Fabricación de filtros de espuma cerámica para la filtración de metal fundido

3 de septiembre Fabricación de filtros de espuma cerámica para la filtración de metal fundido

Posted at 09:29h in Filtro de espuma cerámica by AdTech 0 Comments

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Fabricación de filtros de espuma cerámica para la filtración de metal fundido

El uso de material granular de óxido de aluminio en un filtro de espuma cerámica Debería parecer una opción obvia para cualquier experto en el campo de los materiales refractarios utilizados para contener aluminio fundido y sus aleaciones. La alúmina es relativamente inerte químicamente en el aluminio fundido y sus aleaciones habituales, incluidas las que contienen magnesio. También se utiliza ampliamente como material granular en los refractarios empleados en hornos, tanto para la fusión como para contener aleaciones de aluminio fundido. Además, antes de la aparición de los filtros de espuma cerámica desechables y reemplazables para filtrar el aluminio fundido, se utilizaban filtros con relleno de alúmina laminar. Los filtros con relleno son grandes recipientes calentados que contienen granos sueltos de alúmina laminar, utilizados para fundiciones repetidas durante varios días o incluso semanas. El prolongado tiempo de exposición del metal fundido a materiales agregados no aglomerados, como en los filtros con relleno y los materiales refractarios, requiere el uso de un material granular químicamente inerte, como el óxido de aluminio.

Sin embargo, la alúmina tiene un coeficiente de expansión térmica lineal relativamente alto (8,0 × 10⁻⁶ / °C), y las formas monolíticas de alúmina, como los filtros de espuma cerámica, presentan una baja resistencia al calor debido a las elevadas tensiones térmicas generadas por la combinación de gradientes térmicos —resultantes de un calentamiento desigual— y un elevado coeficiente de expansión térmica. Durante el proceso de precalentamiento y el contacto inicial con el metal fundido, el material del filtro de espuma cerámica puede agrietarse o romperse, con lo que el material del filtro penetra en el lingote o la palanquilla, donde se convierte en una inclusión. Además, cuando el filtro cerámico de espuma a base de alúmina se mantiene en la cubeta del filtro durante el precalentamiento y su uso, pueden generarse elevadas tensiones de compresión transversales como consecuencia del elevado coeficiente de expansión térmica del filtro, lo que provoca la destrucción del mismo durante la compresión.

A continuación se indican los requisitos que debe cumplir el material ideal para un filtro de espuma cerámica.

1. Resistencia a altas temperaturas: el material no debe agrietarse ni romperse durante el precalentamiento ni al entrar en contacto con el metal fundido. El material debe tener una baja expansión térmica para minimizar las tensiones de compresión laterales mientras se encuentra en la cubeta del filtro.
2. Resistencia a la corrosión: el material del filtro no debe presentar una actividad química significativa en el rango de aplicación previsto (tiempo, temperatura, contenido de aleación) y no debe entrar en contacto con el aluminio fundido ni con sus aleaciones convencionales.
3. Resistencia adecuada a la flexión y a la compresión.
4. Rentabilidad en el sector manufacturero.
5. El material filtrante, una vez utilizado, debe poder manipularse y eliminarse de forma segura.
6. Baja densidad o peso ligero, lo que facilita el trabajo del operario encargado del vertido.