هناك حاجة ماسة إلى تحسين عمليات الترشيح وإزالة الغازات من المعدن المنصهر لإزالة الشوائب أو تقليلها إلى أدنى حد في المنتج المصبوب النهائي، لا سيما بالنسبة للألمنيوم المنصهر. وعلى وجه الخصوص، عندما يُستخدم المعدن الناتج في المنتجات الزخرفية، مثل الشرائط الزخرفية أو المنتجات ذات المواصفات الأساسية، مثل قطع الطائرات المطروقة والمبثوقة، والرقائق الخفيفة الوزن. يمكن أن تتسبب الشوائب في فقدان خصائص المنتج المصبوب النهائي، مثل مقاومة الشد ومقاومة التآكل.
في الواقع العملي، عادةً ما يحتوي المعدن المنصهر — ولا سيما الألومنيوم المنصهر — على شوائب غازية وصلبة تضر بالمنتج النهائي المصبوب. وبعد أن يتصلب المعدن المنصهر، قد تؤثر هذه الشوائب على المنتج النهائي المصبوب، مما قد يعوق عملية المعالجة أو يؤدي إلى ضعف ليونة المنتج النهائي أو سوء تشطيبه من حيث خصائص الأكسدة الأنودية.
ترشيح وإزالة الغازات من المعدن المنصهر
أدت تقنيات معالجة المعادن الصارمة وتكرير المذيبات إلى تقليل حدوث مثل هذه العيوب إلى أدنى حد. ومع ذلك، ففيما يتعلق بالتطبيقات الحرجة، لم تنجح هذه التقنيات في خفض معدل حدوث مثل هذه العيوب إلى مستوى مرضٍ. تقوم عملية إدارة مادة التذويب بإدخال غاز التذويب إلى فرن احتجاز يحتوي على كمية معينة من المعدن المنصهر. يتطلب هذا الإجراء إيقاف تشغيل الفرن أثناء دوران الغاز المتدفق، بحيث يظل المعدن قيد المعالجة ثابتًا ويمكن معالجته. ولهذا الإجراء العديد من العيوب. ومن بينها انخفاض الكفاءة بسبب توقف الفرن عن العمل لفترة طويلة أثناء عملية التدفق، كما تنخفض الكفاءة بسبب انخفاض نسبة المساحة السطحية إلى الحجم بين معدل تدفق الغاز والمعدن المنصهر.
كبديل لعملية التذويب المستخدمة، فإن جهاز إزالة الغازات عبر الإنترنت ويقع عادةً بين فرن الاحتفاظ ومحطة الصب. ويساعد ذلك في التخفيف من انخفاض الكفاءة الناجم عن التوقف، لكنه لم يحقق نجاحًا كبيرًا في تحسين كفاءة العملية نفسها، لأن الأمر يتطلب عادةً كمية كبيرة من غاز المذيب لكل وحدة من المعدن المنصهر.
بشكل عام،, الترشيح بالذوبان يُستخدم لتقليل درجة العيوب المذكورة أعلاه. ويتمثل الشكل الأكثر شيوعًا لترشيح المعدن المنصهر في استخدام مصفاة مفتوحة من القماش الزجاجي توضع في بركة المعدن المنصهر فوق السبيكة. وقد تبين أن هذه المرشحات فعالة جزئيًا فقط لأنها لا تزيل سوى الشوائب الأكبر حجمًا. ومن المرشحات الأخرى الشائعة الاستخدام مرشح الطبقة. ولهذا المرشح عيوب عديدة، ولعل أخطرها هو الصعوبة البالغة في التحكم في حجم المسام والحفاظ عليه، وهو ما يعد شرطاً أساسياً لفعالية عملية الترشيح.
لأسباب عديدة، تُعد مواد الرغوة الخزفية المسامية مناسبة بشكل خاص لترشيح المعادن المنصهرة، بما في ذلك قابليتها الممتازة للترشيح، وتكلفتها المنخفضة، وسهولة استخدامها، والقدرة على استخدام نفس المواد سواء للتخلص منها أو للاستخدام لمرة واحدة. وتتميز مرشحات الرغوة الخزفية هذه بسهولة تحضيرها وتكلفتها المنخفضة، ويمكن استخدامها لمرة واحدة.
