Плавка алюминиевых сплавов является первым этапом их переработки и одновременно одним из ключевых звеньев этого процесса. Технология легирования, очистки и рафинирования воплощается в процессе плавки. Удаление неметаллических включений из расплавов алюминиевых сплавов, а также обработка флюсом в печи и фильтрация через пенокерамику вне печи стали важными средствами очистки алюминиевого расплава. Пенокерамический фильтр представляет собой пористое керамическое изделие с пористостью до 80–90% и объемной плотностью всего 0,3–0,6 г/см³, обладающее уникальным трехмерным сетчатым каркасом и структурой пор.
Удаление примесей с помощью пенокерамики позволяет значительно повысить качество слитков и снизить процент брака. С тех пор во всем мире ведутся работы по разработке и совершенствованию пенокерамических фильтрующих материалов, что способствует их широкому применению в металлургической промышленности. Производство керамический пенопластовый фильтр (CFF) обычно основан на трехмерной сетевой структуре и органическом пенопласте со связанными порами в качестве носителя. Его погружают в специальную керамическую суспензию с тиксотропными свойствами и применяют специальный процесс валковой экструзии, чтобы керамическая суспензия равномерно наносилась на каркас носителя, после чего она высушивается, затвердевает, а затем обжигается при высокой температуре.
При применении технологии очистки расплава кованых алюминиевых сплавов выделяют в основном два режима:
Один из них — рафинирование с вдувом флюса в печь, а другой — полунепрерывная ливка с фильтрацией через пенокерамические пластины вне печи. Керамическая фильтрующая пластина заменяется при каждой ливке. В настоящее время некоторые алюминиевые заводы используют щелевой тип онлайн-установка для дегазации перед фильтрацией, что позволяет повысить эффективность очистки.
Вторая — линия непрерывного литья и прокатки; при этом замена фильтрующих пластин осуществляется на основе разницы давления до и после фильтрующей пластины, что позволяет определять цикл замены.
Что касается выбора крупного размера, то он определяется исходя из удельного времени, расхода и общего объема расплавленного алюминия. Выбор пенокерамической фильтрующей пластины с большим количеством ячеек зависит от требований к чистоте конечного расплавленного алюминия. Чем выше требования к чистоте расплавленного алюминия, тем мельче должны быть поры, что, в свою очередь, предъявляет новые требования к структуре и качеству материала пенокерамического фильтра. С развитием и применением различных технологий очистки алюминия пенокерамическая фильтрация и очистка являются заключительным этапом очистки расплавленного алюминия. До этого этапа применялись рафинирование с впрыском флюса или технология поточной ротационной дегазации. Частицы в расплавленном алюминии на этом этапе ещё не удалены. Частицы водорода более мелкие и диспергированные. Особенно важно способствовать гетерогенной адсорбции и сепарации. “Эффект кека” при механическом улавливании не очень выражен. Поэтому необходимо новое поколение пенокерамического фильтрующего материала, способного стимулировать гетерогенную агрегацию и рост частиц, а также поглощение парциального давления водорода.