NO172966B - Keramisk skumfilter og fremgangsmaate for fremstilling av saadant filter - Google Patents
Keramisk skumfilter og fremgangsmaate for fremstilling av saadant filter Download PDFInfo
- Publication number
- NO172966B NO172966B NO885215A NO885215A NO172966B NO 172966 B NO172966 B NO 172966B NO 885215 A NO885215 A NO 885215A NO 885215 A NO885215 A NO 885215A NO 172966 B NO172966 B NO 172966B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- filter
- slurry
- stated
- ceramic
- foam
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 36
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000006261 foam material Substances 0.000 claims description 24
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 15
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229940024545 aluminum hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 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 1
- 238000010338 mechanical breakdown Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002694 phosphate binding agent Substances 0.000 description 1
- -1 phosphate compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/116—Refining the metal
- B22D11/119—Refining the metal by filtering
-
- 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
-
- 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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår et keramisk skumfilter for filtrering av smeltet metall og med en åpen cellestruktur med innbyrdes forbundne gjennomløp som er omgitt av et nettverk av keramikk, hvor keramikken er dannet av en oppslemming som inneholder silisiumkarbid, samt en fremgangsmåte for fremstilling av sådant skumfilter. Oppfinnelsen gjelder særlig et keramisk skumfilter med forbedrede egenskaper ved filtrering av jern og legeringer på jernbasis.
Fra tidligere teknikk er det kjent å anvende porøse keramiske skummaterialer for filtrering av smeltet metall, særlig aluminium, slik det f.eks. fremgår av US-PS 3.893.917, 3.947.363, 3.962.081, 4.024.056, 4.024.212, 4.075.303, 4.265.659, 4.342.644 og 4.343.704. Utgangsmaterialene for disse filtre omfatter først og fremst et fosfatbundet ildfast material med forskjellige ytterligere tilsatser, og som innbrennes ved temperaturer på omkring 1000°C for å gjøre bindingen fastere. Skjønt denne type ildfast material er egnet for anvendelse i aluminiumsindustrien og lett motstår de fleste aluminiumslegeringer som vanligvis støpes ved ca. 704°C, er det uegnet for mange andre potensielle anvendelser på grunn av for lav fasthet, den begrensede kjemiske motstandsevne og den beskjedne høytemperaturfasthet. Det var derfor ønskelig å finne et material som hadde de fordelaktige egenskaper ved det hittil kjente skummaterial, særlig dets høye porøsitet, dets lave trykktap, dets store geometriske overflate samt dets slyngede strømningsveier, samtidig som det ikke hadde det tidligere materials mangler med hensyn til fasthet, kjemisk motstandsevne og temperaturbestandighet. I tillegg var det meget verdt å etterstrebe og fastlegge fremstillingsmulighetene for et material som var egnet for en rekke anvendelser, særlig ved høye temperaturer, slik som filtrering av jernmetall.
US-PS 4.610.832 beskriver et forbedret keramisk skumfilter og en fremgangsmåte for fremstilling av dette. Dette filter er særlig egnet for høytemperaturanvendelser, slik som jern- eller stålfiltrering, og basert på bruk av en vandig oppslemming av en tiksotrop keramisk sammensetning, hvori det også inngår et fornettet aluminiumhydroksydhydrat-bindemiddel. Det ble funnet at det for bestemte anvendelser var nødvendig med spesielle flyte- og sperresystemer for å sikre utstøping av dette filter, mens filteret i seg selv allerede var en betydelig forbedring.
Det er derfor en hovedgjenstand og formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et ytterligere forbedret keramisk filter samt en enklere fremgangsmåte for fremstilling av dette.
Det er videre et formål for foreliggende oppfinnelse og frembringe et forbedret keramisk skumfilter samt en fremgangsmåte som beskrevet ovenfor, og som er billig og lett å utføre samt fører til et filter med de ønskede og naturligvis forbedrede egenskaper.
Et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse er også å frembringe et forbedret filter og en fremgangsmåte som tidligere beskrevet, og som overvinner ulempene ved fosfatbindemidler og frembringer et filter som er lett å støpe og anvende samt oppviser forbedrede termiske egenskaper.
I henhold til oppfinnelsen ble dette oppnådd ved et keramisk skumfilter av innledningsvis angitt art og hvis særtrekk ligger i at det oppviser et innhold på minst 50 vekt% silisiumkarbid og minst 3 vekt% silisiumdioksyd som glødeprodukt av et kolloidalt silisiumdioksyd-bindemiddel som inngår i oppslemmingen.
Foreliggende oppfinnelse fører til et forbedret keramisk skumfilter og formidler en fremgangsmåte for fremstilling av dette. Dette filter oppviser utmerkede fysikaliske egenskaper, spesielt en høy varmeledningsevne, samt muliggjør en rask innstrømning og fukting ved smelter av jern og legeringer på jernbasis. Ulempene ved fosfatbindemidlene, og spesielt deres termiske ustabilitet, som skriver seg fra fosfatopptak i det smeltede metall, utelates på denne måte.
Oppfinnelsen gjelder således også en fremgangsmåte for fremstilling av et forbedret keramisk skumfilter, idet filteret fremstilles ved at et retikulert organisk polymerskum impregneres med en vandig oppslemming av en tiksotrop keramisk sammensetning med innhold av silisiumkarbid, idet overskudd av oppslemmingen fjernes samt det behandlede polymeriske skummaterial deretter tørkes og varmes opp for å fjerne og brenne opp de organiske komponenter ved forhøyet temperatur, for derved å danne det keramiske skumfilter. Fremgangsmåtens særtrekk i henhold til oppfinnelsen ligger da i det forhold at polymerskummet impregneres med en oppslemming som inneholder et kolloidalt silisiumdioksyd-bindemiddel, og oppslemmingens faststoffinnhold bringes til å omfatte minst 50 vekt% silisiumkarbid og minst 3 vekt% silisiumdioksyd.
Fortrinnsvis omfatter faststoffinnholdet 3-15 vekt% silisiumdioksyd.
Fremgangsmåten og filteret i henhold til foreliggende oppfinnelse oppviser vesentlige fordeler, særlig med hensyn til filtrering av jern og legeringer på jernbasis. Det er funnet at det kolloidale silisiumdioksyd har en fuktende innflytelse på sluttprodukter overfor jernsmelte og legeringer på jernbasis, og derved bevirker en raskere innstrømming ved filtrering av jern- eller jernlegeringer. Dette utgjør da et betydelig fremskritt utover kjent teknikk.
Videre har foreliggende oppfinnelsesgjenstand ikke de ulemper som foreligger ved de kjente fosfatbindemidler. Anvendelse av fosfatbindemidler tilfører vedkommende smelte uønskede forurensninger på grunn av fosfatforbindelsenes lette løsbarhet ved filtrering av jern og legeringer på jernbasis. I motset-ning til dette er da silisiumdioksydet fra det kolloidale silisiumdioksyd-bindemiddel i henhold til foreliggende oppfinnelse ikke lett løsbart i smelter av jern og legeringer på jernbasis. Videre er smelter av jern og jernlegeringer mer tolerante overfor silisium enn overfor fosfater. Dette innebærer da et særlig fremskritt i det tilfelle når metall fra det anvendte filter gjenvinnes ved å plassere vedkommende filter i smeiten, hvilket er vanlig i praksis. Videre er filteret i henhold til foreliggende oppfinnelse økonomisk i bruk og oppviser utmerkede fysikalske egenskaper, og særlig en høy varmeledningsevne, hvilket gir en god varmesjokkbestan-dighet og hindrer en termisk-mekanisk nedbrytning av filteret. Ytterligere særtrekk ved foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i det følgende.
I samsvar med foreliggende oppfinnelse fremstilles det keramiske skumfilter fra et fortrinnsvis hydrofobt, fleksibelt skummaterial med åpnen cellestruktur og et antall innbyrdes forbundne gjennomløp, som er omgitt av et nettverk av vedkommende fleksible skummaterial. Typiske materialer som kan anvendes omfatter polymeriske skummaterialer, slik som det foretrukne polyuretanskum og celluloseholdige skummaterialer. Generelt sett kan hvilke som helst brennbare, organiske syntetiske skummaterialer anvendes, som har en tilbakeformings-kraft og evne til å vende tilbake til sin opprinnelige form. Vedkommende skummaterial må kunne brennes ut eller fordampes under brenningstemperaturen for det anvendte keramiske material.
Den vandige keramiske oppslemming som anvendes bør være tiksotrop, oppvise en forholdsvis høy flyteevne og inneholde en suspensjon av det ønskede keramiske material.
Silisiumkarbidkomponentene har fortrinnsvis en kornstørrelse på mindre enn 45 u, men man kan uten videre anvende et silisiumkarbid med en kornstørrelse på mindre enn 150 u. Mulighetene for å anvende et finkornet keramisk material med prosessfinheter ned til 10 u og mindre, innebærer et vesentlig fremskritt, særlig med henblikk på omkostningsvurderinger. Innholdet av faste bestanddeler i den keramiske sammensetning må omfatte minst 50% silisiumkarbid med en høyeste verdi på 97% silisiumkarbid.
Man kan uten videre anvende ytterligere keramiske tilsats-materialer i kombinasjon med silisiumkarbidet. Aluminiumoksyd utgjør en særlig foretrukket tilsats og når dette anvendes, bør det ha en kornstørrelse på mindre enn 45 u. Det kan naturligvis også anvendes andre keramiske materialer, slik som zirkoniumoksyd, zirkoniumsand, kromoksyd, kordierit, mullit osv.
Det er et fremskritt at anvendelse av et forstyrrende fosfat-bindemiddel kan utelates i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Ved å utelate de forstyrrende fosfatkomponenter i filteret nedsettes tendensen til at uønskede forurensninger tilsettes til jernsmelter eller smelter av jernbaserte legeringer. Det anvendte bindemiddel i henhold til foreliggende oppfinnelse er et kolloidalt silisiumdioksyd-bindemiddel, som kan anvendes i form av en vandig dispersjon av partikler i 10 til 50% vann. Denne kolloidale dispersjon utgjør en stabil, ikke vedheftende suspensjon med en partikkelstørrelse på 1 p eller mindre. De kolloidale silisiumdioksydkomponenter utgjør selve bindemiddelet, og på grunn av dispersjonens kolloidale natur har den den ønskede tiksotropi inneboende.
Andre tilsatser kan naturligvis anvendes, enten som ytterligere bindemidler eller for andre formål som er ønsket. Fortrinnsvis kan man f.eks. uten videre anvende montmoril-lonit, aquatiks (markedsnavn benyttet av "Tenneco Chemicals" for et vannløselig polysakarid), bentonit, kaolin o.l.
I samsvar med fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse bereder man et retikulert organisk polymerskum og impregnerer dette skum med den vandige oppslemming. Frem-gangsmåter for fremstilling av det keramiske skummaterial for filtre egnet for filtrering av smeltet metall er utførlig beskrevet i US-PS 3.962.081, 4.075.303 og 4.024.212, og det henvises da her til den lære som fremgår av disse patent-skrifter.
Det fleksible skumstoffmaterial impregneres med den vandige keramiske oppslemming, således at det fiberlignende nettverk eller materialfilamentene overtrekkes med oppslemmingen og også gjennomløpende fylles med denne. Vanligvis foretrekkes en enkel neddykking av skummaterialet i oppslemmingen et kort tidsintervall som er tilstrekkelig til å sikre en tilnærmet fullstendig metning av skummaterialet. Porestørrelsen for det polymeriske material kan i praksis være 1,2 porer pr. løpende centimeter eller større. Porestørrelser i området 1,2 til 10 porer pr. løpende centimeter ansees som særlig fordelaktig for filtrering av jern og jernlegeringer på jernbasis, med henblikk på det høyere totale materialgjennomløp, skjønt man også uten videre kan anvende mindre porestørrelser, f.eks. opp til 20 porer pr. centimeter.
Det impregnerte skummaterial trykkes så sammen for å presse ut en del av oppslemmingen og etterlate det fiberformede nettverk eller vedkommende filamenter overtrukket med den gjenværende oppslemming samt også frembringe et antall blokkerte porer inne i fiberlegemet for derved å øke strømningsveienes slyngninger og unngå lange rette gjennomløp, således at de blokkerte porer bør være jevnt fordelt gjennom det keramiske legemet og ikke være sammenklumpet i grupper.
I tilfellet maksimalt gjennomløp med nedsatt filtreringsgrad skulle være ønskelig, foretrekkes en relativ vid porestørrelse med meget få blokkerte porer. Ved en kontinuerlig fremstilling kan man f.eks. føre det impregnerte skummaterial gjennom forut innstilte valser for derved å drive ut oppslemmingen fra skummaterialet i ønsket grad og etterlate den tilsiktede restmengde i materialet. Denne utdrivelse kan naturligvis også finne sted for hånd ved ganske enkelt å klemme sammen det ettergivende skummaterial i ønsket grad. På dette tidspunkt er skummaterialet fremdeles fleksibelt og kan, hvis så ønskes, utformes til filterformer tilsvarende vedkommende filtrerings-formål, f.eks. til krumme plater, hule sylindre osv. Det er da nødvendig å fastholde det formede skummaterial på vanlig måte i den formede stilling, inntil det organiske material går i oppløsning i løpet av de etterfølgende prosesser. Det impregnerte skummaterial blir så tørket ved hjelp av en i og for seg kjent anordning, f.eks. ved lufttørking, eller hurtigtørking ved en temperatur på 100 til 7 00°C i løpet av en tid på femten minutter til seks timer, eller eventuelt ved mikrobølgetørking. En lufttørking kan oppnås i løpet av åtte til 24 timer. Etter tørkingen innbrennes materialet ved øket temperatur på over 1093°C for å danne det keramiske skumfilter, idet temperaturer opp til 137l°c kan benyttes. Etter innbren-ningen er det oppnådde produkt kjennetegnet ved et antall jevnt fordelte, blokkerte porer, slik som beskrevet ovenfor. Ved eller i nærheten av topptemperaturen beløper innbrenningstiden seg til minst femten minutter, og varer vanligvis minst en time og mindre enn ti timer. Den totale innbrenningstid, som også omfatter oppvarming til topptemperatur og avkjøling, kan naturligvis varieres i høy grad alt etter den anvendte ovnstype.
Det oppnådde sluttprodukt har de ovenfor beskrevne egenskaper og oppviser de omtalte fordeler. Ytterligere uorganiske tilsatser, slik som f.eks. sintreringshjelpemidler, korn-veksthindrende midler eller uorganiske reologiske hjelpemidler, kan naturligvis anvendes uten videre for å oppnå særlig foretrukkede egenskaper. Andre organiske tilsats-stoffer kan også med fordel anvendes, slik som f.eks. midler-tidige bindemidler og reologiske hjelpemidler.
EKSEMPEL 1
En tiksotrop keramisk oppslemming ble fremstilt med følgende sammensetning:
Den nevnte sammensetning oppviser et fast stoffinnhold i samsvar med følgende:
Kolloidalt:
Den ovenfor angitte tiksotrope oppslemming ble brukt til å impregnere et fleksibelt polyuretanskummaterial med åpen cellestruktur og nominelt fire porer pr. løpende cm samt av en størrelse på 7,62 x 7,62 cm<2>, på sådan måte at det fiberlignende nettverk ble belagt med oppslemmingen, som også fylte gjennomløpene. Impregneringen ble utført ved neddykking av skummaterialet i oppslemmingen, og ved anvendelse av forinn-stilte valser ble skummaterialet sammentrykket for å presse ut en del av oppslemmingen, mens det fiberlignende nettverk forble belagt med resten av oppslemmingen og et antall blokkerte porer var jevnt fordelt gjennom legemet for å øke strømningsveienes slyngning.
Det resulterende impregnerte skummaterial ble så tørket og oppvarmet for å fjerne de organiske komponenter, samt innbrent ved 1149°C i en time. Det således oppnådde keramiske skum-mønster var da kjennetegnet ved en åpen cellestruktur med et stort antall innbyrdes forbundne gjennomløp, omgitt av et nettverk av keramikk.
EKSEMPEL 2
Keramiske skumfiltre fremstilt som angitt i eksempel 1, ble anvendt for filtrering av duktilt jern ved plassering av skummønstret i et innløpssystem for en støpeanordning. Filteret var av størrelse 7,62 x 7,62 cm2, og forskjellige forsøk ble utført med i hvert tilfelle 67,95 kg duktilt jern for hver gjennomstrømning. Legeringens temperatur under forsøkene lå mellom 1427°C og 1482°C. Ved alle forsøk var gjennomløpstiden mindre enn tyve sekunder, idet alle filtre ble fuktet raskt uten noen åpenbar reduksjon av gjennomløpstakten, og de oppnådde støpeprodukter var i det vesentlige fri for synlige feil, særlig også ved sammenligning med ufiltrerte støpeprodukter.
Claims (11)
1. Keramisk skumfilter for filtrering av smeltet metall og med en åpen cellestruktur med innbyrdes forbundne gjennomløp som er omgitt av et nettverk av keramikk, hvor keramikken er dannet av en oppslemming som inneholder silisiumkarbid, karakterisert ved at det keramiske skumfilter oppviser et innhold av minst 50 vekt% silisiumkarbid og minst 3 vekt% silisiumdioksyd som glødeprodukt av et kolloidalt silisiumdioksyd-bindemiddel som inngårioppslemmingen.
2. Filter som angitt i krav 1,
karakterisert ved at den keramiske skumstruk-tur inneholder 3-15 vekt% silisiumdioksyd.
3. Filter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det inneholder aluminiumoksyd.
4. Fremgangsmåte for fremstilling av et keramisk skumfilter for filtrering av smeltet metall, hvorunder et retikulert organisk polymerskum impregneres med en vandig oppslemming med tiksotrop keramisk sammensetning med innhold av silisiumkarbid og overskudd av oppslemmingen fjernes samt det behandlede polymeriske skummaterial tørkes og varmes opp for å fjerne og brenne opp de organiske komponenter ved forhøyet temperatur,
for derved å danne det keramiske skumfilter, karakterisert ved at polymerskummet impregneres med en oppslemming som inneholder et kolloidalt silisiumdioksyd-bindemiddel, og oppslemmingens faststoffinnhold bringes til å omfatte minst 50 vekt% silisiumkarbid og minst 3 vekt% silisiumdioksyd.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at innholdet av silisiumdioksyd bringes til å utgjøre 3 - 15% av oppslemmingens
faststoffinnhold.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at silisiumkarbidet anvendes med en partikkelstørrelse på 150 um eller mindre.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 - 6, karakterisert ved at aluminiumoksyd tilsettes den keramiske sammensetning.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 - 7, karakterisert ved at det tilsettes aluminiumoksyd med en partikkelstørrelse på 45 um eller mindre.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 - 8,
karakterisert ved at oppslemmingen bringes
til å inneholde 10 - 50% vann.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 4-9, karakterisert ved at oppvarmingen finner sted til en temperatur opptil 677°C.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 4-10, karakterisert ved at det benyttes et polymerskum som oppviser et poretall på minst 1,2 porer pr. løpende cm.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/029,184 US4885263A (en) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | Ceramic foam filter and process for preparing same |
PCT/CH1988/000062 WO1988007403A1 (en) | 1987-03-23 | 1988-03-21 | Ceramic foam filter |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO885215L NO885215L (no) | 1988-11-23 |
NO885215D0 NO885215D0 (no) | 1988-11-23 |
NO172966B true NO172966B (no) | 1993-06-28 |
NO172966C NO172966C (no) | 1993-10-06 |
Family
ID=21847682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO885215A NO172966C (no) | 1987-03-23 | 1988-11-23 | Keramisk skumfilter og fremgangsmaate for fremstilling av saadant filter |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4885263A (no) |
EP (1) | EP0305455B1 (no) |
JP (1) | JPH0675660B2 (no) |
CN (1) | CN1028510C (no) |
AR (1) | AR240787A1 (no) |
AT (1) | ATE79783T1 (no) |
AU (1) | AU607985B2 (no) |
BR (1) | BR8806991A (no) |
CA (1) | CA1293520C (no) |
DE (1) | DE3874054D1 (no) |
DK (1) | DK649688D0 (no) |
ES (1) | ES2009556A6 (no) |
IN (1) | IN170871B (no) |
NO (1) | NO172966C (no) |
WO (1) | WO1988007403A1 (no) |
ZA (1) | ZA883684B (no) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5022991A (en) * | 1988-09-08 | 1991-06-11 | Corning Incorporated | Thermite coated filter |
US5190897A (en) * | 1989-08-08 | 1993-03-02 | Foseco International Limited | Ceramic foam filters |
GB8918048D0 (en) * | 1989-08-08 | 1989-09-20 | Foseco Int | Ceramic foam filters |
US5281462A (en) * | 1989-11-01 | 1994-01-25 | Corning Incorporated | Material, structure, filter and catalytic converter |
US5126047A (en) * | 1990-05-07 | 1992-06-30 | The Carborundum Company | Molten metal filter |
US5350004A (en) * | 1990-05-09 | 1994-09-27 | Lanxide Technology Company, Lp | Rigidized filler materials for metal matrix composites and precursors to supportive structural refractory molds |
EP0469621B1 (en) * | 1990-08-02 | 1996-04-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method for spherodizing molten cast iron and ladle for use in the spherodizing |
US5122184A (en) * | 1990-12-28 | 1992-06-16 | Aluminum Company Of America | Molten salt coalescence in molten aluminum |
AU643089B2 (en) * | 1991-02-15 | 1993-11-04 | Toa Medical Electronics Co., Ltd. | Apparatus for regulating liquid temperature |
DE4106303A1 (de) * | 1991-02-28 | 1992-09-03 | Drache Keramikfilter | Hochtemperatur-gasfilter, insbesondere dieselrussfilter |
US5552351A (en) * | 1993-11-29 | 1996-09-03 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Ceramic membranes having macroscopic channels |
CN1052467C (zh) * | 1994-04-04 | 2000-05-17 | 唐山市硅质耐火材料厂 | 硅石-碳化硅砖 |
US5976454A (en) * | 1996-04-01 | 1999-11-02 | Basf Aktiengesellschaft | Process for producing open-celled, inorganic sintered foam products |
DE19619986A1 (de) | 1996-05-17 | 1997-11-20 | Basf Ag | Verfahren zur Stabiblisierung von Sinterschaum und zur Herstellung von offenzelligen Sinterschaumteilen |
IT1307693B1 (it) * | 1999-05-14 | 2001-11-14 | Fiat Ricerche | Procedimento per la produzione di un filtro di particolato per motoridiesel, utilizzante una schiuma ceramica ad alte prestazioni |
DE10044656B4 (de) | 2000-09-04 | 2005-12-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Offenzellige Siliciumcarbid-Schaumkeramik und Verfahren zu ihrer Herstellung |
KR100444360B1 (ko) * | 2001-10-26 | 2004-08-16 | 한국과학기술연구원 | 기공이 연결된 세라믹 다공체 및 그의 제조방법 |
KR100463921B1 (ko) * | 2002-03-19 | 2004-12-30 | 박경순 | 알루미나계 주물용 세라믹 필터 및 그 제조방법 |
EP1369158A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-10 | Carbon Application Technology Ltd. | Fiber reinforced filter for molten metal filtration and method for producing such filters |
CN1901989B (zh) * | 2003-12-31 | 2011-04-13 | 康宁股份有限公司 | 具有疏水涂层的陶瓷结构 |
US20050189083A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-01 | Stahl Kenneth G.Jr. | Casting mold and method for casting achieving in-mold modification of a casting metal |
CN100343491C (zh) * | 2004-06-02 | 2007-10-17 | 中国科学院金属研究所 | 一种汽车尾气电直热三效净化的装置 |
US7615184B2 (en) * | 2006-01-25 | 2009-11-10 | Alexander Lobovsky | Metal, ceramic and cermet articles formed from low viscosity aqueous slurries |
CN102962162B (zh) * | 2012-12-14 | 2015-06-10 | 西北有色金属研究院 | 浸渍离心设备 |
CN103194460B (zh) * | 2013-04-17 | 2015-04-08 | 中国农业大学 | 一种苏云金芽孢杆菌晶体融合蛋白Bt Cry3Bb的制备方法 |
US10399909B1 (en) | 2015-06-23 | 2019-09-03 | Hrl Laboratories, Llc | Ordered cellular structures and methods of manufacturing the same |
DE102016104979A1 (de) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | Jpm Silicon Gmbh | Verfahren zum Aufschmelzen und Reinigen von Metallen, insbesondere Metallabfällen |
CN106145969A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-11-23 | 济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司 | 陶瓷粉末组合物、直孔陶瓷过滤器及其制备方法 |
CN106220218A (zh) | 2016-07-25 | 2016-12-14 | 济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司 | 一种泡沫陶瓷过滤器及其制造方法 |
CN112851396A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-05-28 | 哈尔滨化兴软控科技有限公司 | 一种多孔碳化硅陶瓷片及其制备方法 |
WO2024157146A1 (en) * | 2023-01-23 | 2024-08-02 | Politecnico Di Torino | Deposition of nanostructured coatings on polymer foams using a partial injection or immersion process |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3090094A (en) * | 1961-02-21 | 1963-05-21 | Gen Motors Corp | Method of making porous ceramic articles |
JPS4873328A (no) * | 1971-12-27 | 1973-10-03 | ||
BE793985A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-05-02 | Foseco Int | Traitement de matieres permeables |
BE793984A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-05-02 | Foseco Int | Nouvelle fabrication de produits ceramiques poreux |
BE793983A (fr) * | 1972-01-14 | 1973-05-02 | Foseco Int | Fabrication de nouveaux produits ceramiques poreux |
US3833386A (en) * | 1972-07-07 | 1974-09-03 | Grace W R & Co | Method of prepairing porous ceramic structures by firing a polyurethane foam that is impregnated with inorganic material |
GB1483055A (en) * | 1973-11-12 | 1977-08-17 | Foseco Int | Porous refractory ceramic materials |
GB1476481A (en) * | 1974-01-28 | 1977-06-16 | Whatman Ltd | Filters |
US4024212A (en) * | 1975-03-28 | 1977-05-17 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam and method of preparation |
JPS5241617A (en) * | 1975-09-30 | 1977-03-31 | Akishiba Seramitsukusu Kk | Manufacture of sic refractories |
JPS5556077A (en) * | 1978-10-21 | 1980-04-24 | Bridgestone Tire Co Ltd | Ceramic porous body |
US4396565A (en) * | 1980-08-21 | 1983-08-02 | Nippon Soken, Inc. | Method for producing a filter |
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 |
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 |
US4533388A (en) * | 1984-04-11 | 1985-08-06 | Olin Corporation | Technique for removing iron-rich components from a copper melt |
US4610832A (en) * | 1984-09-26 | 1986-09-09 | Swiss Aluminium Ltd. | Process for preparing a ceramic foam |
EP0159963B1 (de) * | 1984-04-23 | 1992-01-29 | Alusuisse-Lonza Services Ag | Filter aus Keramik mit offenzelliger Schaumstruktur |
US4803025A (en) * | 1984-04-23 | 1989-02-07 | Swiss Aluminium Ltd. | Ceramic foam |
US4664858A (en) * | 1984-08-21 | 1987-05-12 | Kurosaki Refractories Co., Ltd. | Manufacturing method of a ceramics body having through holes |
JPS61251075A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Fujitsu Ltd | 電界効果型半導体装置 |
GB8524400D0 (en) * | 1985-10-03 | 1985-11-06 | Foseco Int | Filtration of aluminium-lithium alloys |
JPH01106468A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-03-23 US US07/029,184 patent/US4885263A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-03-01 ES ES8800599A patent/ES2009556A6/es not_active Expired
- 1988-03-16 IN IN169/MAS/88A patent/IN170871B/en unknown
- 1988-03-18 AR AR310353A patent/AR240787A1/es active
- 1988-03-21 BR BR888806991A patent/BR8806991A/pt not_active IP Right Cessation
- 1988-03-21 JP JP63502384A patent/JPH0675660B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-21 AT AT88902377T patent/ATE79783T1/de active
- 1988-03-21 EP EP88902377A patent/EP0305455B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-21 WO PCT/CH1988/000062 patent/WO1988007403A1/de active IP Right Grant
- 1988-03-21 CA CA000561981A patent/CA1293520C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-21 AU AU14228/88A patent/AU607985B2/en not_active Expired
- 1988-03-21 DE DE8888902377T patent/DE3874054D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-23 CN CN88101382A patent/CN1028510C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-24 ZA ZA883684A patent/ZA883684B/xx unknown
- 1988-11-22 DK DK649688A patent/DK649688D0/da not_active Application Discontinuation
- 1988-11-23 NO NO885215A patent/NO172966C/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR8806991A (pt) | 1989-10-31 |
DK649688A (da) | 1988-11-22 |
JPH0675660B2 (ja) | 1994-09-28 |
AR240787A1 (es) | 1991-02-28 |
ZA883684B (en) | 1989-02-22 |
US4885263A (en) | 1989-12-05 |
JPH01500887A (ja) | 1989-03-30 |
IN170871B (no) | 1992-06-06 |
CA1293520C (en) | 1991-12-24 |
EP0305455A1 (de) | 1989-03-08 |
ATE79783T1 (de) | 1992-09-15 |
WO1988007403A1 (en) | 1988-10-06 |
AU1422888A (en) | 1988-11-02 |
NO885215L (no) | 1988-11-23 |
NO172966C (no) | 1993-10-06 |
ES2009556A6 (es) | 1989-10-01 |
EP0305455B1 (de) | 1992-08-26 |
DK649688D0 (da) | 1988-11-22 |
AR240787A2 (es) | 1991-02-28 |
NO885215D0 (no) | 1988-11-23 |
CN88101382A (zh) | 1988-10-05 |
DE3874054D1 (de) | 1992-10-01 |
AU607985B2 (en) | 1991-03-21 |
CN1028510C (zh) | 1995-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO172966B (no) | Keramisk skumfilter og fremgangsmaate for fremstilling av saadant filter | |
US4803025A (en) | Ceramic foam | |
USRE32603E (en) | Process for preparing a ceramic foam | |
RU2315650C2 (ru) | Керамический фильтр для фильтрации расплавленного металла и способ его изготовления | |
NO155350B (no) | Keramisk filter med skumlignende struktur for filtrering av metallsmelter. | |
US4975191A (en) | Ceramic foam filter | |
RU2456056C2 (ru) | Керамический фильтр, содержащий углеродное покрытие, и способ его изготовления | |
NO891770L (no) | Keramisk skummaterial og fremgangsmaate for dets fremstilling. | |
KR100254287B1 (ko) | 경금속용 필터 | |
EP1444028B1 (en) | Silicon carbide filter and method for the manufacture thereof-- | |
NO823309L (no) | Filtermedium i form av et stabilt poroest legeme. | |
US4708740A (en) | Technique for forming silicon carbide coated porous filters | |
AU601109B2 (en) | Ceramic foam | |
EP1421042A1 (en) | Filter for molten metal filtration and method for producing such filters | |
US8202346B1 (en) | Porous reticulated metal foam for filtering molten magnesium | |
GB2097777A (en) | Ceramic foam | |
EP0369098A1 (en) | Process for the preparation of a reinforced ceramic foam | |
KR100459469B1 (ko) | 용융금속 여과용 세라믹 폼 필터 및 그의 제조방법 | |
DE3934496A1 (de) | Verfahren zur herstellung von erzeugnissen aus filter-schaumkeramik | |
KR960001693B1 (ko) | 세라믹 포옴필터와 이의 제조를 위한 공정 | |
RU2684628C1 (ru) | Способ изготовления фильтрующей пенокерамики для обработки алюминиевых расплавов | |
CS274300B2 (en) | Method of ceramic filter preparation | |
NZ224767A (en) | Ceramic foam filter for filtering molten metal: process for preparation | |
CS274260B2 (en) | Method of ceramic filter preparation | |
DD231738A5 (de) | Filter aus keramik mit offenzelliger schaumstruktur |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |