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氧化铝泡沫陶瓷过滤板的使用

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铝熔体的质量非常重要,它在很大程度上影响着随后的加工性能和最终制品的质量,因此铝熔体的净化是必不可少的步骤。

 

导致铝污染的原因很多,一方面在熔炼过程中,铝以熔融或半熔融状态暴露于炉内气氛中,易发生氧化,易与水汽反应而吸氢,易形成各种形式的非金属夹渣(如炉衬碎片,熔剂中的氯化物、碳化物等)以及粗大的金属互化物粒子等等。另一方面,组成炉料中的部份废料在流通过程中带入一些非铝杂质。由于废料来自于本厂的各工序的工艺废品及废料和厂外废料,因此途径不同,成份复杂,质量也较差。上述这些杂质往往使铸坯产生气泡、夹杂,严重影响金属熔体的纯净度,从而进一步影响加工性能、力学性能、抗蚀性能以及产品的外观质量。

 

氧化铝泡沫陶瓷过滤板能够有效去除铝水中的各种细度达到微米级的夹杂物,使铝水变为平稳层流,有利于充型;它具有独特的莫来石-刚玉结构,良好的机械强度和化学稳定性,优越的耐铝水冲刷性能;严格控制的孔洞尺寸和通孔率,可获得稳定的过滤效果;该泡沫陶瓷过滤板周围有密封陶瓷纤维衬垫,这样有助于过滤板在过滤箱内的密封,确保没有金属液旁流。该产品主要应用于铝和铝合金生产中的净化工艺,还应用作各种气-固、液-固分离介质,催化剂载体,燃烧器和吸音环保等领域。

 

过滤机理

1)滤饼机制:复杂的泡沫陶瓷结构,可以高效率地机械挡渣,当金属液通过结构复杂的泡沫陶瓷过滤器时,通过过滤介质的机械分离作用,把大于过滤器表面孔眼的夹杂物滤除,并使之沉淀在过滤器液态金属流入端,成为过滤器的一个组成部分。随着夹杂物在过滤器表面上堆积数量的增多,逐渐形成了一层“滤饼”,使金属液流道进一步变细,因而新增的过滤介质表面可以滤除更为细小的夹杂物,与此同时,介质内部也有过滤作用,在贯穿于陶瓷体的众多小孔中,有的呈现微小狭缝,有的存在死角,这些变化不同的区域都是截获夹杂物的可能位置,过滤器内部也存在“滤饼”效应。

 

2)表面效应:当金属液流经结构复杂的陶瓷体时,被分割成许多细小的流股,增大了金属液中夹杂物与过滤介质的接触面积及接触几率,由于过滤器表面是极微小的凸凹面,凹块尺寸约为1~10μm,对夹杂物有静电吸附和黏附截流作用。

 

3)整流效应:金属液流过泡沫陶瓷过滤器时,被分割成许多细小单元的流股,其直径较小,从而使雷诺数(Re=vd/r)变小,使液流趋于层流运动。当金属液处于层流状态时,由于熔融金属液的密度远大于夹杂物的密度,因而使夹杂物有充分的时间上浮除去,也即泡沫陶瓷过滤器能辅助横浇道挡渣。浇注系统中放置过滤器后,金属液流动的阻力增加,在横浇道中流动的金属液容易形成充满运动,并使流速降低,有利于夹杂物上浮,并滞留在横浇道顶面。

 

使用效果

使用泡沫陶瓷过滤板净化铝液后对板带箔及其产品(如罐坯、轿车用精饰材、PS印刷板等)带来了巨大好处,就铝合金型材的生产厂商来说,就有下面几个明显的优点: 

1.提高挤压生产率:当使用过滤板净化6063合金挤压坯料时,挤压速度增加20%左右,生产率提高近15%。

2.延长模具寿命,而且减少修模次数。 

3.降低挤压力:当使用过滤板对6063合金熔体进行净化后,发现挤压力比未过滤的降低3%还要多些。 

4.显著改善了铝型材的表面质量。 

 

过滤板的安装与作用 

泡沫陶瓷板的过滤效率与它的正确安装使用有着密切的关系。同时,也不能因为采用了过滤工艺而忽视熔炼、炉内处理、铸造等工序操作中为减少夹杂产生而采取的常规而必要措施。更要防止过滤后的洁净铝液发生再污染的现象产生。

 

需要注意以下几点:

1.正确选用过滤板:
过滤板的尺寸大小和孔数规格的选择必须考虑到特定铸造类型的流率范围、过滤时金属的最大液位、总过滤量、原始铝液的洁净程度等因素。 
 

2.熔体过滤前处理不容忽视:
 如熔铝炉和保温炉的正常扒渣、清炉;炉内精炼等。尤其是在线式除气装置仍很必要,因为它不仅能降低熔体的含氢量,同时也能去除部份非金属夹杂物。 
 

3.过滤板须与方形耐火过滤箱相适配: 

两者适配便于密封,这样既防止金属未经过过滤而从间隙处流入铸造箱,而且也可避免因泡沫过滤板过于质轻而在铝水中上浮而失效。 
 

4.使用前需预热: 

预热以除去水份,并有利于初始的瞬间过滤。预热可采用电或燃气加热来实施。正常情况下,约需15分钟。 
 

5.正常过滤过程中,无须进行打渣,避免敲击、振动过滤板。同时应使流槽充满铝水,避免铝水太大的扰动。 
 

6.铸造完毕后,放干流槽及过滤板上的金属。国外有一种振动器,置于过滤板上,振动一分钟,能从过滤板中震落约75%的存留液态金属。 
 

7.最后清理四周,待凝固后取出过滤板。 


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