Существует острая необходимость в улучшении процессов фильтрации и дегазации расплавленного металла с целью удаления или минимизации содержания примесей в конечном литом изделии, особенно в случае расплавленного алюминия. В частности, это актуально в тех случаях, когда полученный металл будет использоваться в производстве декоративных изделий, таких как декоративные ленты, или изделий с ключевыми техническими характеристиками, например авиационных поковок и профилей, а также легких фольг. Примеси могут привести к ухудшению свойств готового литого изделия, таких как прочность на разрыв и коррозионная стойкость.
На практике расплавленный металл, особенно расплавленный алюминий, обычно содержит газообразные и твердые примеси, которые негативно влияют на качество конечного литого изделия. После затвердевания расплавленного металла эти примеси могут повлиять на качество конечного литого изделия, что может затруднить его дальнейшую обработку или привести к снижению пластичности конечного изделия либо ухудшению его характеристик при анодировании.
Фильтрация и дегазация расплавленного металла
Строгие технологии обработки металла и рафинирование с использованием растворителей позволили свести к минимуму возникновение подобных дефектов. Однако в случае критически важных применений не удалось снизить частоту появления таких дефектов до удовлетворительного уровня. Процесс с использованием системы управления флюсом предусматривает подачу флюсового газа в печь-удерживатель, содержащую определённое количество расплавленного металла. Эта процедура требует остановки печи на время циркуляции газа, чтобы состояние обрабатываемого металла оставалось постоянным и позволяло продолжить обработку. У этой процедуры имеется множество недостатков. В частности, эффективность снижается из-за длительного простоя печи во время процесса флюсования, а также из-за низкого соотношения площади поверхности к объему между расходом газа и объемом расплавленного металла.
В качестве альтернативы применяемой операции с флюсом можно использовать онлайновое устройство для дегазации обычно располагается между печью-нагревателем и литейной станцией. Это помогает снизить потери, вызванные остановкой оборудования, однако не привело к значительному повышению эффективности самого технологического процесса, поскольку на единицу расплавленного металла обычно требуется большой объем газа-флюса.
Как правило, фильтрация через тающий фильтр используется для снижения степени выраженности вышеупомянутых дефектов. Наиболее распространённым способом фильтрации расплава является использование открытого сетчатого фильтра из стеклоткани, помещаемого в ванну расплавленного металла поверх слитка. Было установлено, что такие фильтры эффективны лишь частично, поскольку удаляют только крупные включения. Еще одним широко используемым фильтром является слоевой фильтр. У этого фильтра имеется множество недостатков, самым серьезным из которых, возможно, является огромная сложность контроля и поддержания размера пор, необходимого для эффективной фильтрации.
По целому ряду причин пористые керамические пеноматериалы особенно хорошо подходят для фильтрации расплавленных металлов, в том числе благодаря своей отличной фильтруемости, низкой стоимости, простоте использования, а также возможности использовать одни и те же материалы как для многократного, так и для одноразового применения. Эти керамические пенофильтры просты в изготовлении, недороги и могут использоваться однократно.
