Механизм фильтрации с использованием керамической пены обычно описывается как диффузионное улавливание и инерционное столкновение, а также как скрининг, осаждение слоя и глубинная фильтрация. В лаборатории была создана трехмерная физическая модель и модель двухфазного течения для механизма фильтрации с использованием керамической пены, после чего были проведены расчеты моделирования, что помогло в наших исследованиях по фильтрации и очистке расплавленного алюминия. Однако процесс фильтрации и очистки алюминиевой пены с помощью керамической пены является весьма сложным и представляет собой комплексный процесс, связанный с физической химией высоких температур и кинетикой металлургических процессов.
1. Благодаря инерционной фильтрации и улавливанию, а также механической фильтрации за счет трения, осаждения и других факторов эффективность фильтрации прямо пропорциональна размеру ячейки пенокерамики. Чем мельче ячейка, тем выше способность улавливать мелкие частицы.
2. Благодаря осаждению частиц в расплаве и неровным стенкам опорной решетки улучшается способность улавливать разнородные частицы.
3. Неровная поверхность, образованная зазором на поверхности опоры, увеличивает площадь границы раздела между потоком жидкого алюминия и твердой керамической поверхностью, что приводит к более хаотичному направлению движения частиц в потоке жидкого алюминия, что способствует улавливанию и осаждению твердых частиц.
4. Благодаря микротрещинам и микроотверстиям на поверхности опорной решетки на ней предварительно осаждались фторидные флюсы, обладающие сильной аффинностью к таким частицам, как Al₂O₃, что способствовало формированию сплошного слоя фильтрационного осадка и возникновению сильной силы химической адсорбции, а также повысило способность улавливать задержанные частицы гетерофазы.
5. Кроме того, под воздействием температурного поля в процессе плавления и переноса структуры металлического расплава должно возникать различие в концентрации растворенного вещества в сплаве на дне. Металлический расплав подвергается перераспределению, интеграции, повторному перераспределению и интеграции, что также является эффективным процессом легирования. Некоторые металлические фазы и соединения с высокой температурой плавления перегруппировываются и вновь вырастают, а мелкодисперсная гетерофаза способствует фильтрации и улавливанию. Это также можно объяснить изменением концентрации фаз H, Al₂O₃, Fe и Ti до и после фильтрации. В частности, это более очевидно при двухступенчатой фильтрации или фильтрации через толстую пластину с градиентом пор. Таким образом, при одинаковых исходных условиях новая пенокерамическая фильтрующая пластина обеспечивает высокую степень удаления примесных фаз из расплава алюминия, а изменение разности статического давления до и после фильтрации со временем становится более значительным. Различия в содержании H в расплаве алюминия до и после фильтрации также очевидны. Конечно, чем мельче отверстия в пенокерамической пластине, тем выше степень очистки расплавленного алюминия.
AdTech — это профессиональный оксид алюминия производитель керамических пенопластовых фильтров. Начиная с подбора сырья, размола и смешивания, предварительной обработки носителя, инфракрасной сушки и напыления покрытия, микроволновой сушки и заканчивая регулированием температурного поля при обжиге, мы разработали комплекс строгих технологических процедур для осуществления высокотемпературного металлургического физико-химического процесса, подходящего для очистки алюминиевого расплава и позволяющего эффективно повысить степень его чистоты.