Фильтр CFF для расплавленного алюминия

В конце 1970-х годов в США был разработан керамический пенообразный фильтр (CFF) из оксида алюминия и оксида хрома. Фильтр CFF для расплавленного алюминия не только обладает высокой эффективностью очистки, но и прост в использовании. Начальный перепад давления при прохождении расплава составляет всего 100–150 мм, а после его прохождения требуется поддерживать перепад давления на уровне 2–10 м. Принцип фильтрации и очистки с помощью керамической пены аналогичен принципу фильтрации с помощью керамических трубок. Фильтр CFF для расплавленного алюминия представляет собой механизм глубокой фильтрации и обладает более высокой пористостью (от 80% до 90%), чем керамические трубки. Поэтому фильтр CFF имеет большую пропускную способность и подходит для производства методами непрерывного литья и непрерывной прокатки.

Фильтрация с помощью керамический фильтр с пенонаполнителем в настоящее время является наиболее эффективным способом удаления включений из расплава алюминия. В последние годы некоторые новые технологии очистки расплава алюминия, применяемые на отечественных и зарубежных исследовательских предприятиях, такие как вакуумная динамическая обработка, ультразвуковая непрерывная дегазирующая очистка и корундовые керамические фильтры, дали очень хорошие результаты, однако эти технологические методы являются более сложными и дорогостоящими, что затрудняет их широкое внедрение в промышленности. Металлическая фильтрующая сетка, используемая потребителями низкого ценового сегмента, способна удалять только крупные включения из расплава алюминиевого сплава, однако включения размером менее микрона удалить не удается, к тому же металлический фильтр также загрязняет алюминиевый сплав. Использование пенокерамических фильтрующих пластин позволяет отфильтровать мелкие включения и значительно улучшить механические свойства и внешний вид продукции.

Керамический пенопластовый фильтр для расплавленного алюминия устанавливается в Фильтрующий блок CFF между горловиной печи и отводной пластиной. Чем ближе фильтрующий ящик находится к распределительная решетка, тем лучше. Причина заключается в том, что это позволяет сократить путь прохождения расплавленного алюминия после фильтрации и уменьшить или предотвратить повторное окисление. Расплавленный алюминий течет из горловины печи через фильтрующий блок, а затем по желобу поступает в разделительную пластину. При запуске фильтрующего устройства перепад давления до и после фильтрации расплава составляет около 30 мм. По мере увеличения времени фильтрации количество включений на поверхности фильтрующей пластины и стенках отверстий возрастает, пропускная способность фильтра снижается, а перепад давления между передней и задней частями увеличивается. По завершении литья перепад давления увеличивается До 50–100 рм. Выбор фильтрующей пластины в первую очередь зависит от требуемой точности фильтрации. Как правило, размер пор 10 отверстий/см позволяет удовлетворить требованиям очистки расплавленного алюминия. Если расплав алюминия особенно загрязнён, для предварительной фильтрации следует использовать алюминиевые листы с крупными порами (6 отверстий/см), чтобы предотвратить преждевременное забивание фильтрующих пластин с мелкими порами. Во-вторых, необходимо определить общую площадь фильтра в зависимости от скорости литья и расхода металла в единицу времени.

Фильтр CFF для расплавленного алюминия

Фильтрующий эффект фильтрующей пластины в основном обеспечивается её размером и пористостью. Чем крупнее поры фильтрующей пластины, тем хуже эффективность удаления шлака. Для алюминиевых изделий с жесткими требованиями следует выбирать фильтрующую пластину с мелкими порами, при этом эффективность фильтрации увеличивается с увеличением размера частиц. Размер и толщина фильтрующего слоя соответственно увеличиваются и уменьшаются с уменьшением размера отверстий в фильтрующей пластине и скорости потока расплавленного алюминия.

Фильтрующий эффект фильтрующей пластины. После длительного применения компанией метода фильтрации с использованием фильтрующих пластин было доказано, что фильтрующие пластины из пенокерамики являются эффективным средством для удаления окислительных включений из каждого расплава. Обычная волоконная фильтрация позволяет удалять только крупные включения, тогда как фильтрующие пластины из пенокерамики способны одновременно отфильтровывать как крупные, так и мелкие включения.