Метод очистки расплава алюминия заключается в отделении твердых включений, находящихся во взвешенном состоянии в расплаве, с помощью фильтра, изготовленного из нейтральных или активных материалов. В зависимости от фильтрующих свойств метод фильтрации расплава алюминиевого сплава можно разделить на поверхностную фильтрацию и глубинную фильтрацию. В зависимости от материала фильтра можно выделить фильтрацию с использованием сетчатых материалов (таких как стеклоткань, металлическая сетка) и фильтрацию с использованием блочных материалов (таких как насыпной слой из сыпучих частиц, керамический фильтр, керамический фильтр с пенопластовым наполнителем) и фильтрация через жидкий слой (например, фильтрация через слой Flux, электрическая очистка флюса) три категории.
В настоящее время наиболее распространенным методом фильтрации алюминия на алюминиевых литейных заводах является использование пенокерамических фильтров. Хотя фильтр с сыпучим слоем частиц отличается простотой конструкции, подготовка к его использованию требует значительных трудозатрат, а замена сплава сопряжена с неудобствами.
Поверхностная фильтрация — это процесс удаления твердых примесей, которые в основном осаждаются на поверхности фильтрующего материала; этот процесс также называют фильтрацией с образованием фильтрационного осадка. Фильтрация с использованием сетчатых материалов относится к категории поверхностной фильтрации. Глубинная фильтрация также называется внутренней фильтрацией. Твердые примеси в основном осаждаются внутри пор фильтрующего материала. По мере продвижения процесса фильтрации эффективная фильтрующая площадь пор постепенно уменьшается, проницаемость снижается, а точность фильтрации повышается.
Фильтр для сыпучих материалов представляет собой материал с глубокопроникающей сеткой. Механизм фильтрации заключается главным образом в механическом отделении макроскопических и крупных неметаллических включений из расплава с помощью сетки, которая улавливает только те включения, размер которых превышает размер ячейки (при условии, что включения не деформируются). Механизм фильтрации фильтра для сыпучих материалов, изготовленного из нейтральных материалов, заключается главным образом в механическом отделении твердых включений в расплаве посредством осаждения, гидродинамического воздействия и прямого перехвата.
Фильтр для сыпучих материалов обладает большой удельной поверхностью, что обеспечивает достаточную возможность контакта расплава с фильтрующим материалом. Когда расплав переносит твердые примеси по узкому каналу фильтра с изменяющимся поперечным сечением, это вызвано наличием твердых включений. Плотность и скорость расплава различаются, поэтому под действием силы тяжести возможно осаждение. Кроме того, из-за несферической формы твердых частиц и неравномерного поля сдвиговых сил твердые частицы смещаются в поперечном направлении, в результате чего они зацепляются, застревают или адсорбируются стенками канала. Вышеописанное явление усиливается образованием зоны вихря низкого давления в местах резкого изменения поперечного сечения туннеля. В дополнение к вышеупомянутому механизму фильтрации, блочный фильтр из активного материала также обеспечивает физико-химическую глубокую фильтрацию за счет действия поверхностных и химических сил, что позволяет очистить расплав более тщательно.
Фильтр для сыпучих материалов способен задерживать твердые включения, размер которых значительно меньше диаметра его пор. Фильтр с жидким слоем использует жидкий флюс для промывки жидкого металла. Его механизм фильтрации основан на физико-химической реакции между флюсом и неметаллическими включениями, а также на смачивании, адсорбции и растворении включений флюсом.