مرشح CFF للألمنيوم المنصهر

في أواخر السبعينيات من القرن الماضي، صنعت الولايات المتحدة مرشحًا من الرغوة الخزفية (CFF) يشبه الإسفنج، مصنوعًا من الألومينا وأكسيد الكروم. ولا يتميز مرشح CFF المخصص للألمنيوم المنصهر بتقنية تنقية جيدة فحسب، بل إنه سهل الاستخدام أيضًا. يبلغ فرق الضغط الأولي عبر المادة المنصهرة 100-150 مم فقط، وبمجرد مرورها، لا يتطلب الأمر سوى الحفاظ على فرق ضغط يتراوح بين 2 و10 أمتار. ويشبه مبدأ الترشيح والتنقية باستخدام الرغوة الخزفية مبدأ الترشيح باستخدام الأنابيب الخزفية. يُعد مرشح CFF للألومنيوم المنصهر آلية ترشيح عميق ويتميز بمسامية أعلى (80% إلى 90%) مقارنةً بالأنابيب الخزفية. ولذلك، يتمتع مرشح CFF بسعة تدفق كبيرة وهو مناسب للصب المستمر وإنتاج الدرفلة المستمرة.

التصفية باستخدام مرشح سيراميكي رغوي تُعد حالياً الطريقة الأكثر فعالية لإزالة الشوائب من الألومنيوم المنصهر. في السنوات الأخيرة، حققت بعض التقنيات الجديدة لتنقية الألومنيوم المنصهر في مراكز الأبحاث المحلية والأجنبية، مثل المعالجة الديناميكية بالفراغ، والتنقية المستمرة بإزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية، والمرشحات الخزفية المصنوعة من الكوراندوم، نتائج جيدة جدًا، لكن طرق المعالجة هذه أكثر تعقيدًا وتكلفة، مما يجعل من الصعب الترويج لها على نطاق واسع في الصناعة. لا يمكن لقطعة القماش المعدنية المستخدمة من قبل العملاء ذوي الميزانيات المحدودة سوى إزالة الشوائب الكبيرة من سبائك الألومنيوم المنصهرة، ولكنها لا تستطيع إزالة الشوائب التي يقل حجمها عن مستوى الميكرون، كما أن المرشح المعدني يؤدي أيضًا إلى تلويث سبائك الألومنيوم. أما استخدام ألواح الترشيح الخزفية الرغوية، فيمكنها تصفية الشوائب الصغيرة وتحسين الخصائص الميكانيكية وجودة المظهر للمنتج بشكل ملحوظ.

يتم تركيب مرشح الرغوة الخزفي الخاص بالألمنيوم المنصهر في صندوق مرشح CFF بين فتحة الفرن ولوحة التحويل. وكلما اقترب صندوق المرشح من توزيع الغسيل, ، كلما كان ذلك أفضل. والسبب في ذلك هو أن هذا يمكن أن يقصر مسافة تدفق الألومنيوم المنصهر بعد الترشيح، ويقلل من إعادة تكوّن الأكسدة أو يمنعها. يتدفق الألومنيوم المنصهر من فوهة الفرن عبر صندوق الترشيح، ثم يتدفق إلى لوحة الفصل عبر القناة. عند بدء تشغيل جهاز الترشيح، يبلغ الفرق في المستوى قبل وبعد ترشيح السائل المنصهر حوالي 30 مم. ومع إطالة مدة الترشيح، تزداد الشوائب الموجودة على سطح لوحة الترشيح وجدار الفتحات، وينخفض تدفق السائل عبر المرشح، ويزداد الفرق بين المستوى الأمامي والخلفي. وعند اكتمال عملية الصب، يزداد هذا الفرق. إلى 50-100 رم. يعتمد اختيار لوحة الترشيح أولاً على دقة الترشيح. بشكل عام، يمكن لحجم المسام البالغ 10 ثقوب/سم تلبية متطلبات تنقية سائل الألومنيوم. إذا كان سائل الألومنيوم متسخًا بشكل خاص، فاستخدم صفائح الألومنيوم ذات المسام الكبيرة التي يبلغ حجمها 6 ثقوب/سم للترشيح المسبق لمنع انسداد الأقراص ذات المسام الدقيقة قبل الأوان. ثانيًا، تحديد المساحة الكبيرة للمرشح وفقًا لسرعة الصب ومعدل تدفق المعدن في الوحدة الزمنية.

مرشح CFF للألمنيوم المنصهر

يتم ضمان فعالية الترشيح التي توفرها لوحة الترشيح بشكل أساسي من خلال حجمها ومساميتها. فكلما زاد حجم مسام لوحة الترشيح، انخفضت فعالية إزالة الخبث. بالنسبة لمنتجات الألومنيوم ذات المتطلبات الصارمة، يجب اختيار لوحة ترشيح ذات مسام صغيرة، حيث تزداد كفاءة الترشيح مع زيادة حجم الجسيمات. ويزداد حجم وسمك طبقة الترشيح تبعًا لذلك، بينما ينخفضان مع انخفاض حجم فتحات الترشيح ومعدل تدفق الألومنيوم المنصهر.

تأثير الترشيح الذي توفره لوحة الترشيح: بعد أن استخدمت إحدى الشركات طريقة الترشيح باستخدام لوحات الترشيح لفترة طويلة، ثبت أن لوحة الترشيح الخزفية الرغوية تُعد أداة فعالة لإزالة الشوائب الناتجة عن الأكسدة في كل عملية صهر. ولا يمكن للترشيح بالألياف العادية إزالة سوى الشوائب الكبيرة، في حين أن لوحة الترشيح الخزفية الرغوية قادرة على ترشيح الشوائب الكبيرة والصغيرة في آن واحد.