Utilização de filtros de espuma cerâmica de poros abertos em fundições de alumínio

Filtros de espuma cerâmica de poros abertos

Os filtros de espuma cerâmica de poros abertos para uso em fundições de alumínio foram desenvolvidos no início da década de 1970, tendo a primeira aplicação comercial da tecnologia ocorrido em 1974 para a produção de lingotes de laminação destinados à fabricação de chapas e folhas. Os filtros de espuma cerâmica de poros abertos são monolíticos, de uso único ou descartáveis, utilizados para uma única fundição. O tamanho dos poros do filtro varia de 4 a 28 poros por cm (10 a 70 poros por polegada linear), o que corresponde a poros com diâmetro de aproximadamente 0,036 a 0,26 cm. Filtros de espuma cerâmica são normalmente produzidos em tamanhos quadrados que variam de 22,86 cm × 22,86 cm × 5,08 cm (9 pol. × 9 pol. × 2 pol.) a 66,04 cm × 66,04 cm × 5,08 cm (26 pol. × 26 pol. × 2 pol.).

Na borda chanfrada, uma junta de papel com fibras é fixada para proporcionar uma carga de compressão lateral, a fim de manter o filtro no lugar dentro do recipiente do filtro e impedir o desvio do metal ao redor da borda do filtro. O material da junta de fibra tem, normalmente, cerca de 0,317 cm a 0,476 cm (⅛ a 3/16″) de espessura e é composto, em geral, por fibras de silicato. Frequentemente, adiciona-se vermiculita ao material da junta, que se expande durante o aquecimento para aumentar a pressão da junta. O tempo típico de uso no alumínio fundido é de 30 a 120 minutos.

A produção de lingotes e tarugos de alumínio para a fabricação de produtos de alumínio de alta qualidade exige que o alumínio fundido esteja relativamente livre de inclusões, tais como impurezas sólidas insolúveis ou líquidas imiscíveis. Isso visa garantir que os lingotes ou tarugos, após os processos de fabricação subsequentes, atendam aos rigorosos requisitos de produtos de alta qualidade, como materiais de embalagem rígidos e flexíveis, produtos aeroespaciais (extrusões, chapas, placas, peças forjadas), produtos litográficos, tubos para condensadores automotivos e acabamentos brilhantes. Durante a produção do alumínio fundido, impurezas insolúveis ou inclusões são geradas ao longo de todos os processos de redução, manutenção, liga e fundição.

No processo de redução eletrolítica primária, a alumina não dissolvida, os carbonetos de alumínio, o fluoreto de sódio e alumínio proveniente do banho eletrolítico e as camadas de γ-alumina são transportados como impurezas e inclusões. Nas etapas de retenção no forno e de liga, são gerados espinélio de aluminato de magnésio, magnésia, camadas de γ-alúmina e refratários do forno como inclusões ou impurezas. Na transferência do metal durante a fundição, sais de cloreto, aglomerados de boreto de titânio, refratários erodidos e camadas de γ-alúmina são gerados como impurezas ou inclusões.

É recomendável remover as inclusões na última etapa de processamento antes que o alumínio fundido se solidifique em um lingote ou tarugo, por meio de filtração. Isso vem sendo feito há muitos anos na indústria por meio do uso de diversas tecnologias, incluindo filtração por leito e filtração por espuma cerâmica.