При фильтрации с образованием фильтрационного осадка можно выделить две ситуации. Включения осаждаются на верхней поверхности фильтра. Поэтому размер пор фильтра должен быть меньше размера примесей; в противном случае фильтрационный осадок осаждается в процессе перехода из глубокого слоя в фильтрационный осадок, а включения со слишком высоким содержанием твердых частиц и размером меньше размера пор постепенно забивают фильтр и, соответственно, приводят к быстрому накоплению осадка на фильтрующей головке. Последнее гарантируется методами предварительной очистки, такими как осаждение и флотация. В любом случае скопления примесей действуют как “второй” фильтр, что увеличивает сопротивление потоку и приводит к отделению частиц от расплава. Улавливание частиц почти полностью определяется характером образующегося фильтрационного осадка. В целом, во всей алюминиевой промышленности механизм образования фильтрационного слоя изучен недостаточно.
Это связано с тем, что из-за значительного сопротивления потоку, с которым сталкивается металл, а также необходимости последующей замены фильтра, темпы производства значительно снизились. Поэтому при высокой концентрации включений или ограниченной площади литейного цеха фильтрация с использованием фильтрационного осадка применяется исключительно для осветления алюминиевого расплава.
Этот керамический пенопластовый фильтр (CFF) представляет собой кусок керамической пены с открытыми порами, имеющий различную толщину и площадь поперечного сечения. Тонкость изготовления фильтра варьируется, обычно составляет 10, 20 и 30 ppi (поров на линейный дюйм), при этом наблюдается тенденция к использованию более мелких пор (50, 60, 80 ppi). По мере уменьшения размера пор эффективность фильтрации и надёжность фильтрующей системы повышаются.
В межпоровом канале в условиях статического потока частицы также задерживаются в так называемой “мертвой воде”. Там, пока это не вызывает чрезмерных помех потоку металла, включения могут образовывать слабую адгезию, рыхлые скопления взвешенных веществ или оставаться без какой-либо адгезии. Причиной высвобождения частиц может стать изменение скорости потока или вибрация. Поэтому удержание частиц можно контролировать лишь в определенной степени в диапазоне размеров 1–30 микрон, и нельзя исключить повторное увлечение удержанных частиц. Именно эта неопределенность, а не размер частиц, объясняет опасность, которую они представляют. Керамический пенофильтр можно установить с минимальными капитальными затратами до начала литья. Однако его срок службы ограничен, поскольку во время эксплуатации включения образуют фильтрационный осадок, тем самым увеличивая сопротивление потоку.
