Alüminyum Filtrasyonu için Filtreler

Günümüzde, alüminyum filtrasyonu için kullanılan beş ana filtre türü bulunmaktadır. Bunlar şunlardır: cam veya seramik elyaf dokunmuş tel örgü; birleştirilmemiş plaka benzeri veya küresel alümina parçacıklarından oluşan sıkıştırılmış yatak; seramik köpük filtre; çeşitli şekillerde birleştirilmiş alümina parçacıkları; ekstrüde seramik blok. Tek kullanımlık filtreler ile çoklu kullanımlı filtreler (gözenekli tüp filtreler, ısıtmalı tek kullanımlık filtreler) arasında bir ayrım yapılabilir. Yatak filtreleri ve gözenekli tüp filtreler alüminyum filtreleme genellikle büyük kapasiteli, tek alaşımlı (veya seri) ürünler (örneğin teneke kutu gövdeleri, teneke kutular ve ince folyolar) için kullanılır. Bu uygulamalar için uygun olsalar da, çok sayıda alaşımın değiştirilmesi gerektiğinde veya yer kaplama alanı büyük ölçüde kısıtlı olduğunda maliyet açısından verimli değildirler.

Tek kullanımlık filtre, orta düzeyde filtreleme verimliliği, alaşımların kolayca değiştirilebilmesi ve az yer kaplama gibi gereksinimleri karşılar. Seramik köpükle filtreleme, mevcut metal işleme yöntemlerini tamamlayıcı bir işlemdir ve külçe üretiminde ve özel şekilli dökümlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle kalıp dökümlerinde, akış kanalına yerleştirildiğinde sadece kalıntı oluşumunu önlemekle kalmaz, aynı zamanda düzgün ve türbülanssız kalıp dolgusunu da destekler; böylece filtrenin akış aşağısında yeniden oksidasyon ve cüruf oluşumu meydana gelmez.

Seramik köpük filtre (CFF), farklı kalınlık ve kesit alanlarına sahip açık hücreli bir seramik köpük parçasından oluşur. Genel olarak, hacimce 85% oranında birbirine bağlı boşluklara sahiptir. Filtrenin üretim inceliği değişkenlik gösterir; genellikle 10, 20 ve 30 ppi (lineer inç başına gözenek sayısı) olmakla birlikte, ince gözeneklere (50, 60, 80 ppi) doğru bir eğilim vardır. Testlere göre, gözenek boyutu küçüldükçe, filtrasyon verimliliği ve filtrasyon sisteminin güvenilirliği artar. Çok temiz metallerin filtrelenmesiyle ilgili bir başka ilginç gözlem ise, filtrenin 30 ila 60 m aralığındaki parçacıklara kıyasla küçük parçacık boyutlarında (15-30 m) düşük performans göstermesidir.

İncelemeler sonucunda, iri kumda seramik köpük filtrelerin erimiş alüminyum süzme verimliliğinin akış hızı, filtre boyutu ve düşük gözeneklilik ile arttığı, ince kumda ise verimliliğin akış hızının azalmasıyla arttığı tespit edilmiştir.

İnterstisyel kanalda, statik akış koşulları altında, parçacıklar aynı zamanda “ölü su” olarak adlandırılan bölgede de hapsolur. Orada, metal akışına aşırı bir engel oluşturmadığı sürece, bu kalıntılar hafif bir yapışmaya neden olabilir, askıda kalan maddelerin gevşek birikimlerine yol açabilir ya da hiçbir yapışmaya uğramadan kalabilir. Parçacıkların salınmasının nedeni, akış hızındaki bir değişiklik veya titreşim olabilir. Bu nedenle, parçacık tutma işlemi yalnızca 1-30 mikron aralığında belirli bir dereceye kadar kontrol edilebilir ve tutulan parçacıkların yeniden sürüklenmesi ihtimali göz ardı edilemez. Bu belirsizlik, bu parçacıkların boyutlarından ziyade tehlikelerini açıklayabilir. Seramik köpük filtre, minimum sermaye harcamasıyla döküm istasyonunun önüne monte edilebilir. Ancak, kullanım sırasında kalıntılar filtre kekleri oluşturarak akış direncini artıracağından, bu filtrenin hizmet ömrü sınırlıdır.