Основной принцип удаления примесей заключается в использовании разницы в плотности и вязкости примеси и расплава алюминия для отделения примеси от расплава алюминия путем добавления определенных элементов или с помощью физических методов. К конкретным методам удаления примесей относятся фильтрация, электрофлюсовая очистка, электромагнитная очистка и методы флюсовой рафинации. Метод очистки фильтрацией является широко используемым способом удаления примесей из расплавленного алюминия. В настоящее время к широко применяемым фильтрам относятся сетчатые фильтры, фильтры CFF, фильтры для улавливания твердых частиц и пористые керамические фильтры.
Этот фильтрация с использованием фильтрующих материалов также постепенно перешла от единой керамический пенопластовый фильтр в пористую керамическую трубку. Однако в результате непрерывной эксплуатации фильтра в его канале отлагается, забивается и адсорбируется всё больше частиц примесей. Когда их накопление достигает определённого уровня, при условии, что общий расход через фильтр остаётся неизменным, скорость потока жидкого металла увеличивается из-за сужения фильтрующего канала, а энергия, действующая на частицы включений, возрастает. В результате адсорбированные частицы включений легко отлагаются. Они вновь вымываются обратно в жидкий металл, что снижает эффективность фильтрации. Поэтому метод очистки путем фильтрации редко применяется отдельно и обычно используется только для удаления крупных включений или включений в жидком алюминии размером более одного миллиметра.
Этот метод очистки с помощью электрического потока — это метод очистки расплавленного алюминия, применявшийся в алюминиевой промышленности Советского Союза в 1970-х годах. Расплав алюминия проходит через слой расплавленного флюса, на который подается электрическое поле постоянного или переменного тока, и взвешенные неметаллические включения и интерметаллические соединения удаляются под действием электрического поля и флюса. При электрофлюсовой очистке тепло, выделяемое током, нагревает флюс до необходимой температуры. А поскольку расплавленный металл и флюс образуют электрическую цепь, процесс очистки усиливается под действием электрического поля.
Электромагнитная очистка представляет собой новый тип метода очистки. Он привлек внимание специалистов-металлургов из разных стран благодаря таким преимуществам, как чистота, непрерывность процесса, экономичность и широкий диапазон очистки. Электромагнитная очистка использует электромагнитную силу для принудительного направленного перемещения примесей в расплавленном металле и их концентрации на сепараторе с целью очистки. С момента внедрения технологии электромагнитной очистки в начале 1980-х годов как в стране, так и за рубежом были проведены обширные фундаментальные исследования, в результате которых было предложено множество различных технологических решений в области электромагнитной очистки. К таким схемам относятся в основном: ① отдельное применение магнитного поля и тока, например постоянный ток + статическое магнитное поле, переменный ток + переменное магнитное поле; ② переменное магнитное поле и вызванный им ток, например магнитное поле индукционной катушки, магнитное поле бегущей волны; ③ переменный ток и вызванное им магнитное поле.
Среди них электромагнитная сила, получаемая по схеме ①, является относительно равномерной, однако для генерации электромагнитного поля требуются два комплекта независимого оборудования, что слишком дорого. Что касается схемы ②, то существует множество исследований, посвященных магнитному полю индукционной катушки, однако для удовлетворения фактических требований электромагнитной сепарации длина и внутренний диаметр индукционной катушки ограничены при проектировании, а для генерации магнитного поля бегущей волны требуются линейные двигатели, что является дорогостоящим и затрудняет техническое обслуживание. Решение ③ предполагает только подачу тока (постоянного или переменного); магнитное поле индуцируется током, и никаких дополнительных устройств не требуется. Оно называется решением для электромагнитной очистки с использованием одного тока. Самым большим преимуществом этого решения является простота оборудования и легкость реализации процесса. В настоящее время это одно из перспективных направлений инженерных приложений.
Этот очистка флюсом Этот метод заключается в добавлении флюса в расплав в процессе плавки алюминиевого сплава, при этом благодаря ряду физико-химических процессов в определённых технологических условиях осуществляется дегазация и удаление примесей. Его преимуществами являются доступность, отсутствие необходимости в специальном оборудовании, простота эксплуатации и низкая стоимость. Способность флюса удалять примеси определяется адсорбцией и растворением окисленных включений в расплаве флюсом, а также химическим взаимодействием между флюсом и расплавом. Чем ниже межфазное натяжение между флюсом и включениями, тем лучше адсорбция флюсом и тем сильнее удаление примесей. Помимо флюсов, основной целью которых является удаление газа и примесей, существуют также некоторые другие флюсы, такие как покрывающие вещества и средства для очистки шлака.
