Фильтрация расплавленного металла с помощью керамического пенофильтра

3 сентября Фильтрация расплавленного металла с помощью керамического пенофильтра

Posted at 08:07h in Керамический пенофильтр by AdTech 0 Comments

0 Likes

Фильтрация расплавленного металла с помощью керамического пенофильтра

Производство алюминиевых слитков и заготовок для изготовления высококачественной алюминиевой продукции требует, чтобы расплавленный алюминий был относительно свободен от включений, таких как нерастворимые твердые вещества или несмешиваемые жидкие примеси.
Это необходимо для того, чтобы слитки или заготовки после дальнейшей переработки соответствовали строгим требованиям, предъявляемым к высококачественной продукции.
такие как жесткие и гибкие упаковочные материалы, продукция для аэрокосмической промышленности (экструдированные профили, тонколистовой и толстолистовой металл, поковки), литографическая продукция, трубки для радиаторов автомобильной промышленности и блестящие покрытия.
В процессе производства расплавленного алюминия нерастворимые примеси или включения образуются на всех этапах — от извлечения металла из руды до старения, легирования и литья.

В процессе первичного электролитического восстановления примесей и включений из электролитной ванны выделяются нерастворимый оксид алюминия, карбиды алюминия, фторид натрия-алюминия, а также образуется корка из гамма-оксида алюминия.
На этапах старения в печи и легирования примеси и включения образуют алюмино-магниевую шпинель, оксид магния, чешуйки гамма-оксида алюминия и печные отложения. При переливе металла во время литья примеси и включения образуют хлоридные соли, сгустки борида титана, разрушенные огнеупорные материалы и корки из гамма-оксида алюминия.

Фильтрацию расплава с помощью керамического пенофильтра рекомендуется проводить для удаления включений на последней технологической стадии перед затвердеванием расплава алюминия в слиток или заготовку.

Керамические пенофильтры для фильтрации расплавленного металла, предназначенные для использования на алюминиевых литейных заводах, были разработаны в начале 1970-х годов, а первое промышленное применение этой технологии состоялось в 1974 году при производстве плоских слитков для изготовления тонко- и толстолистовых прокатных материалов.
Керамические пенопластовые фильтры для фильтрации расплавленного металла представляют собой монолитные одноразовые сменные фильтры, предназначенные для использования при одном литье.
Размер пор фильтра составляет от 4 до 28 пор на см (от 10 до 70 пор на линейный дюйм), что соответствует диаметру пор примерно 0,036–0,26 см. Керамические пенообразные фильтры обычно изготавливаются с квадратным поперечным сечением размером от 22,86 см × 22, 86 см × 5,08 см до 66,04 см × 66,04 см × 5,08 см со скосом по краям 17° для установки в огнеупорную фильтрационную чашу.
К фаске по краю прикреплена прокладка из волокнистой бумаги, которая создает поперечную сжимающую нагрузку, удерживающую фильтр в корпусе фильтра и предотвращающую проникновение металла за край фильтра.
Толщина волокнистого материала уплотнителя обычно составляет около 0,317–0,476 см, и он, как правило, состоит из силикатного волокна.
Часто в уплотнительный материал добавляют вермикулит, который при нагревании расширяется, что позволяет увеличить уплотнительное давление.
Обычная продолжительность применения в расплавленном алюминии составляет от 30 до 120 минут.

Использование гранулированного оксида алюминия в керамическом пенофильтре должно показаться очевидным решением любому специалисту в области огнеупорных материалов, применяемых для удержания расплавленного алюминия и его сплавов.
Оксид алюминия относительно химически инертен в расплавленном алюминии и его распространенных сплавах, включая сплавы, содержащие магний.
Кроме того, он широко применяется в качестве гранулированного материала в огнеупорных материалах, используемых в печах как для плавки, так и для содержания расплавленных алюминиевых сплавов.
Кроме того, до появления одноразовых сменных керамических пенофильтров для фильтрации расплавленного алюминия использовались фильтры с ламеллярным наполнителем из оксида алюминия.
Керамический пенофильтр с наполнителем представляют собой большие нагреваемые сосуды, содержащие несвязанные зерна пластинчатого оксида алюминия, которые используются для многократных отливок в течение нескольких дней или даже недель.
Длительное воздействие расплавленного металла на несвязанные агрегатные материалы, например в фильтрах с наполнителями и огнеупорными материалами, требует использования химически инертного гранулированного материала, такого как оксид алюминия.

Однако оксид алюминия обладает относительно высоким коэффициентом линейного теплового расширения (8,0 × 10⁻⁶ / °C), а монолитные формы оксида алюминия, такие как керамические пенофильтры, обладают низкой термостойкостью из-за высоких термических напряжений, возникающих в результате сочетания температурных градиентов, обусловленных неравномерным нагревом, и высокого коэффициента теплового расширения. Во время предварительного нагрева и первоначального контакта с расплавом.