يُستخدم مرشح الرغوة الشبكية بشكل أساسي لتنقية الألومنيوم المنصهر خارج الفرن. وهناك ثلاث طرق لتنقية الألومنيوم المنصهر، وهي: الترشيح باستخدام القماش الزجاجي، والترشيح باستخدام المرشح الخزفي، والترشيح باستخدام المرشح الخزفي الرغوي. وتُستخدم مرشحات الرغوة الخزفية على نطاق واسع في مصانع صب الألومنيوم.
مرشح رغوي شبكي
مرشح رغوي شبكي
مرشح من القماش الزجاجي
يُستخدم الترشيح باستخدام القماش الزجاجي لمخليط الألومنيوم المصهور على نطاق واسع في الدول الأجنبية. وتتمثل هذه الطريقة في تمرير المخليط المصهور عبر مرشح القماش الزجاجي، بحيث يتم حجب الشوائب وتصفيتها ميكانيكيًا. يبلغ حجم شبكة الترشيح عادةً 0.6 مم × 0.6 مم × 1.7 مم، ويمكن وضعها في أي موضع مرور للمادة المنصهرة بين الفرن الثابت وخزان التبلور. ومع ذلك، لا يمكن للقماش الزجاجي إزالة سوى الشوائب الكبيرة الحجم، وهو غير فعال مع الشوائب الصغيرة ولا يمكن استخدامه سوى مرة واحدة.
الترشيح باستخدام المرشحات الخزفية
جهاز الترشيح باستخدام أنابيب السيراميك ذات المسام الدقيقة المصنوعة من الكوراندوم مزود بعدة أنابيب ترشيح سيراميكية يبلغ قطرها الخارجي 100 ملم، وقطرها الداخلي 60 ملم، وطولها 500 ~ 900 م. يتم حجب الشوائب الموجودة في المادة المنصهرة وتخفيضها بفضل الأحجام المختلفة والقنوات المتعرجة للأنابيب الخزفية، كما يتم ترشيح جزيئات الشوائب الموجودة في المادة المنصهرة عن طريق الامتصاص وقوة فان دير فال على سطح الوسط. يمكن للأنبوب الخزفي الدقيق المصنوع من الكوراندوم ذي الشبكة 20 إزالة جزيئات الشوائب التي يزيد حجمها عن 5 ميكرومتر، بينما يمكن للأنبوب الخزفي الدقيق المصنوع من الكوراندوم ذي الشبكة 16 ترشيح جزيئات الشوائب التي يتراوح حجمها بين 8 و10 ميكرومتر. يمكن للأنبوب الخزفي تمرير 300 ~ 600 طن من الألومنيوم السائل. يجب تنقية سبائك الألومنيوم المنصهرة المستخدمة في صناعة صفائح علب المشروبات والحدادة بهذه الطريقة.
مرشح رغوي خزفي
مرشح رغوي خزفي هو نوع جديد من مواد الترشيح الخزفية التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة. وعادةً ما يتم تصنيعها على شكل ألواح ترشيح بسمك 50 وعرض وطول يتراوح بين 200 و600 مم، وتصل نسبة مساميتها إلى 0.8-0.9. وعندما تقوم اللوحة الخزفية الرغوية بترشيح سائل الألومنيوم، يتدفق سائل الألومنيوم عبر الثقوب المتعرجة للوحة السيراميكية، وتُحتجز جزيئات الشوائب على السطح الداخلي للثقب وتجويف الشقوق في اللوحة السيراميكية نتيجة للتأثير المشترك للضغط المحوري لتدفق الألومنيوم وقوة الاحتكاك وقوة الامتصاص السطحي، وذلك لفصل جزيئات الشوائب عن سائل الألومنيوم. وبعد مرور فترة من الوقت، تشارك البقايا المحتجزة على اللوحة الخزفية أيضًا في عملية الامتصاص والاحتجاز. وتعد سعة الامتصاص والاحتجاز للوحة الخزفية أكبر بكثير من تلك الخاصة باللوحة الخزفية العادية، مما يجعل من الممكن للوحة الترشيح الخزفية تصفية الخبث الأصغر بكثير من فتحاتها.
بشكل عام، كلما زادت سماكة لوحة الترشيح المصنوعة من الرغوة الخزفية، وقل حجم الفتحات، وتباطأ معدل تدفق الألومنيوم السائل عبر مرشح الرغوة الخزفية، كان تأثير الترشيح أفضل. لا تؤثر الكمية الإجمالية للألومنيوم السائل ونقاوته على فعالية الترشيح، بل تؤثر فقط على العمر التشغيلي للوحة السيراميك. عمومًا، يتم وضع جهاز الترشيح المزود بلوحة رغوية سيراميكية مباشرةً على لوحة الفصل، على غرار الترشيح باستخدام القماش الزجاجي. قبل الصب، يجب تسخين الصفيحة الخزفية مسبقًا إلى حوالي 600 درجة. ونظرًا لأن الصفيحة الخزفية صلبة وهشة وذات توصيل حراري ضعيف، يجب أن تكون الإضافة الأولية بطيئة. وعندما تزيد درجة حرارة التسخين المسبق عن 200 ℃، يمكن زيادة سرعة التسخين. وإلا، فإن الصفيحة الخزفية تكون عرضة للكسر.
