NO155350B - Keramisk filter med skumlignende struktur for filtrering av metallsmelter. - Google Patents
Keramisk filter med skumlignende struktur for filtrering av metallsmelter. Download PDFInfo
- Publication number
- NO155350B NO155350B NO802972A NO802972A NO155350B NO 155350 B NO155350 B NO 155350B NO 802972 A NO802972 A NO 802972A NO 802972 A NO802972 A NO 802972A NO 155350 B NO155350 B NO 155350B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ceramic
- filter
- foam
- weight
- ceramic material
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N chromium(III) oxide Inorganic materials O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 16
- 239000006261 foam material Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
- C04B38/0615—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances the burned-out substance being a monolitic element having approximately the same dimensions as the final article, e.g. a porous polyurethane sheet or a prepreg obtained by bonding together resin particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
- B01D39/2093—Ceramic foam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62227—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres
- C04B35/62231—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining fibres based on oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
- C22B21/066—Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/02—Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
- C22B9/023—By filtering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår et keramisk filter med skumlignende struktur, særlig åpen cellestruktur, for filtrering av metallsmelter og bestående av et stort antall innbyrdes forbundende hulrom som er omgitt av et nettverk av keramisk material.
I praksis inneholder metallsmelter, særlig aluminiumsmelter, vanligvis medført fast material som har en uheldig virkning på støpeproduktet. Disse medførte faste bestanddeler stammer i alminnelighet fra tre kilder. En del av det faste material er da partikler av aluminiumoksyd, som avgis fra det flytende oksydsjikt ovenpå metallsmelten og trenger inn i det strømm-ende metall. Andre medførte partikler er bruddstykker av ovnsforingen, overføringsbeholderen samt andre smelteførende deler av vedkommende anlegg, og som eroderes samt trekkes med den flytende aluminiumsmelte. Atter andre partikler er utskilt fra uløselige forurensninger som intermetallfaser, borider, karbider og andre utskilte aluminiumforbindelser,
slik som f.eks. klorider. Når disse partikler opptrer inne-sluttet i støpeproduktet etter størkningen av aluminiummate-rialet, vil dette få lavere duktilitet eller dårligere etter-bearbeidingsegenskaper.
Det er derfor ønskelig å fjerne de medførte faste partikler
fra den flytende aluminiumsmelte før smeiten støpes til faste legemer, som enten skal anvendes direkte eller ytterligere omformes ved valsing, smiing, ekstrudering eller lignende.
Filtrering for å fjerne medførte faste partikler fra flytende materialer oppnås ved å føre det flytende material med sitt faststoff-innhold gjennom et porøst filtermedium som ikke vil slippe gjennom de faste partikler. Ved filtrering av smeltet metall i alminnelighet og særlig ved smeltet aluminium foreligger det imidlertid spesielle problemer pga. at det smeltede material er så aggressivt at det er vanskelig å finne et filtermedium som er bestandig overfor metallsmeltene. Vanligvis anvendes to filtreringsmetoder for å fjerne medført fast material fra smeltet aluminium før støpning. Det vanligste filtermedium er en filterduk av glassfibervev, som anbringes i metalloverføringskanalen, i støperennen eller eventuelt i det smeltede metall ved den øvre ende av den størknende barre. Denne filtduk formår imidlertid bare å fjerne de største faste partikler fra metallsmelten og brister lett i bruk fordi glassfibrene i høy grad svekkes ved aluminiumsmeltens tempe-ratur .
Ved en tidligere kjent prosess filtreres smeltet aluminium gjennom et leie av løse aluminiumoksydpartikler, f.eks. i skiveform, men denne fremgangsmåte er beheftet med de ulemper som vanligvis foreligger ved filterleier, nemlig at for mange faste partikler trenger gjennom leiet, idet det foreligger en sterk tendens til kanaldannelser som hindrer effektiv drift. Filterets effektive porestørrelse er således ikke lett å overvåke, da den er gjenstand for stadige forandringer under drift. Selv om porene opprinnelig er av korrekt størrelse kan denne da vanskelig effektivt opprettholdes. I tillegg må metallet holdes kontinuerlig flytende når filteret ikke er i bruk.
En forbedret fremgangsmåte for utfiltering og fjerning av med-førte faste partikler fra smeltede aluminiumslegeringer er omtalt i US patentskrift nr. 3.893.917. I henhold til denne fremgangsmåte anvendes et keramisk filter med en skumlignende åpen cellestruktur bestående av et stort antall innbyrdes forbundende hulrom, omgitt av et nettverk av keramisk material. Skjønt■anvendelse av et sådant keramisk skumfilter i høy grad øker filtreringens virkningsgrad, er det et problem at et sådant filter ikke er pålitelig med hensyn til mekanisk styrke.
Det er derfor et hovedformål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et forbedret keramisk filter med skumlignende struktur av ovenfor angitt art og som oppviser høy virkningsgrad og forbedrede mekaniske fasthetsegenskaper ved filtrering av metallsmelter.
I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at det keramiske material inneholder keramiske fibre som rager ut fra nettverket og danner en fibrøs poreoverflate, i en mengdeandel på 1-5 vekt% av det keramiske material.
I henhold til foreliggende oppfinnelse oppnås således et meget effektivt keramisk skummaterial for filtrering av smeltet metall og som utmerker seg ved forbedrede mekaniske fasthetsegenskaper. Filteret i henhold til foreliggende oppfinnelse fremstilles ved å impregnere et organisk skummaterial med en vandig oppslemning av keramisk material som inneholder keramiske fibre.
Ytterligere fordeler, særtrekk og enkeltheter ved foreliggende oppfinnelsegjenstand vil fremgå av den etterfølgende beskriv-else av utførelseseksempler under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er en mikrofotografisk avbildning av de keramiske fibre i filteret i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 og 3 anskueliggjør virkningen av de tilsatte keramiske fibre på de mekaniske fasthetsegenskaper av keramiske skum-filtere.
Det keramiske filter i henhold til foreliggende oppfinnelse fremstilles ved hjelp av et hydrofilt og fleksibelt skummaterial med åpen cellestruktur, bestående av et stort antall innbyrdes forbundende hulrom omgitt av et nettverk av nevnte fleksible skummaterial. Typiske materialer som kan anvendes for dette formål er polymeriske skummaterialer slik som polyuretan-skum og cellulose-skum. I alminnelighet kan det anvendes et hvilket som helst brennbart organisk skumplast-material som har tilstrekkelig elastisitet og evne til å gjen-vinne sin opprinnelige form etter en deformering. Skummaterialet må kunne forbrennes eller gå over i flyktig tilstand ved temperaturer lavere enn innbrenningstemperaturen for vedkommende keramikk-material som anvendes- Videre bør det anvendes et skummaterial som har fra 2 til 40 porer pr. cm, for å oppnå den nødvendige filtreringsflate. Skummaterialets dimensjoner kan naturligvis varieres i avhengighet av de ønskede dimensjoner for det filtermaterial som skal fremstilles. Vanligvis anvendes et skummaterial med en tykkelse fra 0,6 til 10 cm, fortrinnsvis 2,5 til 7,5 cm.
Den vandige keramiske oppslemning som anvendes for impregner-ing av skummaterialet avhenger naturligvis av hvilket kera-mikkmaterial som er egnet for det metall som skal filtreres. Sluttproduktet må holde stand mot kjemisk angrep fra vedkommende metallsmelte og må også ha tilstrekkelig mekanisk stabi-litet og fasthet ved høyere temperaturer. Utover dette bør den keramiske oppslemning ha gode flyteegenskaper og består av en vandig suspensjon av de keramiske stoffer som skal anvendes i filteret. Typiske keramiske konstruksjonsmaterialer som kan anvendes i denne forbindelse er aluminiumoksyd, kromoksyd, zirkoniumoksyd, magnesiumoksyd, titanoksyd, silisiumoksyd såvel som blandinger av disse oksyder. Et foretrukket keramisk konstruksjonsmaterial for foreliggende formål omfatter 40-95 vekt% Al^, 1-25 vekt% Cr203, 0,1-12 vekt%
bentonitt, 0,1-12 vekt% kaolin og 2,5-25 vekt% av et bindemiddel som herder i luft og som er hovedsakelig inert overfor vedkommende metallsmelte. I samsvar med foreliggende oppfinnelse tilsettes oppslemningen av keramisk material keramiske fibre, som fordeles i oppslemningen ved hjelp av et kraftig blandeapparat. Det har vist seg at en tilsats av mer enn 5 vekt% keramisk fibermaterial til oppslemningen lett medfører klumpdannelser av fibrene, således at det ikke er mulig å oppnå en god dispersjon. Videre er det funnet at en tilsats av minst en vekt% er nødvendig for å oppnå en vesentlig økning av den mekaniske fasthet. Den foretrukkede tilsatsmengde ligger mellom 1,5 og 5 vekt%.
Filtermaterialet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan fremstilles i samsvar med den alminnelige prosess som er omtalt i US patentskrift nr. 3.893.917. Det frembringes således en vandig keramikkoppslemning med tilsats av kera-
miske fibre, og vedkommende skummaterial impregneres med denne oppslemning således at skumnettverket belegges med det keramiske material og dets hulrom hovedsakelig utfylles av dette.
Det impregnerte material utsettes så for trykk ved å presses gjennom forut innstilte ruller, således at fortrinnsvis omkring 80% av oppslemningen atter avgis og det gjenværende material er jevnt fordelt gjennom hele skummaterialet. Det keramikkbelagte skummaterial tørkes så og oppvarmes for først å brenne bort det fleksible organiske skum og derpå brenne inn keramikkbelegget, således at det oppnås sintret keramikkskum med et stort antall innbyrdes forbundende hulrom omgitt av et nettverk av innbrent eller sintret keramikk av samme utform-
ing som det fleksible skum. Som det vil fremgå av fig. 1, vil keramiske fibre rage ut av poreveggene i den sintrede kera-
mikk, således at det dannes en fibrøs poreoverflate, hvilket også øker filtreringsvirkningsgraden.
Metallsmelten føres vanligvis gjennom det keramiske filter med en mengdestrøm på 1,25 - 12,5 dm<3> pr. dm<2> filterflate og min.
Den foretrukkede gjennomstrømningsmengde for aluminium ligger mellom 2,5 og 7,5 dm<3> pr. dm<2> filterflate og min. Metallets totale mengdestrøm ved normale støpeprosesser for aluminium varierer fra en minsteverdi fra ca. 90 kg pr. min. til en største verdi over 900.kg metall pr. min., idet en typisk midlere mengdestrøm av metallet ligger på ca. 225 kg pr. min.
I samsvar med oppfinnelsen er det foreliggende keramikkfilter meget godt egnet for å arbeide på hensiktsmessig måte ved de overfor angitte mengdestrømmer av metallsmelten. Vanligvis bør den spesifikke mengdestrøm for aluminium gjennom filteret ikke overstige 35 kg metall pr. dm<2> filterflate og min., og fortrinnsvis bør mengdestrømmen ligge under 20 kg pr. dm<2 >filterflate og min. Høyere mengdestrøm gjennom filteret enn det som er angitt ovenfor, gir for store uønskede intermetal-liske andeler i metallsmelten etter filtergjennomløpet, hvilket er ugunstig for å oppnå meget rene blikkprodukter.
Den nedre grense bestemmes ved praktiske dimensjonsbetrakt-ninger. Det ville være nødvendig med et upraktisk stort filter for å håndtere mengdestrømmer på mer enn 450 kg metall pr. min., hvilket vil si at det ville være nødvendig med et keramisk filter med en kvadratside på mer enn 114 cm eller en filterflate på mer enn 130 dm2 . Et typisk filter i henhold til oppfinnelsen måler således 40 cm i kvadrat eller oppviser en filterflate på 16 dm2 , og er derved konstruert for et smeltegjennomløp på 225 kg metall pr. min. ved en spesifikk mengdestrøm på 14 kg pr. dm<2> og min.
Ved foreliggende oppfinnelse er det oppnådd et ytterst effektivt keramisk material med skumstruktur for bruk ved filtrering av metallsmelter, særlig aluminiumsmelter. Det keramiske material i henhold til foreliggende oppfinnelse er kjenneteg-net ved en åpen cellestruktur med innbyrdes forbundende hulrom omgitt av et nettverk av keramisk material, som inneholder en viss andel keramiske fibre. Fortrinnsvis ligger filterets luftgjennomtrengelighet i området fra 400 til 8000 x 10
cm2 , mens dets porøsitet eller hulromandel ligger mellom 0,80 og 0,95 og poretallet er mellom 2 og 18 porer pr. cm og filterets tykkelse ligger mellom 0,6 og 10 cm. I samsvar med foreliggende oppfinnelse er det funnet at et filter av ovenfor angitt art er særlig hensiktsmessig ved filtrering, smeltet aluminium. Tallrike fordeler oppnås ved anvendelse av dette filter i henhold til oppfinnelsen. Noen av disse er allerede omtalt og vil bli nærmere beskrevet senere.
Vanligvis anvendes da et forholdsvis finporøst filter som angitt ovenfor , og særlig anvendes sådanne foretrukkede filtere når aluminiumlegeringer i serien 5000 skal filtreres. Hvis imidlertid det metall som skal filtreres er særlig sterkt forurenset, bør metallet på forhånd føres gjennom et forholdsvis grovporøst keramisk filter med et poretall fra 2 til 18 porer pr. cm, en luftgjennomtrengelighet på 2500 til 8000 x 10<->^ cm<2> samt en porøsitet eller hulromsandel på 0,9 til 0,95. For sådan totrinns filtrering kan det også anvendes et eneste keramisk filter med avtrappede filteregenskaper, eller det kan anvendes en filterrekke med varierende porøsitet.
EKSEMPEL 1
Det ble fremstilt tre materialsatser, hver på 100 g, av en vandig oppslemning av keramisk material som inneholdt 47 vekt% A1203, 13 vekt% Cr203, 3,5 vekt% kaolin, 1,0 vekt%
bentonitt og 14,5 vekt% av et bindemiddel som herdes i luft. Til den første materialsats ble det ikke tilsatt fibre av keramisk material. Til den annen og tredje materialsats ble det imidlertid tilsatt henholdvis 2,5 og 5,0 vekt% keramisk fibermaterial i form av aluminiumsilikat, med prosentandelene beregnet utifrå den totale mengde keramisk material. Den annen og tredje materialsats ble omrørt i et kraftig blandeapparat for å finfordele fibrene i oppslemningen og bryte opp eventuelt foreliggende klumper. I hver av de tre oppslem-ningssatser ble det neddykket et stykke skummaterial av polyuretan av en tykkelse på 5 cm og et poretall på 12 porer pr. cm. På dette grunnlag ble det så fremstilt keramiske filtere ved den fremstillingsprosess som er beskrevet i US-PS 3.893.917.
Hver av de filtere som ble fremstilt ved den ovenfor omtalte fremgangsmåte, ble gjort til gjenstand for trykkbelastnings-prøver. Resultatene av disse prøver er anskueliggjort i fig. 2. Som det vil fremgå av fig. 2 forskyves den trykkbelast-ning hvor filteret brytes sammen mot stadig høyere verdier med tiltagende innhold av keramiske fibre, hvilket klart angir den forbedrede mekaniske fasthet som er oppnådd ved filterelement-ene i henhold til oppfinnelsen.
EKSEMPEL 2
En ytterligere vandig oppslemning som inneholder 100% AljO^ som keramisk konstruksjonsmaterial ble fremstilt og oppdelt i tre satser, hvorav den annen og tredje materialsats ble tilsatt i henholdsvis 1,5 og 2,5 vekt% fibre av keramisk material i form av aluminiumsilikat, idet prosenttilsatsene ble beregnet utifrå den foreliggende mengde o^-A^O^. De således fremstilte oppslemninger ble så benyttet for å impregnere et skummaterial av polyuretan i samsvar med de prosesser som er beskrevet i US-PS 3.893.917 for fremstilling av filter-elementer.
Fig. 3 viser resultatene av trykkbelastningsprøver som er utført på de keramiske filtere som ble fremstilt av de tre oppslemninger. Også i dette tilfelle viser det seg som i eksempel 1 at en tilsats av fibre av keramisk material har som følge en økning av trykkfastheten, hvilket innebærer en for-bedring av filterelementenes mekaniske fasthet.
Claims (6)
1. Keramisk filter med skumlignende struktur, særlig åpen cellestruktur, for filtrering av metallsmelter, særlig aluminium, og bestående av et stort antall innbyrdes forbundende hulrom som er omgitt av et nettverk av keramisk material, karakterisert ved at det keramiske material inneholder keramiske fibre som rager ut fra nettverket og danner en fibrøs poreoverflate, i en mengdeandel på 1-5 vekt% av det keramiske material.
2. Keramisk filter som angitt i krav 1, karakterisert ved at det keramiske material omfatter aluminiumoksyd, kromoksyd, zirkoniumoksyd, magnesiumoksyd eller blandinger av disse oksyder samt keramiske fibre i en mengdeandel på 1,5 vekt% av det keramiske material.
3. Keramisk filter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det keramiske material inneholder 40 til 95 vekt% Al203- 1- 25 vekt% Cr203,
0,1-12 vekt% bentonitt, 0,1-12 vekt% kaolin, 2,5-25 vekt% av et bindemiddel som herdes i luft og er hovedsakelig inert overfor metallsmelter, samt keramiske fibre i den angitte mengdeandel.
4. Keramisk filter som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at det keramiske material inneholder 1,5-5 vekt% keramiske fibre.
5. Keramisk filter som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at fibrene består av aluminiumsilikat.
6. Keramisk filter som angitt i krav 1-5, karakterisert ved e.n luf tg jennomtrengelighet på 400 til 8000 x 10~<7> cm<2>, en porøsitet på 0,80-0,95, et poretall på 2-18 porer pr. cm og en tykkelse på 0,6 til 10 cm.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/083,193 US4265659A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Molten metal filter |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO802972L NO802972L (no) | 1981-04-10 |
| NO155350B true NO155350B (no) | 1986-12-08 |
| NO155350C NO155350C (no) | 1987-03-18 |
Family
ID=22176774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO802972A NO155350C (no) | 1979-10-09 | 1980-10-07 | Keramisk filter med skumlignende struktur for filtrering av metallsmelter. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4265659A (no) |
| EP (1) | EP0029802B1 (no) |
| JP (1) | JPS5660619A (no) |
| AT (1) | ATE2874T1 (no) |
| CA (1) | CA1153019A (no) |
| DE (2) | DE3000835C2 (no) |
| NO (1) | NO155350C (no) |
| ZA (1) | ZA805941B (no) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4264346A (en) * | 1979-12-12 | 1981-04-28 | General Motors Corporation | Diesel exhaust particulate traps |
| US4457496A (en) * | 1980-01-14 | 1984-07-03 | Servimetal | Filtration block for liquid metals and alloys, with a mechanical and physical-chemical effect |
| US4363644A (en) * | 1980-02-04 | 1982-12-14 | Nippon Soken, Inc. | Filter for purifying exhaust gas |
| US4343704A (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-10 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam filter |
| DE3263873D1 (en) * | 1981-06-19 | 1985-07-04 | Bridgestone Tire Co Ltd | The use of a porous ceramic body as gas-permeable thermal insulator |
| DE3140098A1 (de) * | 1981-10-06 | 1983-04-21 | Schweizerische Aluminium AG, 3965 Chippis | Filtermedium in form eines stabilen poroesen koerpers |
| US4560478A (en) * | 1982-02-26 | 1985-12-24 | Bridgestone Tire Co., Ltd. | Porous ceramic article |
| DE3222162C2 (de) * | 1982-06-10 | 1985-07-11 | Schweizerische Aluminium Ag, Chippis | Filter zur Filtration von schmelzflüssigen Metallen |
| US4789140A (en) * | 1982-06-11 | 1988-12-06 | Howmet Turbine Components Corporation | Ceramic porous bodies suitable for use with superalloys |
| CH655328A5 (de) * | 1984-02-15 | 1986-04-15 | Fischer Ag Georg | Keramikfilter. |
| US4708740A (en) * | 1984-04-11 | 1987-11-24 | Olin Corporation | Technique for forming silicon carbide coated porous filters |
| US4537627A (en) * | 1984-04-11 | 1985-08-27 | Olin Corporation | Technique for removing impurities from a copper melt |
| US4772395A (en) * | 1984-04-11 | 1988-09-20 | Olin Corporation | Silicon carbide coated porous filters |
| US4533388A (en) * | 1984-04-11 | 1985-08-06 | Olin Corporation | Technique for removing iron-rich components from a copper melt |
| US4601460A (en) * | 1984-04-11 | 1986-07-22 | Olin Corporation | Technique for removing impurities from a copper melt |
| US4983219A (en) * | 1984-04-11 | 1991-01-08 | Olin Corporation | Technique for forming silicon carbide coated porous filters |
| US4803025A (en) * | 1984-04-23 | 1989-02-07 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam |
| DE3529075A1 (de) * | 1985-08-14 | 1987-02-19 | Man Technologie Gmbh | Verfahren zur herstellung von poroesen gegenstaenden |
| FR2599990B1 (fr) * | 1986-03-19 | 1993-03-26 | Ceramiques Composites | Filtre pour metaux liquides a base de materiau ceramique alveolaire, son procede de preparation et son application a la filtration de metaux ou d'alliages liquides de tres haut point de fusion |
| DE3812156A1 (de) * | 1988-04-12 | 1989-10-26 | Heliotronic Gmbh | Das durchtreten von fluiden gestattendes keramisches material auf basis von in gegenwart von kohlenstoff reaktionsgebundenem siliciumpulver |
| US4990059A (en) * | 1988-12-19 | 1991-02-05 | Aluminum Company Of America | Method for filtering liquid-phase metals |
| FR2640620B1 (fr) * | 1988-12-20 | 1993-02-05 | Inst Francais Du Petrole | Procede de fabrication de pieces en materiau ceramique comportant des canaux calibres |
| DE3905080C1 (en) * | 1989-02-18 | 1989-11-30 | Georg Fischer Ag, Schaffhausen, Ch | Ceramic filter for filtering metal melts |
| US5147546A (en) * | 1989-05-24 | 1992-09-15 | Alusuisse-Lonza Services Ltd. | Ceramic foam filter body having a gasket chemically and mechanically bonded thereto |
| GB8916839D0 (en) * | 1989-07-22 | 1989-09-06 | Foseco Int | Filters |
| US5190897A (en) * | 1989-08-08 | 1993-03-02 | Foseco International Limited | Ceramic foam filters |
| US4923830A (en) * | 1989-09-18 | 1990-05-08 | Swiss Aluminum Ltd. | Ceramic bodies formed from partially stabilized zirconia |
| US5045511A (en) * | 1990-02-26 | 1991-09-03 | Alusuisse-Lonza Services, Ltd. | Ceramic bodies formed from yttria stabilized zirconia-alumina |
| CH685328A5 (de) * | 1990-07-05 | 1995-06-15 | Fischer Ag Georg | Partikelabscheider zur Abtrennung von mitgeführten Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom. |
| AU660126B2 (en) * | 1993-08-30 | 1995-06-08 | Morton International, Inc. | Unitary filter for pyrotechnic airbag inflator |
| JPH0790400A (ja) * | 1993-09-14 | 1995-04-04 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材及び金属溶湯の処理方法 |
| US5759219A (en) * | 1995-09-22 | 1998-06-02 | Morton International, Inc. | Unitary drop-in airbag filters |
| US5746793A (en) * | 1996-01-16 | 1998-05-05 | Morton International, Inc. | Reinforced ceramic air bag filters |
| JP3774037B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2006-05-10 | 日本碍子株式会社 | チタニアを結合材とするセラミックス多孔質膜、これを用いたセラミックスフィルター及びこれらの製造方法 |
| US5914440A (en) * | 1997-03-18 | 1999-06-22 | Noranda Inc. | Method and apparatus removal of solid particles from magnesium chloride electrolyte and molten magnesium by filtration |
| MY138532A (en) * | 2000-08-31 | 2009-06-30 | Foseco Int | Refractory articles |
| EP1288178A1 (en) * | 2001-09-01 | 2003-03-05 | Carbon Application Technology Ltd. | Filter for molten metal filtration and method for producing such filters |
| EP1369190A1 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-10 | Carbon Application Technology Ltd. | Filter device for molten metal filtration |
| TW200719941A (en) * | 2005-09-05 | 2007-06-01 | Vesuvius Crucible Co | Filter device for molten metal filtration and method for producing such filters |
| DE102007022209A1 (de) * | 2007-05-11 | 2008-11-13 | Btg Instruments Gmbh | Probenaufnahmevorrichtung |
| CN101810973B (zh) * | 2010-04-15 | 2012-05-23 | 济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司 | 一种用于过滤熔融金属的过滤器及其制造方法 |
| JP2015537098A (ja) | 2012-12-07 | 2015-12-24 | イノアック ユーエスエー インク | 溶融金属フィルタの生成に使用可能な親水性を有する熱網状化ポリウレタンフォーム |
| CN104451146A (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-25 | 云南祥云飞龙再生科技股份有限公司 | 一种从氯盐体系中回收锌的方法 |
| CN115745657B (zh) * | 2022-11-29 | 2023-07-21 | 江西工陶院精细陶瓷有限公司 | 一种利用铬渣制备陶瓷波纹规整填料的方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE289061C (no) * | ||||
| DE134739C (no) * | ||||
| DE339405C (de) * | 1918-10-12 | 1921-07-23 | Alfred Bruno Schwarz | Verfahren zur Herstellung keramischer Filterkoerper |
| DE481387C (de) * | 1924-06-12 | 1929-08-20 | Schumacher Sche Fabrik G M B H | Verfahren zur Herstellung poroeser elektrizitaetnichtleitender Formlinge fuer Diffusions-, Filter- u. dgl. Zwecke |
| US3090094A (en) * | 1961-02-21 | 1963-05-21 | Gen Motors Corp | Method of making porous ceramic articles |
| US3410057A (en) * | 1964-01-09 | 1968-11-12 | Bernard J. Lerner | Method for gas-liquid disentrainment operations |
| FR1391103A (fr) * | 1964-01-22 | 1965-03-05 | Saint Gobain | Matériau incombustible et filtrant notamment pour la filtration des gaz à très haute température |
| US3793041A (en) * | 1969-05-16 | 1974-02-19 | Minnesota Mining & Mfg | Refractory fibers of zirconia and silica mixtures |
| GB1414566A (en) * | 1973-05-11 | 1975-11-19 | Foseco Int | Cermic materials |
| GB1483055A (en) * | 1973-11-12 | 1977-08-17 | Foseco Int | Porous refractory ceramic materials |
| US3893917A (en) * | 1974-01-02 | 1975-07-08 | Alusuisse | Molten metal filter |
| US3947363A (en) * | 1974-01-02 | 1976-03-30 | Swiss Aluminium Limited | Ceramic foam filter |
| GB1476481A (en) * | 1974-01-28 | 1977-06-16 | Whatman Ltd | Filters |
| CH622230A5 (en) * | 1975-03-28 | 1981-03-31 | Alusuisse | Porous ceramic foam, process for its manufacture and its use |
| US3962081A (en) * | 1975-03-28 | 1976-06-08 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam filter |
| US4024212A (en) * | 1975-03-28 | 1977-05-17 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam and method of preparation |
| GB1537549A (en) * | 1975-06-23 | 1978-12-29 | Alusuisse | Methods of preparing ceramic foam materials |
| US4052198A (en) * | 1976-02-02 | 1977-10-04 | Swiss Aluminium Limited | Method for in-line degassing and filtration of molten metal |
| GB1512766A (en) * | 1977-02-22 | 1978-06-01 | A C I Tech Centre | Foamed insulating materials and method of manufacture |
| DD131642A1 (de) * | 1977-06-01 | 1978-07-12 | Harald Seifert | Ungesinterter,hitzebestaendiger und/oder feuerfester ofenbaustoff mit erhoehter heissfestigkeit |
| CA1130980A (en) * | 1977-11-25 | 1982-09-07 | Swiss Aluminium Ltd. | Method for the filtration of molten metal |
-
1979
- 1979-10-09 US US06/083,193 patent/US4265659A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-01-11 DE DE3000835A patent/DE3000835C2/de not_active Expired
- 1980-09-25 ZA ZA00805941A patent/ZA805941B/xx unknown
- 1980-09-29 EP EP80810303A patent/EP0029802B1/de not_active Expired
- 1980-09-29 AT AT80810303T patent/ATE2874T1/de active
- 1980-09-29 DE DE8080810303T patent/DE3062543D1/de not_active Expired
- 1980-10-07 NO NO802972A patent/NO155350C/no unknown
- 1980-10-08 CA CA000362007A patent/CA1153019A/en not_active Expired
- 1980-10-09 JP JP14191280A patent/JPS5660619A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO155350C (no) | 1987-03-18 |
| JPS5660619A (en) | 1981-05-25 |
| US4265659A (en) | 1981-05-05 |
| DE3000835A1 (de) | 1981-04-30 |
| DE3000835C2 (de) | 1983-10-06 |
| EP0029802B1 (de) | 1983-03-30 |
| JPH0431728B2 (no) | 1992-05-27 |
| ATE2874T1 (de) | 1983-04-15 |
| EP0029802A1 (de) | 1981-06-03 |
| DE3062543D1 (en) | 1983-05-05 |
| NO802972L (no) | 1981-04-10 |
| ZA805941B (en) | 1981-10-28 |
| CA1153019A (en) | 1983-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO155350B (no) | Keramisk filter med skumlignende struktur for filtrering av metallsmelter. | |
| US3893917A (en) | Molten metal filter | |
| CA1293520C (en) | Ceramic foam filter and process for preparing same | |
| US4056586A (en) | Method of preparing molten metal filter | |
| CA1179382A (en) | Ceramic foam filter and aqueous slurry for making same | |
| Harabi et al. | A new and economic approach to fabricate resistant porous membrane supports using kaolin and CaCO3 | |
| DE3222162C2 (de) | Filter zur Filtration von schmelzflüssigen Metallen | |
| CA2619887C (en) | Filter device for molten metal filtration and method for producing such filters | |
| NO148381B (no) | Keramisk skumfilter for filtrering av smeltet metall, fremgangsmaate for dets fremstilling samt anvendelse av filtret | |
| US4391918A (en) | Ceramic foam filter and aqueous slurry for making same | |
| DE10044656A1 (de) | Offenzellige Siliciumcarbid-Schaumkeramik und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| US4342664A (en) | Molten metal filter | |
| EP2877263A1 (en) | Higher strength mullite-based iron foundry filter | |
| EP1931446B1 (en) | Improved ceramic foam filter for better filtration of molten iron | |
| US7718114B2 (en) | Ceramic foam filter for better filtration of molten iron | |
| NO823309L (no) | Filtermedium i form av et stabilt poroest legeme. | |
| NO146320B (no) | Poroese, ildfaste silisiumoksynitridlegemer og fremgangsmaate for fremstilling derav | |
| GB1596446A (en) | Manufacture of ceramic foams | |
| Apriyanti et al. | Development of fly ash coal/TiO2 pored composite materials in the making of ceramic membrane for water treatment process | |
| RU2633891C1 (ru) | Гидрофобный фильтр для сбора нефтепродуктов с поверхности воды и способ его получения | |
| Meliyanti et al. | Ceramic membrane development and characterization for microfiltration | |
| DE60319281T2 (de) | Herstellungsverfahren für feinporige medien | |
| Nazaruddin et al. | The effect of different binder compositions in fabricating silica foam (SiO2) via replication method | |
| Cusidó et al. | Experience on a Low Cost Way to Obtainal-Ti Ceramic Foams | |
| Lima et al. | Development of asymmetric ceramic membranes for dairy wastewater treatment–A comparison between co-sintering and conventional firing process |