Penyaringan Busa Keramik untuk Pemurnian Aluminium Cair

Penyaringan dengan busa keramik banyak digunakan untuk menyaring aluminium cair. Penyaringan aluminium cair merupakan langkah penting dalam proses pengecoran aluminium.

Penyaringan Busa Keramik

Setelah lelehan aluminium dimurnikan di tungku peleburan, melalui proses pemurnian di tungku statis, dan pemurnian online, kandungan gasnya telah berkurang secara signifikan, dan pada dasarnya berada pada tingkat minimum kritis. Partikel inklusi yang lebih besar dalam lelehan pada dasarnya terbawa oleh agen pemurnian, namun masih terdapat sejumlah partikel inklusi berukuran kecil dalam lelehan, yang akan berdampak pada sifat mekanis serta sifat fisik dan kimia bahan tersebut. Oleh karena itu, lelehan tersebut harus disaring menggunakan metode Penyaringan Busa Keramik sebelum dituang.

Saat ini, metode penyaringan utama yang umum digunakan di dalam dan luar negeri adalah filter busa keramik penyaringan, penyaringan dengan tabung korundum, dan penyaringan dengan filter lapisan dalam. Faktor-faktor yang memengaruhi efektivitas penyaringan antara lain sifat-sifat logam cair paduan, konsentrasi awal inklusi dalam logam cair, porositas filter, ketebalan filter, kecepatan penyaringan logam cair, dan waktu penyaringan.

Setelah jenis paduan ditentukan, sifat-sifat logam cair pun telah ditetapkan. Setelah logam cair melewati tungku peleburan, tungku statis, dan proses pemurnian online, ukuran partikel inklusi di dalamnya tidak lagi berubah. Begitu filter dipilih, porositasnya menjadi nilai tetap.

Efisiensi penyaringan hanya bergantung pada ketebalan filter dan kecepatan aliran logam cair yang melewati filter. Semakin tebal filter busa keramik, semakin baik hasil penyaringannya. Semakin cepat logam cair melewati filter, semakin buruk hasil penyaringannya. Pada proses produksi pengecoran-penggulungan, jumlah lelehan yang disaring per satuan waktu relatif kecil, laju alirannya lambat, dan bahan yang digunakan umumnya adalah aluminium murni serta paduan lunak. Partikel inklusi yang terdapat di dalamnya sedikit dan inklusi tersebut mudah diserap oleh filter, sehingga efisiensi penyaringannya tinggi. Secara relatif, logam cair lebih mudah dimurnikan. Umumnya, filter busa keramik dua tahap dengan 50PPI dan 30PPI digunakan untuk penyaringan. Ketebalan dan luas lembaran filter ditentukan berdasarkan perhitungan aliran limpah spesifik untuk memenuhi persyaratan.

Dibandingkan dengan proses pengecoran dan penggulungan, kondisi produksi pada proses pengecoran lebih rumit. Sebagaimana disebutkan di atas, laju aliran sangat besar, dan laju aliran pada filter 2,5–3,5 kali lebih tinggi daripada pada proses pengecoran-penggulungan, sehingga mengurangi efektivitas penyaringan. Oleh karena itu, untuk memastikan efisiensi penyaringan yang sama, luas penampang filter harus ditingkatkan sehingga laju aliran per satuan luas filter menjadi sama. Kedua, kemungkinan adanya partikel terak mikroskopis dalam lelehan duralumin dan paduan aluminium superkeras jauh lebih tinggi dibandingkan pada aluminium murni dan paduan lunak. Oleh karena itu, efisiensi penyaringan tidak boleh dikurangi, melainkan harus ditingkatkan secara signifikan untuk mencapai kemurnian lelehan yang tinggi guna menjamin kualitas produk akhir. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menggunakan filter tabung korundum, yang tidak hanya meningkatkan luas permukaan filter yang bersentuhan dengan lelehan, tetapi juga mengurangi laju aliran per satuan luas lelehan, serta memastikan efisiensi filtrasi dan laju aliran total memenuhi kebutuhan produksi. Hal ini juga mengurangi ukuran pori filter dan meningkatkan porositas untuk meningkatkan akurasi filtrasi serta mengurangi jumlah partikel halus sisa dalam lelehan.

Sebuah tabung korundum dengan panjang 0,889 m dan diameter luar 0,102 m setara dengan pelat filter keramik seluas 0,258 m², yang dapat secara signifikan meningkatkan kualitas produk cor dan memenuhi kebutuhan produk kelas atas. Namun, perlu dicatat bahwa hal ini meningkatkan tekanan awal lelehan yang disaring, yang akan menambah kesulitan dalam proses operasi dan meningkatkan biaya penyaringan.