Filtros de espuma cerámica reticulada

3 de septiembre Filtros de espuma cerámica reticulada

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Filtros de espuma cerámica reticulada

Los filtros de espuma cerámica reticulada utilizados con material granular de óxido de aluminio deberían parecer una opción obvia para cualquier experto en el ámbito de los materiales refractarios empleados para contener aluminio fundido y sus aleaciones.
La alúmina es relativamente inerte desde el punto de vista químico en el aluminio fundido y en sus aleaciones más comunes, incluidas las que contienen magnesio.
Los filtros de espuma cerámica reticulada también se utilizan ampliamente como material granular en los materiales refractarios empleados en hornos, tanto para la fundición como para contener aleaciones de aluminio fundidas.
Además, antes de la aparición de los filtros desechables de espuma cerámica 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, y se utilizan para fundiciones repetidas durante varios días o incluso semanas. El prolongado tiempo de exposición del metal fundido a materiales agregados no aglomerados, como en filtro de espuma cerámica con materiales de relleno y 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 los 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 filtrante de espuma cerámica reticulada puede agrietarse o romperse, lo que provoca que el material filtrante penetre 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 el recipiente 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.