Керамические пенофильтры для литейного производства обладают хорошей химической стойкостью, высокой удельной прочностью, термостойкостью, устойчивостью к термическим ударам, большой удельной поверхностью и многими другими преимуществами. Они широко используются в металлургии, химической промышленности, экологии и других областях. В металлургии керамический пенофильтр является одним из эффективных методов очистки алюминиевого расплава. Исследования показывают, что керамический пенофильтр также способен снижать содержание водорода в алюминиевом расплаве. Благодаря хорошему шлакоотделительному эффекту, простоте эксплуатации, удобству комбинирования с другими деталями и низкой стоимости этот метод стал стандартным способом очистки в алюминиевой промышленности. По мере того как требования к качеству алюминия становятся всё выше, растут и требования к керамическим пенопластовым фильтрующим пластинам.
Конструкция керамических пенопластовых фильтров для литейного производства
Процесс производства керамических пенофильтров Как правило, это полиуретановая губка, погруженная в керамическую суспензию; излишки суспензии отжимаются, затем материал высушивается и, наконец, в процессе высокотемпературного обжига уплотняется, образуя трехмерный пористый керамический материал, структура которого напоминает исходные пузырьки.
Если учитывать эффективность и интенсивность фильтрации, то керамические пенофильтры для литья больше не представляют собой трехмерную сетчатую структуру, а представляют собой систему взаимосвязанных, извилистых трубок с неравномерной толщиной стенок. Именно такая неравномерность стенок играет ключевую роль в улавливании мельчайших включений в расплаве алюминия — это и есть фильтр с глубоким слоем. В этом заключается принципиальное отличие сетчатого фильтра от керамического пенофильтра для литья. Такая трехмерная сетчатая структура увеличивает путь прохождения расплавленного алюминия, обеспечивает контакт алюминиевого расплава с фильтрующей пластиной и повышает адсорбционную способность частиц включений.
Механизм фильтрации керамического пенофильтра
Основное назначение керамических пенофильтров для литейного производства заключается в удалении включений из расплава алюминия. Включения в расплаве обычно встречаются в трёх формах: оксиды металлов, огнеупорный порошок и прочие посторонние частицы, попадающие в расплав в процессе плавки.
Существует три способа удаления взвешенных частиц из расплава:
- Осаждение — накопление частиц на дне расплава.
- Плавучесть — смешанная плавучесть, сосредоточенная на поверхности расплава.
- Фильтрация — отделение частиц от расплава с помощью пористого материала.
Естественное осаждение, как правило, происходит при высокой плотности частиц; для более крупных частиц размером менее 90 мкм статическое осаждение не является достаточно эффективным. При дегазации пузырьки могут выносить частицы включений на поверхность расплава, однако этот механизм не способен удалить мелкие включения размером 30–40 мкм. Преимущество керамического пенофильтра для литья заключается в том, что он способен удалять частицы включений, размер которых значительно меньше диаметра его пор. Керамические пенофильтры отделяют включения с помощью трех механизмов: просеивания (просеивание), осаждения (осадок) и глубинной фильтрации (глубинный слой).