorece o uso do modo de filtragem em profundidade. O filtro de espuma cerâmica adota os seguintes modos de filtração: filtração por bolo de alumínio fundido, na qual partículas em suspensão maiores que o diâmetro dos poros do filtro são depositadas na entrada do filtro e formam um bolo cuja espessura aumenta, constituindo o meio filtrante propriamente dito; filtração profunda de alumínio fundido, na qual as partículas em suspensão têm tamanho menor do que o dos orifícios do filtro, de modo que penetram no filtro e são depositadas nele (provocando, assim, o entupimento gradual do filtro).