1 Espuma cerámica Discusión de los resultados
1.1 Imprimación y humectacióneng
espuma cerámica Normalmente, el filtro ”Bowland“ se ceba utilizando una altura de gravedad de metal líquido, siguiendo un procedimiento de precalentamiento recomendado. En otras palabras, la altura de gravedad empuja el metal hacia el interior y a través de la espuma cerámica, desplazando gran parte del aire atrapado. Las malas características de humectación de la alúmina y la necesidad de eliminar el aire atrapado pueden provocar dificultades al inicio del proceso de filtración (especialmente con filtros de alta densidad de poros). En la figura 2 se representan las alturas típicas de las columnas de cebado industriales para diferentes grados de filtros comerciales. Como se puede observar en la figura, la presencia de un campo electromagnético garantiza una reducción significativa de la altura de colmado necesaria durante el cebado.
En la figura 3 (a) y (b) se muestran imágenes metalográficas del 50 80PPIi espuma cerámica A continuación se presenta un experimento de cebado por gravedad con un cabezal metálico situado a 100 mm por encima del elemento filtrante. Como se puede observar en las figuras, los experimentos fracasaron y el metal fundido se solidificó sobre los elementos filtrantes, sin que el metal penetrara prácticamente en absoluto en los filtros. No obstante, esto era de esperar a la luz de los datos de cebado industrial presentados en la fig. 2.
Al aplicar un campo magnético de -0,16 T, los filtros estudiados se impregnaron y humedecieron de forma casi perfecta utilizando los mismos 100 mm de un cabezal metálico; véanse las figuras 3 (c) y (d), que representan los resultados obtenidos tras un tiempo de tratamiento de 3 × 10 minutos. Las micrografías de microscopio electrónico de barrido (SEM) obtenidas muestran una humectación notablemente mejorada, así como una eliminación satisfactoria del gas al aumentar el tiempo de agitación electromagnética. Los fenómenos de agitación electromagnética son ahora objeto de una solicitud de patente presentada por los autores del presente trabajo %
2. Redistribución de partículas
En la filtración por gravedad, es habitual observar una torta de filtración densa sobre la espuma cerámica, así como la formación de puentes y obstrucciones en la parte superior del filtro. Sin embargo, en el presente trabajo se han observado cambios profundos en la distribución de las partículas, tanto en el interior como por debajo del medio filtrante, debido a la influencia del campo electromagnético (véase la figura 4). Como se puede observar en la figura, al utilizar fuerzas electromagnéticas, la mayor densidad de partículas se observó en el Área 2. Además, el reflujo de la masa fundida provocado por el remolino de las fuerzas de Lorentz ha dado lugar a que el Área 3 presente también una mayor concentración de partículas. El Área 4, sin embargo, estaba prácticamente libre de partículas, ya que el material limpio vuelve a entrar en el filtro desde abajo.
3. Conclusión
El presente estudio ha demostrado que, al aplicar un campo electromagnético, se produce una mejora sustancial de la humectación entre la alúmina y el aluminio líquido en 30, 50 y 80 PPI espuma cerámica Se puede conseguir con una reducción significativa de la altura manométrica necesaria. Se ha demostrado un cebado casi perfecto de los filtros de alta densidad de poros. También se observó una redistribución de las partículas en el interior. A partir de ello, queda claro que el flujo en masa inducido electromagnéticamente garantiza que los medios filtrantes no se obstruyan y cambia el modo de filtración, pasando de la filtración por torta a la filtración en lecho profundo y en lecho con torta en el caso de los filtros de alta densidad de poros.
Los autores desean expresar su agradecimiento a Egil Torsetnes (NTNU, Trondheim, Noruega) por su ayuda en el diseño y la construcción del aparato experimental. También quiero expresar mi más sincero agradecimiento a Kurt Sandaunet (SINTEF, Trondheim, Noruega) por permitirnos utilizar el laboratorio del SINTEF y por su contribución a la realización de los experimentos. Asimismo, un agradecimiento especial a Liss Pedersen (Alcoa, Lista, Noruega) por los materiales de filtrado y a Kexu Zhang (estudiante de máster en la NTNU, Trondheim, Noruega) por proporcionar Espuma cerámica Discusión de los resultados: datos de permeabilidad.