1 Espuma cerâmica Discussão dos resultados
1.1 Preparação e umectaçãoemg
espuma cerâmica Normalmente, o filtro Bowland é acionado por meio de uma coluna de gravidade de metal líquido, seguindo um procedimento recomendado de pré-aquecimento. Em outras palavras, a coluna de gravidade força o metal a entrar e passar pela espuma cerâmica, deslocando grande parte do ar retido. As características de umedecimento insatisfatórias da alumina e a necessidade de remover o ar retido podem causar dificuldades no início do processo de filtração (principalmente com filtros de alta densidade de poros). As alturas típicas das colunas de escorva industriais, para diferentes classes de filtros comerciais, estão representadas na Fig. 2. Como pode ser observado na figura, a presença de um campo eletromagnético garante uma redução significativa na altura de coluna de metal necessária durante a inicialização.
Na Fig. 3 (a) e (b), imagens metalográficas do 50 80PPIi espuma cerâmica É apresentado o resultado de um experimento de escorva por gravidade com um cabeçote metálico de 100 mm acima do elemento filtrante. Como pode ser observado nas figuras, os experimentos falharam e o metal fundido solidificou-se sobre os elementos filtrantes, com uma ausência quase total de penetração do metal nos filtros. Isso, no entanto, era esperado com base nos dados de escorva industrial apresentados na Fig. 2.
Ao aplicar um campo magnético de -0,16 T, os filtros estudados foram preparadas e umedecidas de forma quase perfeita utilizando os mesmos 100 mm de uma cabeça metálica; veja a Fig. 3 (c) e (d), que representam os resultados obtidos para tempos de tratamento de 3 e 10 minutos. As micrografias de SEM obtidas mostram uma umectação significativamente melhorada, bem como a remoção bem-sucedida do gás com o aumento do tempo de agitação eletromagnética. Os fenômenos de agitação eletromagnética são agora objeto de um pedido de patente apresentado pelos autores deste artigo %
2. Redistribuição de partículas
Na filtração por gravidade, é comum observar um bolo de filtração denso acima da espuma cerâmica, bem como a formação de pontes e entupimentos na parte superior do filtro. No entanto, no presente trabalho foram observadas mudanças significativas na distribuição das partículas, tanto dentro quanto abaixo do meio filtrante, devido à influência do campo eletromagnético; ver Fig. 4. Como pode ser visto na figura, ao utilizar forças eletromagnéticas, a maior densidade de partículas observada foi na Área 2. Além disso, o refluxo do material fundido causado pelo efeito de curl nas forças de Lorentz resultou em uma concentração mais elevada de partículas também na Área 3. A Área 4, no entanto, ficou praticamente livre de partículas, de modo que o líquido limpo reentra no filtro pela parte inferior.
3. Conclusão
O presente estudo comprovou que, ao aplicar um campo eletromagnético, ocorre uma melhora substancial na umectação entre a alumina e o alumínio líquido em 30, 50 e 80 PPI espuma cerâmica pode ser obtida com uma redução significativa da pressão de alimentação necessária. Foi demonstrada uma ativação quase perfeita de filtros de alta densidade de poros. Também foi observada uma redistribuição das partículas no interior do filtro. Com base nisso, fica claro que o fluxo em massa induzido eletromagneticamente garante que os meios filtrantes não entupam e altera o modo de filtração, passando da filtração por bolo para a filtração em leito profundo e a filtração com bolo no leito, no caso dos filtros de alta densidade de poros.
Os autores gostariam de expressar sua gratidão a Egil Torsetnes (NTNU, Trondheim, Noruega) pela ajuda na concepção e construção do aparato experimental. Minha mais profunda gratidão também vai para Kurt Sandaunet (SINTEF, Trondheim, Noruega) pelo uso do laboratório do SINTEF e por sua contribuição na realização dos experimentos. Além disso, um agradecimento especial a Liss Pedersen (Alcoa, Lista, Noruega) pelos materiais de filtragem e a Kexu Zhang (aluno de mestrado na NTNU, Trondheim, Noruega) por fornecer Espuma cerâmica Discussão dos resultados: dados de permeabilidade.