Силикат натрия обладает свойствами, необходимыми для использования в качестве покрывающего состава для внутренних керамических фильтров. Во-первых, покрывающий состав должен размягчаться или становиться вязким при температуре расплавленного алюминиевого сплава, чтобы адсорбировать (или удерживать) включения, содержащиеся в расплавленном алюминии. Однако покрывающий состав не должен плавиться при температуре расплавленного алюминия. Это связано с тем, что в случае плавления расплавленный покрывающий материал иногда просачивается в поток расплавленного алюминия вместе с включениями, ранее прилипшими к нему, тем самым загрязняя расплавленный алюминий. Поэтому, чтобы покрывающий материал оставался мягким и не плавился в процессе фильтрации, он должен удовлетворять следующим соотношениям:
Температура размягчения покрывающего состава ≤ температура плавления алюминия ≥ температура плавления покрывающего состава.
Силикат натрия обладает этим свойством, поскольку он:
1) Температура плавления, составляющая примерно от 730 до 870 °C, практически равна или превышает температуру расплавленного алюминия (около 750 °C);
2) Температура размягчения составляет 600 °C, что почти равно или ниже температуры расплавленного алюминия.
Во-вторых, силикат натрия по настоящему изобретению обладает превосходной прочностью сцепления с поверхностью элемента агрегатной сетки, что позволяет ему противостоять ударной прочности и силе сцепления потока расплавленного алюминия. Поэтому нет необходимости использовать адгезивы, как в этих традиционных методах. Кроме того, даже при использовании адгезива для улучшения адгезии необходимое количество такого адгезива может быть значительно уменьшено. Таким образом, можно улучшить фильтрующую способность по удалению включений.
Еще одним важным аспектом является то, что керамические фильтры из силиката натрия обладают низкой адгезией к расплавленным алюминиевым сплавам, но при этом имеют высокую адгезию к оксидным включениям, таким как оксид алюминия (Al₂O₃), шпинель (MgAl₂O₄) и оксид магния (MgO). Большинство мелких включений в алюминиевом сплаве плавится. Эта способность к селективной адсорбции включений чрезвычайно важна для внутренних керамических фильтров. Без селективной адсорбции существует вероятность того, что только расплавленный алюминиевый сплав покроет слой покрытия, тем самым снижая эффективность распаковки материала покрытия. Это может вызвать проблемы, связанные с основными характеристиками фильтра, такие как сильное засорение фильтра и сокращение срока его службы.
Ввиду свойств силиката натрия количество наносимого покрытия из силиката натрия можно соответствующим образом регулировать в зависимости от содержания керамический фильтр, необходимую производительность по удалению примесей и степень очистки, требуемую для получения высококачественного расплавленного алюминия.
Для снижения количества включений до столь низкого уровня, с учетом размера частиц и количества включений в расплавленном алюминии, а также площади фильтрации фильтра, регулируются количество наносимого силиката натрия и расход расплавленного алюминия. Однако если сетчатый элемент покрыт слишком большим количеством силиката натрия, а фильтр имеет слишком мелкую ячею, это может вызвать практические проблемы. Адгезия между нанесенным слоем и поверхностью полимерного сетчатого элемента будет низкой. Поэтому, чтобы предотвратить эти проблемы, предпочтительно выбирать количество наносимого силиката натрия в диапазоне от 0,05 г/см³ до 1,0 г/см³.