铝熔体净化用的新型泡沫陶瓷过滤板

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1、铝熔体净化用的新型泡沫陶瓷过滤板NewTypeCFFforCleaningMoltenAluminum刊登《轻合金加工技术》2005，Vol，33，No6柯东杰1.2   黄双溪1   陈群2   柯艺勤2(1、福州大学有色金属熔炼新材料装备研究所；2、福州麦特新高温材料有限公司)  摘要：本文简要介绍了泡沫陶瓷的特性及其在铝业中应用状况，着重介绍一种新型活性泡沫陶质过滤材料特性，过滤净化机制，针对铝熔体结构，杂相集合，吸附净化的新理念，探讨新一代泡沫陶质过滤材料，选择、分析、及应用，提高铝液洁净度的评价。关键词：铝熔体；净化；泡沫

2、陶瓷过滤板中国分类号：TC292    文献标识码：B  文章编号：1007-7235（2005）06-0008-03  前 言 铝合金的熔炼是铝合金加工过程的首道工序，也是至关重要的环节。体现在熔炼过程的合金化、净化、细化处理技术。去除铝合金熔体中非金属夹杂，采取炉内熔剂处理，炉外泡沫陶瓷过滤的技术早已成为铝液净化的重要手段。泡沫陶瓷是一种开口气孔率高达80-90%，体积密度只有0.3-0.6g/cm3,具有独特的三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品。最早的泡沫陶瓷过滤器是1978年美国ConsolidatedAlnm

3、inum公司的F.R.Mollard和N.Davison研制成功并用于铝合金浇注系统，并于1980年4月美国铸造年会上发表了他们的研究成果：金属熔体*福建省科技中小企业创新基金项目(2003CO12W)     -1-经泡沫陶瓷过滤除杂，可显著提高铸锭质量，降低废品率。从那时起在世界各地相应研制、开发泡沫陶瓷过滤材料，促进了在冶金行业普遍应用。泡沫陶瓷过滤器（CFF即CeramicFoamFilter）的生产普遍采用一种三维网状结构和连通气孔的有机泡沫塑料作为载体，将其浸入具有触变性的特种陶瓷浆料中，并采取特殊的辊挤工艺，使陶瓷浆料

4、均匀敷于载体的骨架上，然而经烘干固化再高温焙烧而成。表1：国内外典型泡沫陶瓷（仅指已在铝业采用的过滤板）国别及公司型号主要组成孔径ppi体积密度g/m3开 口气孔率%常温耐压MPa常温抗折MPa热震性(750℃)美 国某公司Selee/A1刚玉10.20.30.40.500.35-0.4585-900.85  英 国某公司Sivex刚玉10.20.30.40.500.35-0.4581-871.5  目前国内市场 刚玉10.20.30.40.500.35-0.45≥801.50.9 福州麦特新新型过滤板MTX刚玉10.20.30.4

5、0.50.600.36-0.43≥85≥4.51.55众所周知,泡沫陶瓷过滤板在中国铝加工业上的应用已经普及,在变形铝合金熔体净化技术应用上主要有两种模式：一种是炉内熔剂喷粉精炼，炉外泡沫陶瓷板过滤的半连续铸造，陶瓷过滤板更换是每铸次换一片，当今也有的铝加工厂在过滤前增设流槽式在线除气机,提高净化效果；第二种是连续铸轧线上采用，其更换是依据过滤板前后压力差大小来确定更换周期。至于选用多大规格是根据单位时间铝液单位时间流量和总量而定的；而该选用多大目数孔径的泡沫陶瓷过滤板，则为最终铝液的洁净度要求而定，对铝液的洁净度要求越高，选择的孔

6、径就越小，由此对泡沫陶瓷过滤的结构和材质提出新的要求。随着铝各种净化技术的发展和应用效果，泡沫陶瓷过滤净化均为铝液净化的最后一道工序，在此工序之前均已采用熔剂喷粉精炼或在线式旋转除气技术，铝液中尚未去除的杂相一氢的质点是更加细微和弥散，如何促使杂相集聚长大吸附分离就显得特别重要，单凭机械拦截的“滤饼”效应对此显得很不突出，因此能促进杂相集聚长大和氢分压吸咐的新一代泡沫陶质过滤材料，已成为本课题研究的目的和方向。  -2-新一代泡沫陶瓷材料的特性    为了实现以上分析的目标，我们从选材、制浆混练、载体的预处理到红外烘干和溅射涂覆到微

7、波干燥，再到焙烧的温度场效应控制，研究一整套严格的工艺技术，来完成适应铝熔体净化的高温冶金物理化学过程，有效地提高铝熔体的洁净度,表现出如下特性。第二代泡沫陶瓷过滤板（三维立体网骼）第一代泡沫陶瓷过滤板材质方面X’PertProMPD衍射仪分析主晶相α-Al2O3,多形态莫来石，无石英玻璃相。X’PertProMPD衍射仪分析主晶相α-Al2O3,堇青石或莫来石或有尖晶石相，还有石英玻璃相。网孔构造三维立体网络均匀骨骼结构，骨架支体有微观龟裂和微观针孔，抗热震性强，不掉陶粒，微观缺陷有利于二次沉积氟化物，增加对铝液中杂相的吸附能力。

8、三维立体网络不均骨骼结构，特别体现纵断面的横向上,盲孔，呈蜂窝形。骨架支体光滑或存有许多断支裂纹，振动易掉陶粒渣，全靠机械碰撞拦裁。现   象耐压强度＞4.5MPa，抗弯1.5MPa，抗热震性(750℃室温)＞5不掉陶粒，对铝中杂相亲