CH685328A5 - Partikelabscheider zur Abtrennung von mitgeführten Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom. - Google Patents
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Description
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CH 685 328 A5
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelabscheider zur Abtrennung von mitgeführten Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom.
Zur Reinigung von Flüssigkeiten sind beispielsweise Keramikfiiter bekannt. Sie werden mit gutem Erfolge in Giessereien eingesetzt, um Verunreinigungen, wie Schlacken, Sand und Feuerfestmaterialen, aus den herzustellenden Gussteilen fernzuhalten.
Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur werden üblicherweise durch Tränken von organischem Schaumstoff etwa Polyurethanschaum, mit einem niedrig viskosen Keramikschiicker oder durch Tränken mit einem hoch viskosen Schlicker und Ausquetschen der Schlickerüberschüsse über Walzenpaare gefertigt.
Aus WO 82/03339 ist ein Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur auf der Basis von hochschmelzender Keramik bekannt, der durch Imprägnieren eines organischen Schaumstoffmaterials mit einem hochviskosen Keramikschiicker, trocknen, 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 Filters liegende exponierte Zellstege gegen Abbrechen gesichert werden, in dem der getrocknete imprägnierte Schaumstoff zusätzlich an der Oberfläche einer weiteren Imprägnierung mit einem keramischen Schlicker unterworfen wird. Hierdurch wird die Temperaturbeständigkeit des Filters erhöht. Diese Nachbehandlung ist jedoch einerseits insofern nachteilig, als in Folge davon nicht nur die exponierten Zellstege, sondern auch darunterliegende Bereiche des Filters mit einem zusätzlichen Schlickerauftrag versehen werden, der die Durchlässigkeit des Filters beeinträchtigt.
Die Fertigung der beschriebenen Keramikfilter nach dem Stand der Technik, ist auf Grund der vielfältigen Verfahrensabläufe sehr kostenintensiv, sodass sich die Erfindung die Aufgabe stellt, ein Verfahren zum Abtrennen von Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom sowie einen für dieses Verfahren geeigneten Partikelabscheider vorzuschlagen, mit einer hohen Filtrierwirkung sowie einer erhöhten mechanischen und thermischen Stabilität gegenüber Metallschmelzen eine wirtschaftliche Fertigung zulässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Lehre des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Für die Herstellung des erfindungsgemässen Partikelabscheiders wird zunächst eine Trägerstruktur für einen Schlicker gefertigt. Diese Struktur kann aus einem Drahtgeflecht, Stahlwolle oder einem Kunststoff bestehen.
Besonders bewährt haben sich Drahtgeflechte, die sich z.Z. einfach im Umgang und in der Verarbeitung erweisen. Verwendet wurden geschweisste und geflochtene Drahtgitter. Von besonderem Vorteil hat sich die gleichmässige Benetzbarkeit mit Schlicker erwiesen, was zu einer guten Homogenität der Partikelabscheider geführt hat.
Die Filterwirkung wird durch ein versetztes Übereinanderlegen mehrerer Drahtgitterschichten erreicht. Ein besonderer Vorteil ergibt sich daraus, dass die Festigkeit des Partikelabscheiders durch die Trägerstruktur bereits soweit vorgegeben ist, dass es ausreicht, die Keramikschicht zu trocknen. Im Einsatz entstehen sodann keine Probleme bei einem Kontakt zwischen Träger und Schmelze.
Für die keramische Grundmasse wurden überwiegend AI203 und Zr02 benutzt. Als Binder wurde AIP04 und AI(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.
Zur Untersuchung ihrer Wirksamkeit wurden die Partikelabscheider in herkömmliche Formen eingesetzt. 300 kg perlitisches Gusseien 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 Partikelabscheider bestätigen. Darauf weisen insbesondere die Resultate der Schwefelanalyse hin, die tabellarisch wie folgt zu-sammengefasst sind:
%S Vor dem Abscheider
Hinter dem Abscheider
Versuch 1
0,012
0,004
Versuch 2
0,013
0,006
Versuch 3
0,011
0,002
Versuch 4
0,011
0,003
Die beschriebenen Partikelabscheider zeigen eine gute Trennungswirkung, die sich aus den erfassten Verunreinigungen vor und hinter dem Abscheider beurteilen lassen. So waren die nichtmetallischen Verunreinigungen hinter dem Abscheider deutlich geringer. Darüber hinaus bieten die erfindungsgemässen Partikelabscheider eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Systemen.
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CH 685 328 A5
Claims (7)
1. Partikelabscheider zur Abtrennung von mitgeführten Partikeln aus einem flüssigen Metallstrom, dadurch gekennzeichnet, dass eine mindestens einlagige Trägerstruktur aus einem Drahtgeflecht oder aus Stahlwolle für einen Schlicker vorgesehen ist, welche vom Metallstrom durchstömbar ist, zwecks Abtrennung von mitgeführten Partikeln am Partikelabscheider.
2. Partikelabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtgeflecht aus mehreren Drahtgitterschichten gebildet ist.
3. Partikelabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtgitterschichten in der Art eines Netzes aus einer fadenförmigen Struktur gebildet sind.
4. Partikelabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtgeflecht mit einem keramischen Überzug versehen ist.
5. Partikelabscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtgitterschichten voneinander beabstandet angeordnet und miteinander lösbar verbunden sind.
6. Partikelabscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtgitterschichten im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
7. Partikelabscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtabstände des Drahtgitters einer einzelnen Drahtgitterschicht Durchflussöffnungen bilden, durch die die vom Metallstrom mitgeführten Partikel durchfliessen können.
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