Erimiş Metal Köpük Filtresi, metal döküm işleminde metal olmayan safsızlıkları filtreleyebilir.
Sıvı metalin eritilmesi ve dökümünün tüm süreci boyunca eriyik içine giren metalik olmayan safsızlıkların varlığı, eritilen metalin kalitesini olumsuz etkiler. Bu durum, çelik üreticileri, dökümcüler ve metal işçileri tarafından bilinmektedir.
Metalik olmayan kalıntıların büyük çoğunluğu, erime noktası çeliğin erime sıcaklığından yüksek olan refrakter oksitlerdir. Bunlar, esas olarak cüruf ve astar malzemesinin bir parçası olan magnezyum, kalsiyum, alüminyum ve silikon oksitleridir. Metalik olmayan kalıntıların önemli bir kısmı, çeliğin deoksidasyonu sonucunda eriyik içinde oluşur. Oksitlerin saf demir içindeki çözünürlüğü ihmal edilebilir düzeyde veya tamamen yoktur.
Metal olmayan kalıntılar çoğunlukla katı ve sıkı parçacıklar halinde bulunur. Eriyik içindeki oksit tabakaları sıvı haldedir, ancak viskoziteleri erimiş metalinkinden önemli ölçüde yüksektir. Bu safsızlıkların içeriği önemli ölçüde azaltılabilir. Bu, yüksek kaliteli cüruf kesme, çelik üretim ünitelerinin astar aşınmasının azaltılması, çelik olukları, çelik döküm ve ara kepçeler, eriyiğin inert gazlarla üflenmesi ve ayrıca çeşitli filtreleme seçenekleri ve yöntemleri kullanılarak metal filtrasyonu gibi bir dizi önlemle sağlanabilir.
Metal olmayan kalıntıların boyut dağılımının – mikronun kesirlerinden onlarca milimetreye kadar – çok geniş bir aralıkta olması nedeniyle, metalin arıtma derecesi ve dolayısıyla kalitesi, üretiminde hangi temizleme yöntemlerinin kullanıldığına bağlıdır.
Sıvı demirin yoğunluğundan birkaç kat daha düşük yoğunluğa sahip oksitler ve gaz kabarcıkları, iyi bilinen fizik kanunlarıyla tanımlanan belirli koşullar altında, eriyik yüzeyine tamamen ulaşabilirler. Ancak, bu koşulların sağlanması pratikte imkansızdır. Özellikle, çelik üretim ünitelerinde erimiş metalin kalma süresinin uzaması ve viskozitesinin azalmasıyla birlikte, astarın aşınması artar ve sıvı metalde metalik olmayan kalıntılarla ikincil doygunluk meydana gelir. Eriyiğin inert gazla yoğun bir şekilde işlenmesi, en fazla 15% kadar metalik olmayan kalıntıların giderilmesini mümkün kılar; ancak 50 mikrondan küçük parçacıkların çoğu sıvı metal içinde kalır.
Şu konunun en hassas yöntemine biraz daha ayrıntılı olarak değinmek istiyoruz: metal arıtma, eriyikteki metal dışı kirliliklerin birikmesi kaçınılmaz olduğunda. Bu yöntem, metali Erimiş Metal Köpük Filtresi üzerinden süzmekten ibarettir ve mevcut metal dışı kalıntıların ve gaz kabarcıklarının neredeyse tamamını giderme imkânı sunar.
Filtreler, belirli sayıda deliğe ve belirli bir yüzey alanına sahip, yüksek derecede ateş dayanıklı malzemelerden yapılmış yığın halindeki seramik köpüklerdir.
Seramik köpük filtreler kullanılarak gerçekleştirilen eriyik temizleme mekanizması oldukça karmaşıktır ve tam olarak anlaşılamamıştır; ancak yine de bu yöntemle elde edilen temizleme verimliliği benzersiz olarak nitelendirilebilir. Bu durum, yurtdışında üretilen benzer malzemeleri kullanarak yüksek kaliteli dökümler üretebilen dökümhane çalışanları tarafından da doğrulanabilir.
Erimiş Metal Köpük Filtresine ve konfigürasyonuna bağlı olarak, eriyiğin hem tam hem de seçici gaz giderimi gerçekleştirilebilir. Kirlenmiş bir metal filtreden geçtiğinde, seramik tabanın içinde bir EMF indüklenir; bu EMF, seramiğin fazı ve kimyasal bileşiminin yanı sıra seramiğin özgül yüzey alanı ve metal akış hızı ile kontrol edilebilir. Serbest metal akışı, seramik filtreden geçerken arındırılmanın yanı sıra daha da homojen hale gelir. Bu durum, elbette dökümün kalitesini etkiler.
Düşük erime noktalı metallerin arıtılmasında seramik köpük filtrelerin kullanımı ve ayrıca hassas döküm yöntemiyle çeliğin filtrelenmesi konusunda dünya çapında mevcut deneyimler, uygun yapısal iyileştirmelerle birlikte çok daha büyük hacimlerde sıvı metali arıtmanıza imkân sağlayacaktır.
Bir seviyedeki filtreler doldukça, metal bir sonraki filtre seviyesine yükselir; bu seviyedeki filtrelerin yapısı ve delik sayısı farklı olabilir. Bölmedeki deliklerin üst katmanında filtre bulunmaz. Böylece, metalin seviyesine göre dökümü yapılırken, külçelerin metalik olmayan kalıntı içeriği açısından kalitesini kontrol etmek mümkündür. Bölmedeki açıklıklara “kaba” ve “ince” filtreler takılabilir.
Şu anda, bir dizi metalurji işletmesiyle birlikte, sıvı metali metal olmayan kalıntılardan arındırmak için bu yöntemin denenmesi ve seramik filtrelerin bileşimleri ile parametrelerinin test edilmesi amacıyla hazırlık çalışmaları yürütülmektedir.