Фильтры для фильтрации алюминия

В настоящее время для фильтрации алюминия используется пять основных типов фильтров. К ним относятся: сетка из стеклянного или керамического волокна; незакреплённый насыпной слой из пластинчатых или сферических частиц оксида алюминия; фильтр из керамической пены; частицы оксида алюминия, скреплённые в формы различной конфигурации; экструдированные керамические блоки. Можно выделить одноразовые фильтры и многоразовые фильтры (пористые трубчатые фильтры, нагреваемые одноразовые фильтры). Слоистые фильтры и пористые трубчатые фильтры для алюминиевая фильтрация часто используются для производства изделий большой производительности из одного сплава (или серии сплавов) (таких как корпуса банок, банки и тонкая фольга). Хотя они подходят для этих целей, их использование не является экономически целесообразным, когда требуется замена множества сплавов или площадь установки сильно ограничена.

Одноразовый фильтр отвечает требованиям средней эффективности фильтрации, простоты замены сплавов и компактности. Фильтрация с использованием керамической пены является дополнением к существующим методам обработки металлов и широко применяется при производстве слитков и отливок сложной формы. В последнем случае, при размещении в канале потока, он может не только предотвращать появление включений, но и способствовать плавному, безтурбулентному заполнению формы, благодаря чему ниже по потоку от фильтра не будет происходить повторного окисления и образования наплава.

Керамический пенофильтр (CFF) представляет собой кусок керамической пены с открытыми порами, имеющий различную толщину и площадь поперечного сечения. Как правило, он имеет объемную долю взаимосвязанных пустот 85%. Тонкость изготовления фильтра варьируется, обычно составляет 10, 20 и 30 ppi (пор на линейный дюйм), при этом наблюдается тенденция к использованию мелких пор (50, 60, 80 ppi). Согласно результатам испытаний, по мере уменьшения размера пор эффективность и надежность системы фильтрации повышаются. Еще одно интересное наблюдение, касающееся фильтрации очень чистых металлов, заключается в том, что фильтр демонстрирует низкую эффективность при фильтрации частиц небольшого размера (15–30 м) по сравнению с частицами в диапазоне от 30 до 60 м.

Было установлено, что в случае крупнозернистого песка эффективность фильтрации расплавленного алюминия с помощью керамических пенопластовых фильтров увеличивается с ростом расхода, размера фильтра и снижением пористости, тогда как в случае мелкозернистого песка эффективность возрастает по мере уменьшения расхода.

В межслойном канале в условиях статического потока частицы также задерживаются в так называемой “мертвой воде”. Там, пока это не вызывает чрезмерных помех потоку металла, включения могут образовывать слабую адгезию, рыхлые скопления взвешенных веществ или оставаться без какой-либо адгезии. Причиной высвобождения частиц может стать изменение скорости потока или вибрация. Поэтому удержание частиц можно контролировать лишь в определенной степени в диапазоне размеров 1–30 микрон, и нельзя исключить повторное увлечение удержанных частиц. Именно эта неопределенность, а не размер частиц, объясняет опасность, которую они представляют. Керамический пенофильтр можно установить перед литейной станцией с минимальными капитальными затратами. Однако срок его службы ограничен, поскольку в процессе эксплуатации включения образуют фильтрационный осадок, тем самым увеличивая сопротивление потоку.