Керамические пенофильтры для литья удаляют неметаллические включения из расплава алюминиевого сплава и используются при обработке расплава флюсом в печи. Технология фильтрации с помощью керамической пены вне печи уже давно стала важным способом очистки расплавленного алюминия.
Это находит своё отражение в технологиях легирования, очистки и рафинирования в процессе плавки. Плавка алюминиевого сплава является первым этапом в процессе переработки алюминиевых сплавов, а также одним из ключевых звеньев этого процесса.
Пенокерамические фильтры ”For Casting» — это пористое керамическое изделие с открытой пористостью, достигающей 80–90%, объемной плотностью всего 0,3–0,6 г/см³, обладающее уникальной трехмерной сеточной структурой и взаимопроникающей пористой структурой.
Первая фильтрующая пластина из вспененной керамики была разработана Ф. Р. Моллардом и Н. Дэвисоном из компании «Consolidated Aluminum» (США) в 1978 году и использовалась в системе разливки алюминиевых сплавов. Результаты их исследований были опубликованы на ежегодной конференции Американской ассоциации литейщиков в апреле 1980 года.
Пенокерамические фильтры для литья фильтруют и удаляют примеси, что позволяет значительно повысить качество слитков и снизить уровень брака. С тех пор в металлургической промышленности активно ведётся работа по исследованию и разработке материалов для пенокерамических фильтров.
При производстве керамического пенофильтра (CFF) в качестве носителя обычно используется трехмерная сетчатая структура и соединенные поры органической пены; его погружают в специальную керамическую суспензию с тиксотропными свойствами и применяют специальный процесс валковой экструзии, чтобы керамическая суспензия равномерно распределилась по каркасу носителя, затем она подвергается сушке и затвердеванию, а после этого обжигается при высокой температуре.
Механизм очистки вспененных керамических материалов
1. При механической фильтрации, такой как просеивание, инерционное ударное задержание, диффузионное задержание, трение и осаждение, эффективность фильтрации пропорциональна размеру ячейки пенокерамики. Чем мельче ячейка, тем выше способность задерживать мелкие частицы.
2. Эффект осадочного слоя или фильтрующего осадка. Благодаря осаждению частиц в расплаве и извилистым, взаимосвязанным и неровным стенкам опорной решетки улучшается способность улавливать различные частицы.
3. Неровная поверхность, образовавшаяся вследствие зазоров на поверхности сетчатой рамы, увеличивает площадь границы раздела между потоком расплавленного алюминия и твердой керамической поверхностью, что может способствовать более хаотичному движению частиц в потоке расплавленного алюминия, а это, в свою очередь, способствует улавливанию и осаждению твердых частиц. .
4. Благодаря микроскопическим трещинам и микроотверстиям на поверхности сетчатого каркаса на нём предварительно осаждается фторид, обладающий сильным сродством к частицам Al₂O₃, что способствует формированию полноценного фильтрующего слоя и сильной химической адсорбции, а также повышает способность улавливать оставшиеся частицы примесей.
