Фильтрация с использованием пенокерамических пластин является заключительным этапом процесса очистки расплава алюминия. Особое значение имеет выбор пенокерамических фильтрующих пластин второго поколения. Следует особо подчеркнуть, что после выхода расплава алюминия из фильтрующего блока для затвердевания и формовки возможно вторичное загрязнение расплава. В этом процессе следует использовать долговечные, высокопрочные, антиадгезионные алюминиевые пластины с хорошей теплопроводностью изоляционные желоба, передние камеры, распределительные пластины и крышки «горячей верхней части», а также своевременно устранять возможные источники загрязнения для обеспечения чистоты алюминиевого расплава.
Механизм фильтрации и очистки расплава алюминия с помощью пенокерамических пластин обычно описывается как механизм диффузионного перехвата и инерционного столкновения, а также как механизм отсева, образования осадочного слоя и глубинной фильтрации. Процесс фильтрации и очистки расплава алюминия с помощью пенокерамических фильтрующих пластин является весьма сложным и представляет собой комплексный процесс, в котором сочетаются высокогодовая физико-химическая кинетика и металлургическая кинетика.
(1) При механической фильтрации, такой как отсев, перехват при столкновении, диффузионный перехват, трение, осаждение и т. д., эффективность фильтрации пропорциональна размеру ячейки пенокерамической плиты. Чем мельче ячейка, тем выше способность улавливать мелкие частицы.
(2) Эффект осадочного слоя или фильтрующего осадка. По мере отложения частиц примесей в расплаве способность сетчатой опорной стенки фильтрующей пластины улавливать частицы примесей увеличивается.
(3) Неровная поверхность, образованная зазорами на поверхности сеточной опоры, увеличивает площадь границы раздела между потоком расплавленного алюминия и керамической поверхностью и способствует тому, что движение частиц примесей в потоке расплавленного алюминия становится более хаотичным, что благоприятно сказывается на улавливании и осаждении твердых частиц.
(4) Благодаря наличию микроскопических трещин и микроотверстий на поверхности опорного корпуса сетки на него предварительно наносится фторидный флюс, обладающий сильной аффинностью к частицам Al₂O₃, что способствует формированию полноценного фильтрующего слоя и сильной химической адсорбции, в результате чего способность улавливать и удерживать частицы примесной фазы значительно повышается.
(5) В процессе плавки металла, а также под воздействием температурного поля при теплообмене неизбежно возникает перепад концентраций легирующего растворенного вещества. Перераспределение и интеграция расплавленного металла также являются эффективным процессом легирования. Некоторые металлические фазы и соединения с высокой температурой плавления вновь агрегируются и растут, а мелкие фазы примесей после их агрегации и роста могут быть уловлены при фильтрации. Особенно очевиден эффект двухступенчатой фильтрации.
