Типичная конструкция керамического фильтрующего блока, используемого на некоторых заводах. Корпус такого керамического фильтра сваривается из листов толщиной 10 мм, выстилается войлоком из алюмосиликатного волокна, а затем внутри укладывается слой легкого огнеупорного кирпича и наносится слой талька. Камеры А и В разделены пористой керамической пластиной или пластиной из карбида кремния. Камера А является фильтрующей камерой; фильтрующая труба устанавливается на отверстии в перегородке, а место соединения уплотняется алюмосиликатным волокнистым войлоком. Камера В служит накопительной камерой, в которой собирается отфильтрованный металл. Верхняя часть фильтра снабжена нагревательной крышкой и резистивной нагревательной проволокой внутри. Непрерывное измерение температуры осуществляется с помощью термопары, а автоматическое регулирование температуры металла в фильтре — с помощью электронного потенциометра. Расплав поступает в фильтрующую камеру, соединенную с проточным каналом из печи, затем просачивается через микропоры фильтрующей трубы, собирается в накопительной камере и, наконец, поступает в кристаллизатор через распределительный лоток.
Керамический фильтрующий блок
Основные технические характеристики керамический фильтр Показателями устройства являются: точность фильтрации, эффективность фильтрации, скорость фильтрации, начальный напор.
Точность фильтрации также называется степенью очистки. Её можно выразить как максимальный размер твердых включений, проходящих через пористую керамику, или как минимальный размер твердых примесей, задерживаемых фильтрующим материалом. Точность фильтрации керамического фильтра в основном зависит от размера пор и процесса фильтрации пористой керамики. Чем меньше размер пор, тем ниже скорость фильтрации и тем выше точность фильтрации. Чем выше точность фильтрации, тем сильнее склонность к образованию перьевых кристаллов.
Эффективность фильтрации: обозначает процент удаленных твердых примесей и концентрацию твердых примесей в расплаве до прохождения через фильтр. Эффективность фильтрации в основном зависит от характеристик пор фильтрующего материала (максимальный размер пор, распределение пор по размерам и т. д.), распределения твердых примесей в расплаве по размеру частиц и условий фильтрации. Как правило, эффективность фильтрации керамического фильтра увеличивается с уменьшением скорости фильтрации и увеличением времени фильтрации.
Скорость фильтрации. Этот показатель отражает объем расплава, проходящего через фильтрующий материал на единицу площади за единицу времени. Он является основным критерием при расчете производительности фильтра. Скорость фильтрации в основном зависит от коэффициента проницаемости, толщины и перепада давления между двумя сторонами фильтрующего материала. Чем выше коэффициент проницаемости и перепад давления, чем меньше толщина материала, тем выше скорость фильтрации. Коэффициент проницаемости увеличивается с ростом пористости и размера пор, а также с уменьшением вязкости расплава.
Коэффициент блокировки: обозначает количество твердых включений, удерживаемых в единице объема фильтрующего материала за единицу времени. Величина этого показателя определяет срок службы фильтра. Поскольку измерить скорость забивания очень сложно, при постоянной скорости фильтрации перепад давления после прохождения через фильтр увеличивается по мере его забивания. Поэтому для характеристики скорости забивания фильтра часто используют увеличение перепада давления. Скорость забивания прямо пропорциональна пропускной способности расплава и содержанию включений в расплаве, но обратно пропорциональна общему объему фильтрующего материала и пропускной пористости.
Начальное давление: обозначает напор, необходимый для того, чтобы расплав протекал по каналу фильтрующего материала. Поскольку расплав алюминия не смачивает корундовую матрицу, межфазное натяжение между ними очень велико. Когда расплав попадает в микропоры фильтрующего материала, образуется выпуклый мениск, и поверхностное натяжение препятствует продвижению расплава. Чем меньше канал фильтрующего материала и чем ниже температура, тем больше начальный напор.
