الترشيح باستخدام مرشح سيراميكي رغوي للألمنيوم المنصهر

يستخدم ترشيح سائل الألومنيوم عمومًا مرشحات من السيراميك الرغوي. وعندما يمر سائل الألومنيوم عبر المسام المتعرجة والمترابطة في السيراميك الرغوي، تترسب الشوائب الداخلية على جدران المسام تحت تأثير قوة السائل، والقصور الذاتي، والاعتراض، والاصطدام، والامتصاص. وبذلك يدخل سائل الألومنيوم النظيف إلى لوحة تدفق الصب. ترتبط كفاءة الترشيح باستخدام مرشح السيراميك الرغوي ارتباطًا مباشرًا بقطر المسام الدقيقة، لكن قطر الشوائب المحتجزة أصغر بكثير من متوسط قطر المسام الدقيقة.

الترشيح باستخدام مرشح سيراميكي رغوي

باستخدام مرشح رغوي خزفي التي تحتوي على 12 فتحة/سم وسمك يبلغ 50m يمكنها إزالة 80% من الحطام والشوائب الأخرى التي يزيد حجمها عن 100μm. ومن أجل تحسين كفاءة الترشيح، يمكن أيضًا استخدام شبكة من الألياف الزجاجية للترشيح الخشن أولاً، ثم استخدام مرشح من السيراميك الرغوي. أثبتت الاختبارات أن ترشيح الألومنيوم السائل يمكن أن يقلل معدل تكسر رقائق الألومنيوم التي يبلغ سمكها 6μm بنسبة 44% أثناء عملية الدرفلة النهائية. وعادةً ما يتم استبدال الألواح الخزفية الرغوية مرة واحدة لكل دفعة حرارية لضمان سعة مرور الألومنيوم المنصهر ومنع الشوائب وجزيئات الخبث المترسبة في المسام من العودة إلى الألومنيوم المنصهر.

لا يمكن لطريقة تنقية الألومنيوم المنصهر في الفرن سوى إزالة مادة الألومنيوم نفسها والشوائب المضافة حديثًا أثناء عملية الصهر، ولكنها لا تستطيع القضاء على التلوث الثانوي الذي يصيب الألومنيوم المنصهر أثناء عملية الصب. وفي الوقت نفسه، ونظرًا للمساحة الكبيرة للفرن وعمق حوض الصهر الضحل، يصعب توزيع مادة التسييل على كل ركن من أركان الفرن لتنقية كل الألومنيوم المنصهر بشكل فعال.

لذلك، في عملية الصهر والصب الحديثة، تُستخدم طريقة المعالجة التنقية أثناء العملية خارج الفرن لجعل سائل الألومنيوم الموجود في الفرن المتدفق أو الفرن الثابت، داخل حاوية خاصة، يتلامس مع تدفق الغاز بالحمل الحراري، ثم يتدفق إلى قالب الصب شبه المستمر أو الصب المستمر. الـ نصائح حول الصب والفوهة يضمن نظام صب الألواح تنقية كل الألومنيوم المنصهر بشكل فعال ويمنع حدوث التلوث الثانوي.

وفقًا لقانون ستوكس، فإن سرعة صعود أو هبوط الجسيمات الصلبة أو الفقاعات في وسط سائل تتناسب مع الفرق بين كثافتها وكثافة الوسط ومربع قطر الجسيم أو الفقاعة، وتتناسب عكسيًّا مع حجم جسيمات الوسط.

نظرًا لأن لزوجة الألومنيوم المنصهر تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة، فإنه خلال عملية التنقية، يجب ألا تكون درجة حرارة المصهور منخفضة جدًّا لتسهيل أكسدة الشوائب والغازات، ولكن يجب ألا تكون درجة حرارة المصهور مرتفعة جدًّا أيضًا. وإلا، فإن ذلك سيؤدي إلى تفاقم أكسدة الألومنيوم المنصهر. ويستغرق الأمر وقتًا معينًا حتى تغرق جزيئات الشوائب وتطفو الفقاعات إلى السطح. لذلك، بعد معالجة التنقية، يجب ترك الألومنيوم المنصهر يهدأ لفترة من الوقت في الفرن قبل صبه.