Фильтры для расплавленного металла, применяемые в металлургической промышленности

Фильтры для расплавленного металла для металлургической промышленности

Пенокерамика — это один из видов пористых материалов. Это пористая керамика третьего поколения, разработанная после пористой керамики первого поколения и сотовой пористой керамики второго поколения. Размер пор варьируется от нанометров до микрометров; материал обладает трехмерной сеточной структурой и высокой пористостью, которая может достигать 90%. Фильтры для расплавленного металла, применяемые в металлургической промышленности, обладают такими преимуществами, как малый вес, высокая пористость, большая удельная поверхность, термоударная стойкость, коррозионная стойкость, термостойкость, длительный срок службы и хорошая адсорбционная способность фильтра.

Разработка пенокерамических материалов третьего поколения началась в 1970-х годах. В качестве нового типа неорганического неметаллического фильтрующего материала в них в основном используются рудный порошок, каолин или отходы керамической промышленности, летучая зола, угольная пуста и мраморные отвалы. В качестве сырья используются шлак и другие неорганические материалы, которые смешиваются в определённых пропорциях с пенообразователем, сорастворителем и т. д. для получения керамической суспензии на водной основе; после погружения в пенопласт образуется керамическое плёночное покрытие, которое затем подвергается обжигу. В зависимости от типа фильтруемого жидкого металла в качестве материалов обычно используются карбид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония, оксид магния и т. д.

В настоящее время пенокерамика широко применяется во многих областях. Помимо очистки расплавленного металла в металлургической промышленности, она также используется в качестве теплоизоляционных материалов, носителей химических катализаторов и в других сферах применения.

Фильтры для расплавленного металла для металлургической промышленности

Этот керамический фильтр с пенопластовым наполнителем в основном используется в процессе литья для очистки жидкого литейного сплава и уменьшения или устранения различных неметаллических включений, а также проблем с выделением газов во время литья. Из-за дефектов литья, таких как неметаллические включения, доля отходов литья в общем объеме отходов достигает 50%-60%. Наряду с ростом различных затрат можно ожидать, что выброс избыточных отходов нанесет ущерб окружающей среде, а дефекты в виде включений не только серьезно ухудшают механические свойства и эксплуатационные характеристики отливки, но и оказывают пагубное влияние на механическую обработку и внешний вид отливки.

Для решения этой проблемы сначала использовались металлическая сетка, перфорированные стальные пластины и т. п. для изготовления простых фильтров, устанавливаемых в систему разливки с целью удаления включений; затем перешли к двумерным структурам, таким как силикатные игольчатые волокна и волокна нитрида бора. В настоящее время в пенокерамических фильтрах размер пор используется для механического улавливания крупных частиц смешанных оксидов, а фильтрационный осадок — для отфильтровывания мелких частиц смешанных оксидов. Благодаря адсорбционным и очистительным свойствам линия по производству пенокерамических фильтров значительно повысила выход готовых отливок. Например, после внедрения пенокерамического фильтра на литейном заводе № 2 компании «Дунфэн» производительность выросла с 65,31 т/ч до 71,51 т/ч, а экономия расплавленного чугуна составила 61 т/ч только за счёт снижения веса литниковых каналов. Также значительно повысилась твёрдость отливок после фильтрации, что, в свою очередь, продлевает срок службы режущего инструмента.

В пенокерамических фильтрах в качестве носителя обычно используется полиуретановая пена, погруженная в керамическую суспензию, состоящую из огнеупорного заполнителя, спекающих добавок, вяжущих веществ, других мелких порошков и воды, после чего излишки суспензии отжимаются, оставляя покрытие. Затем керамический материал, окружающий волокна пены, подвергается сушке, обжигу и спеканию при высокой температуре, в результате чего получается керамическое изделие, имеющее структуру, напоминающую пену. В связи с различиями в температурах литья литейных сплавов для отливок следует выбирать пенокерамические фильтры с огнеупорными материалами. В последние десятилетия на основе характеристик сплавов из различных материалов как в стране, так и за рубежом были разработаны пенокерамические фильтры из различных материалов.