Возможность удаления неметаллических включений из алюминия с помощью керамических фильтров

09 сентября Возможность удаления неметаллических включений из алюминия с помощью керамических фильтров

Возможность удаления неметаллических включений из алюминия с помощью керамических фильтров

Наличие неметаллических примесей, попадающих в расплав на протяжении всего процесса плавки и литья жидкого металла, негативно сказывается на качестве выплавленного металла. Об этом хорошо известно как сталеплавильщикам, так и литейщикам, и металлообработчикам.

В подавляющем большинстве случаев неметаллические включения представляют собой оксиды тугоплавких элементов, температура плавления которых превышает температуру плавления стали. В основном это оксиды магния, кальция, алюминия и кремния, входящие в состав шлака и футеровочного материала. Значительная часть неметаллических включений образуется в расплаве в результате раскисления стали. Растворимость оксидов в чистом железе незначительна или полностью отсутствует.

Неметаллические включения чаще всего представляют собой твердые компактные частицы. Оксидные пленки в расплаве находятся в жидком состоянии, но их вязкость значительно превышает вязкость расплавленного металла. Содержание этих примесей можно значительно снизить. Этого можно достичь с помощью целого ряда мер, включая качественное отсечение шлака, снижение эрозии футеровки сталеплавильных агрегатов, стальных желобов, сталелитейных и промежуточных ковшей, продувку расплава инертными газами, а также применение фильтрации металла с использованием различных вариантов и методов фильтрации.

В связи с тем, что размеры неметаллических включений варьируются в очень широких пределах — от долей микрона до десятков миллиметров, степень очистки металла и, соответственно, его качество зависят от того, какие методы очистки применялись при его производстве.

Оксиды и газовые пузырьки, плотность которых в несколько раз ниже плотности жидкого железа, при определенных условиях, описываемых хорошо известными физическими законами, способны полностью подняться на поверхность расплава. Однако выполнение этих условий практически невозможно. В частности, с увеличением времени пребывания расплава в сталеплавильных агрегатах и снижением его вязкости усиливается износ футеровки и происходит вторичное насыщение расплава неметаллическими включениями. Интенсивная обработка расплава инертным газом позволяет удалить не более 15% неметаллических включений, при этом большинство частиц размером менее 50 микрон остается в жидком металле.

Мы хотели бы подробнее остановиться на наиболее деликатном методе очистки металла, который применяется в тех случаях, когда насыщение расплава неметаллическими примесями неизбежно. Этот метод заключается в фильтрации металла через керамические пенофильтры и позволяет удалить практически все имеющиеся неметаллические включения и пузырьки газа.

Фильтры представляют собой объемную керамическую пену, изготовленную из высокоогнеупорных материалов, с заданным количеством отверстий и определенной удельной поверхностью.

Механизм очистки расплава с использованием керамических пенопластовых фильтров довольно сложен и до конца не изучен, однако эффективность очистки этим способом можно назвать уникальной. Это могут подтвердить работники литейных цехов, которые используют аналогичные материалы иностранного производства для изготовления высококачественных отливок.

В зависимости от Керамический фильтрующий материал Благодаря его конструкции можно осуществлять как полную, так и выборочную дегазацию расплава. Когда загрязнённый металл проходит через фильтр, внутри керамической основы индуцируется ЭДС, которую можно регулировать с помощью фазы и химического состава, а также удельной поверхности керамики и расхода металла. При прохождении через керамический фильтр поток жидкого металла не только очищается, но и дополнительно гомогенизируется. Это, разумеется, влияет на качество отливки.

Опыт, накопленный в мире в области применения керамических пенофильтров для очистки металлов с низкой температурой плавления, а также для фильтрации стали при прецизионном литье методом литья в выплавляемые формы, с учетом соответствующих конструктивных усовершенствований, позволит очищать гораздо большие объемы жидкого металла.

По мере забивания фильтров на одном уровне металл поднимается на следующий уровень фильтров, которые могут иметь иную структуру и количество отверстий. На верхнем уровне отверстий в перегородке фильтров нет. Таким образом, при разливании металла в соответствии с его уровнем можно контролировать качество слитков по содержанию неметаллических включений. В отверстиях перегородки можно устанавливать “грубые” и “тонкоячеистые” фильтры.

В настоящее время совместно с рядом металлургических предприятий ведутся подготовительные работы по апробации данного метода очистки жидкого металла от неметаллических включений, а также по испытанию составов и параметров керамических фильтров.

Связанные публикации:

Фильтрация расплавленного металла с использованием керамических фильтров Керамические пенопластовые фильтры, применяемые при литье алюминия Компания по производству керамических фильтров из Китая (Adtech China) фильтры из керамической пены в литейном производстве Установка фильтра для расплавленного металла при литье алюминия Фильтрация сплавов на основе алюминия в литейном производстве Металлургическая промышленность. Алюминиевые литейные цеха. Керамические фильтры Керамические поролоновые фильтры Lanik Керамические пенофильтры для литья алюминия Керамические пенофильтры для расплава Керамические пенофильтры из карбида кремния Алюминий и фильтрация. Характеристики смачивания при использовании керамических пенообразных фильтров из Al₂O₃ и SiC Почему именно керамические пенофильтры? Фильтры, используемые в литейном производстве