مرشح المعادن المنصهرة، مرشحات الرغوة الخزفية المستخدمة في الصب

يتميز مرشح المعدن المنصهر بمزايا عديدة، منها الاستقرار الكيميائي الجيد، والقوة النوعية العالية، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الصدمات الحرارية، والمساحة السطحية النوعية الكبيرة، وغيرها، بالإضافة إلى فعاليته العالية في إزالة الخبث، وسهولة التشغيل، وسهولة التوافق مع الأجزاء الأخرى، والتكلفة المنخفضة. لذلك، أصبح هذا المرشح طريقة تنقية تقليدية في إنتاج سبائك الألومنيوم. وقد أظهرت الدراسات أن إزالة الخبث يمكن أن تقلل أيضًا من محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر. ومع تزايد المتطلبات المتعلقة بجودة منتجات الألومنيوم، تتزايد أيضًا المتطلبات المتعلقة بجودة عملية الترشيح.

مرشح المعادن المنصهرة

هيكل مرشح المعدن المنصهر

طريقة التصنيع المعتادة لـ مرشح سيراميكي رغوي وتتمثل العملية في غمر الإسفنج البولي يوريثاني في الطين الخزفي، ثم عصره للتخلص من الفائض، وتجفيفه. وأخيرًا، يتم تلبيدها عند درجة حرارة عالية لتشكيل مادة خزفية مسامية ثلاثية الأبعاد، وهي عبارة عن أنبوب منحني ومترابط ذي سماكة غير متساوية. وهذا التفاوت في سماكة جدار الأنبوب بالتحديد هو الذي يلعب دورًا رئيسيًّا في احتجاز الشوائب الدقيقة في الألومنيوم المنصهر. كما أن هذه البنية تزيد من المسار الذي يمر عبره الألومنيوم المنصهر، مما يزيد من فرصة ملامسته للجزء الخزفي من المرشح، وبالتالي يزيد من احتمالية امتصاص جزيئات الشوائب.

وظيفة الترشيح لمرشح المعدن المنصهر

لا يقتصر دور المرشح الخزفي على إزالة الشوائب الكبيرة غير المتجانسة من سائل الألومنيوم بفعالية فحسب، بل إنه قادر أيضًا على تصفية الشوائب الدقيقة التي يبلغ حجمها بضعة ميكرونات، والتي يتعذر إزالتها بالطريقة التقليدية. وغالبًا ما يتم امتصاص ذرات الهيدروجين والأيونات الضارة الأخرى الموجودة في سائل الألومنيوم على سطح هذه الشوائب، مما يجعلها مركزًا لتكوين الفقاعات. لذلك، فإن ترشيح الشوائب يساهم أيضًا في تقليل محتوى هذه العناصر والغازات الضارة في سائل الألومنيوم. وتشير بعض الدراسات أيضًا إلى أن قرص الترشيح يزيل العديد من الشوائب الصغيرة، مما يقلل من عدد نوى التبلور الفعالة اللازمة لتصلب سائل الألومنيوم. ويمكن أن يعزز نمو نوى الألومنيوم في ظروف التبريد الفائق الشديد، ويحسن البنية، ويحسن أداء المنتج.

آلية الترشيح

الغرض الرئيسي من استخدام مرشح السيراميك الرغوي هو إزالة الشوائب الموجودة في ذوبان الألومنيوم. وعادةً ما توجد الشوائب في الذوبان بثلاثة أشكال: أكاسيد معدنية؛ وجزيئات غريبة مثل فتات المواد المقاومة للحرارة؛ وجزيئات دخلت أثناء معالجة الذوبان.

بشكل عام، هناك ثلاث طرق لإزالة الجسيمات العالقة في المادة المنصهرة: الترسيب، حيث تتراكم الجسيمات في قاع المادة المنصهرة؛ والطفو، حيث تطفو الشوائب على سطح المادة المنصهرة؛ والترشيح، حيث يتم فصل الجسيمات عن المادة المنصهرة عبر وسيط مسامي.

يحدث الترسيب الطبيعي عمومًا عندما تكون كثافة الجسيمات وقطرها كبيرين، أما الجسيمات الأصغر من 90 بيكومتر فلا تكون عملية الترسيب الساكن فعالة جدًّا في إزالتها. يمكن أن تؤدي الفقاعات أو مادة الصهر المنصهرة الناتجة أثناء عملية إزالة الهيدروجين بالغاز التقليدية أو معالجة مادة الصهر إلى جعل جسيمات الشوائب تطفو على سطح المادة المنصهرة. وتُعد هذه الآلية فعالة في إزالة الشوائب التي يزيد حجمها عن 30 ميكرومتر في معظم الحالات. يشير الترشيح إلى العملية التي يتدفق فيها المصهور عبر كريات مكتظة، أو أقمشة من الألياف الزجاجية، أو شبكات معدنية، أو مرشح سيراميكي رغوي، أو وسائط مسامية أخرى لفصل جسيمات الشوائب عن المصهور. وتتمثل ميزة المرشح السيراميكي الرغوي في قدرته على إزالة جسيمات الشوائب التي يقل قطرها بكثير عن فتحات المرشح نفسها.

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Reply