Были разработаны три типа фильтров для глубокой фильтрации расплавленного алюминия: фильтр с жестким фильтрующим материалом, фильтр с гранулированным слоем (фильтр с глубоким слоем) (DBF) и фильтр из керамической пены (CFF). Последние два устройства наиболее широко используются для фильтрации жидкого алюминия. Сегодня более 50% мирового объема кованого алюминия производится с использованием CFF.
CFF выпускается в виде блоков. По сути, они изготавливаются с использованием технологии “пузырьковой репликации”. В ходе этого процесса полиуретановая пена покрывается керамической суспензией, а затем высушенные детали подвергаются обжигу. Во время обжига полиуретановая пена в керамическом покрытии испаряется, оставляя пористую керамическую (фосфатно-связанный оксид алюминия) пену. Размеры керамических пенофильтров варьируются от 18 до 66 см, а стандартная толщина составляет 5 см. Скорость фильтрации обычно составляет от 0,6 до 1,6 см/с.
Время пребывания жидкого металла в CFF намного ниже, чем в фильтр с глубоким слоем наполнителя DBF. CFF, как правило, менее эффективны, чем DBF, и имеют более короткий срок службы. С другой стороны, CFF дешевле и проще в использовании, чем DBF.
В случае жидкого алюминия особенно важно устранение включений. Несмотря на предпринятые усилия по снижению концентрации включений, высокая реакционная способность жидкого алюминия и наличие тугоплавких материалов неизбежно приводят к образованию новых включений в жидком металле — начиная с этапа обработки расплава и заканчивая литьем полуфабрикатов.
Включения классифицируются как эндогенные или экзогенные в зависимости от их происхождения. Химическая реакция жидкого металла (например, образование поверхностных оксидов) приводит к образованию эндогенных включений на месте. Посторонние включения поступают из внешней среды и проникают в жидкий металл. Такие включения могут состоять из огнеупорных блоков из печей или резервуаров.
Конструкция фильтров, используемых в современных цехах по литью алюминия, предполагает применение режима глубинной фильтрации. Конструкция керамический пенопластовый фильтр использует следующие способы фильтрации: фильтрация расплавленного алюминия с образованием фильтрационного слоя, при которой взвешенные частицы, размер которых превышает диаметр отверстий фильтра, осаждаются на входе в фильтр и образуют слой, толщина которого постепенно увеличивается, превращаясь в собственно фильтрующий материал; глубинная фильтрация расплавленного алюминия, при которой взвешенные частицы имеют размер меньше размера отверстий фильтра, поэтому они проникают внутрь фильтра и оседают в нём (что приводит к постепенному забиванию фильтра).