DE4116567C2 - Partikelabsorber zum Abtrennen von mitgeführten Partikeln aus einem Metallstrom - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelabsorber zum Abtrennen von mitgeführten Partikeln aus einem Me­ tallstrom nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Reinigung von Flüssigkeiten sind beispielsweise Keramik­ filter bekannt. Sie werden mit gutem Erfolg in Gießereien eingesetzt, um Verunreinigungen, wie Schlacken, Sand und Feuerfestmaterialien aus den herzustellenden Gußteilen fern­ zuhalten.

Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur werden übli­ cherweise durch Tränken von organischem Schaumstoff, etwa Po­ lyurethanschaum, mit einem niedrig viskosen Keramikschlicker oder durch Tränken mit einem hoch viskosen Schlicker und Ausquetschen der Schlickerüberschüsse über Walzenpaare ge­ fertigt.

Aus WO 82/03 339 ist ein Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur auf der Basis von hochschmelzender Keramik bekannt, der durch Imprägnieren eines organischen Schaum­ stoffmaterials mit einem hochviskosen Keramikschlicker sowie durch Trocknen und Erhitzen zum Entfernen des Schaumstoffmaterials und Calzinieren erzeugt wird. Überschüssiger Schlicker wird nach dem Durchtränken des Schaumstoffes entfernt, indem der imprägnierte Schaumstoff durch ein System von Walzenpaaren geführt wird. Zusätzlich können, an der Oberfläche des Fil­ ters liegende exponierte Zellstege gegen Abbrechen gesichert werden, indem der getrocknete imprägnierte Schaumstoff zu­ sätzlich an der Oberfläche einer weiteren Imprägnierung mit einem keramischen Schlicker unterworfen wird. Hierdurch wird die Temperaturbeständigkeit des Filters erhöht. Diese Nach­ behandlung ist jedoch einerseits insofern nachteilig, als in Folge davon nicht nur die exponierten Zellstege, sondern auch darunterliegende Bereiche des Filters mit einem zusätz­ lichen Schlickerauftrag versehen werden, der die Durchläs­ sigkeit des Filters beeinträchtigt.

Die Fertigung der beschriebenen Keramikfilter ist aufgrund der vielfältigen Verfahrensabläufe sehr aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Partikelabsorber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der einfacher und mit größerer Stabilität herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des An­ spruches 1 gelöst.

Für die Herstellung des Partikelabsorbers wird zunächst eine Trägerstruktur gefertigt. Diese Struktur kann aus einem Drahtgeflecht, Stahlwolle oder Kunststoff bestehen.

Besonders bewährt haben sich Drahtgeflechte, die sich z. Z. einfach im Umgang und in der Verarbeitung erweisen. Verwendet wurden ge­ schweißte und geflochtene Drahtgitter. Von besonderem Vorteil hat sich die gleichmäßige Benetzbarkeit mit Schlicker erwiesen, was zu einer gu­ ten Homogenität der Partikelabsorber geführt hat.

Die Filterwirkung wird durch ein versetztes Übereinanderlegen mehrer Drahtgitterschichten erhöht. Es ist ferner zweckmäßig, die Drahtgitterschichten mit Abstand zueinander anzuordnen und miteinander zu verbinden. Die Drahtgitterschichten können im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und die Durchtrittsöffnungen für die mitgeführten Partikel können in den Drahtgitterschichten größer als die größten der vom Metallstrom mitgeführten Partikel sein.

Ein besonderer Vorteil der Drahtgitteranordnung ergibt sich daraus, daß die Festigkeit des Partikelabsorbers durch den Träger, d. h. durch das Drahtgeflecht gegeben ist, so daß es ausreicht, die Keramik­ schicht zu trocknen. Im Einsatz entstehen sodann keine Probleme bei ei­ nem Kontakt zwischen Träger und Schmelze.

Für die keramische Grundmasse wurden überwiegend Al₂O₃ und ZrO₂ benutzt. Als Binder wurde AlPO₄ und Al(OH)₃ zugefügt.

Der hieraus gemischte Schlicker wurde auf das Trägermaterial (Drahtgeflecht) aufgetragen und getrocknet. Dabei wurde festgestellt, daß die Trocknung im wesentlichen bei 200°C abgeschlossen ist. Die so hergestellten Partikelabsorber wurden mehrlagig zusammengefaßt.

Zur Untersuchung ihrer Wirksamkeit wurden die Partikelabsor­ ber in herkömmliche Formen eingesetzt. 300 kg perlitisches Gußeisen mit Kugelgraphit wurde mit 50 gr. FeS verunreinigt und auf 1500°C aufgeheizt und in Formen abgegossen.

Als Ergebnis läßt sich festhalten, daß die Versuche die Wirksamkeit der Partikelabsorber bestätigen. Darauf weisen insbesondere die Resultate der Schwefelanalyse hin, die ta­ bellarisch wie folgt zusammengefaßt sind:

Die beschriebenen Partikelabsorber zeigen eine gute Tren­ nungswirkung, die sich aus den erfaßten Verunreinigungen vor und hinter dem Absorber beurteilen lassen. So waren die nichtmetallischen Verunreinigungen hinter dem Absorber deut­ lich geringer. Darüber hinaus bieten die erfindungsgemäßen Partikelabsorber eine kostengünstige Alternative zu herkömm­ lichen Systemen.

Claims (7)

1. Partikelabsorber zum Abtrennen von mitgeführten Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom mit einer von einer keramischen Grundmas­ se ummantelten Trägerstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstruktur aus mehreren, versetzt übereinander gelegten Drahtgit­ terschichten besteht.

2. Partikelabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetragene keramische Grundmasse getrocknet ist.

3. Partikelabsorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drahtgitterschichten netzartig aus einer fadenförmigen Struktur bestehen.

4. Partikelabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgitterschichten mit Abstand zueinander ange­ ordnet und miteinander verbunden sind.

5. Partikelabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgitterschichten im wesentlichen parallel zu­ einander verlaufen.

6. Partikelabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen für die mitgeführten Parti­ kel in den Drahtgitterschichten größer als die größten Partikel sind.

7. Partikelabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgitterschichten aus Drahtgeflechten beste­ hen.