Фильтрация расплавленного алюминия с помощью пенокерамического фильтра

Фильтрация расплавленного алюминия — это метод удаления примесей, при котором расплав алюминиевого сплава пропускается через фильтр из нейтральных или активных материалов с целью отделения твердых включений, находящихся во взвешенном состоянии в расплаве. В зависимости от фильтрующих свойств этот метод можно разделить на две категории. Методы фильтрации расплавленного алюминия подразделяются на поверхностную фильтрацию и глубинную фильтрацию.

Фильтрация расплавленного алюминия

В зависимости от материала фильтра его можно разделить на три категории: фильтрация с использованием сетчатых материалов (например, стеклоткань, металлическая сетка); фильтрация с использованием блочных материалов (например, насыпной слой из сыпучих частиц, керамический фильтр, керамический фильтр с пенонаполнителем); фильтрация в жидком слое (например, в слое флюса); фильтрация, электрическая очистка флюсом. Фильтрация и очистка расплавленного алюминия осуществляются в процессе плавки. Этот метод широко применяется в алюминиевой промышленности и в отрасли переработки вторичного алюминия.

Поверхностная фильтрация — это процесс удаления твердых примесей, которые в основном осаждаются на поверхности фильтрующего материала; её также называют фильтрацией с образованием фильтрационного осадка. Фильтрация с использованием сетчатых материалов относится к поверхностной фильтрации. Глубинная фильтрация также называется внутренней фильтрацией. Твердые примеси в основном осаждаются внутри пор фильтрующего материала. По мере продвижения процесса фильтрации эффективная фильтрующая площадь пор постепенно уменьшается, проницаемость снижается, а точность фильтрации повышается. Фильтрация сыпучих материалов относится к глубинной фильтрации.

Фильтрация расплавленного алюминия

Содержание

Фильтрация расплавленного алюминия

1) Фильтр по типу материала сетки. Механизм фильтрации сетчатого фильтра заключается главным образом в механическом отделении макроскопических и крупных неметаллических включений из расплава под действием сетки. Он способен улавливать только те включения в расплаве, размер которых превышает размер ячейки сетки (при условии, что включения не подвергаются деформации).

2) Фильтр из блочного материала. Принцип действия фильтра с насыпным наполнителем, изготовленного из нейтральных материалов, заключается главным образом в отделении твердых включений из расплава посредством осаждения, гидродинамического воздействия и прямого перехвата. Фильтр из сыпучего материала обладает большой удельной поверхностью, что обеспечивает возможность контакта расплава с компонентами фильтрующей среды. Когда расплав переносит твердые примеси по узким каналам фильтра с изменяющимся поперечным сечением при переменной скорости движения, ввиду того что плотность и скорость твердых частиц отличаются от плотности и скорости расплава, поэтому под действием силы тяжести возможно осаждение, а из-за асферичности твердых частиц и неравномерного поля сдвиговых сил они совершают поперечное движение, в результате чего зацепляются за стенки канала, застревают или адсорбируются. Вышеописанное явление усиливается образованием области вихря низкого давления, где происходит резкое изменение поперечного сечения пор. В дополнение к вышеупомянутому механизму фильтрации, фильтр из блочного материала, изготовленный из активного вещества, также обеспечивает физико-химическую глубокую фильтрацию за счет поверхностных и химических сил, что позволяет очищать расплав с более высокой степенью тонкости. Фильтр из сыпучего материала способен улавливать твердые включения, размер которых намного меньше диаметра его пор.

3) Фильтр с жидким слоем: Фильтр с жидким слоем предназначен для промывки жидкого металла жидким флюсом. Механизм его фильтрации основан на физико-химической реакции между флюсом и неметаллическими включениями, а также на смачивании, адсорбции и растворении флюса в включениях.

4) Трубчатый фильтр: Фильтр с более мелкой пористостью, позволяющий обеспечить высокоточную фильтрацию за счет увеличения площади фильтрации. К преимуществам относятся высокая точность и хорошая эффективность фильтрации; к недостаткам — высокая стоимость, большая занимаемая площадь, высокое содержание остаточного алюминия и склонность рафинера к выходу из строя.