Filtro para metal fundido com cerâmica porosa

Filtro para metal fundido

Os filtros cerâmicos porosos apresentam uma estrutura porosa semelhante a uma rede de poros abertos (espuma cerâmica) interconectados tridimensionalmente, etc., na qual a forma cerâmica é preferencialmente utilizada como material filtrante para metal fundido.

O filtro cerâmico poroso É preparado por meio do revestimento de uma pasta cerâmica sobre uma espuma de poliuretano flexível de malha não celular, utilizada como material de base, e, em seguida, por carbonização para eliminar a espuma de poliuretano por sinterização. A camada metálica é aplicada ao corpo cerâmico poroso, cobrindo toda a superfície da estrutura reticular do corpo cerâmico poroso. O corpo cerâmico poroso possui poros abertos interconectados tridimensionalmente, apresentando essencialmente a mesma estrutura de poros que a espuma de poliuretano reticulada. A cavidade contínua é formada por espuma no interior do esqueleto, correspondendo ao substrato de espuma de poliuretano. As aberturas constituem o canal metálico para a fusão.

No caso de se utilizar uma estrutura cerâmica porosa composta principalmente pelo corpo cerâmico poroso acima mencionado como filtro de metal fundido, a densidade aparente do corpo cerâmico poroso deve, de preferência, situar-se entre 0,3 e 0,6, o que resulta em uma estrutura cerâmica porosa com elevadas propriedades mecânicas e resistência mecânica. A resistência térmica pode ser obtida com qualidade suficientemente alta para suportar o uso do metal como filtro de metal fundido em altas temperaturas. Para uma estrutura cerâmica porosa composta principalmente por um corpo cerâmico poroso, também é desejável que o diâmetro médio das aberturas interconectadas tridimensionalmente após a formação da camada metálica seja de 0,3 a 5 mm, e que elas sejam formadas de modo a não apresentar entupimento significativo em nenhuma delas. Além disso, ao definir a porosidade da estrutura cerâmica porosa entre 75% e 95%, é possível obter uma alta taxa de fluxo e resistência suficiente.

A estrutura cerâmica porosa inclui, preferencialmente, aqueles materiais compostos principalmente por dióxido de silício, óxido de alumínio e óxido de magnésio, que são sinterizados a uma temperatura superior a 1.300 °C e apresentam um ponto de amolecimento superior a 1.250 °C. A estrutura cerâmica porosa, quando pré-aquecida a uma temperatura próxima à do metal fundido a ser filtrado por ela, é capaz de suportar adequadamente o choque térmico e de resistir ao choque térmico durante a operação de filtragem.

Na estrutura cerâmica porosa, um corpo cerâmico poroso, como a espuma cerâmica, é formado na superfície da parede do poro pelo qual o fluido pode passar, com uma camada metálica, de modo que o fluido flua através da camada metálica enquanto entra em contato com ela. Nesse caso, o tipo de metal que forma a camada metálica não é particularmente limitado, podendo ser selecionado adequadamente de acordo com a finalidade de uso. No caso em que o metal fundido a ser filtrado seja alumínio, cobre ou ferro, a camada metálica de revestimento é preferencialmente selecionada entre platina, ouro, prata, cobre, estanho, latão, bronze e níquel. Ao utilizar esses metais de acordo com o metal fundido a ser filtrado, é possível minimizar a lixiviação de impurezas metálicas solúveis presentes nele, o que resultaria em uma diminuição da qualidade do metal fundido filtrado. No processo em que o metal fundido passa pelas aberturas interconectadas, as impurezas solúveis e as impurezas sólidas incorporadas são filtradas.

Como a camada metálica é depositada de forma a cobrir toda a superfície das paredes dos poros da estrutura cerâmica porosa pela qual o fluido pode passar, quando o metal fundido atravessa os poros do filtro, a resistência ao fluxo do metal fundido é reduzida. Portanto, o tempo entre a introdução do metal fundido na entrada do filtro e o início da filtração pode ser significativamente reduzido, e a filtração pode ser iniciada de forma satisfatória mesmo que a queda de pressão inicial seja reduzida. Além disso, devido à melhoria da umectabilidade, o fluxo local do metal fundido dentro do filtro é eliminado.