RS64707B1 - Vatrostalni filter - Google Patents

Vatrostalni filter

Info

Publication number
RS64707B1
RS64707B1 RS20230939A RSP20230939A RS64707B1 RS 64707 B1 RS64707 B1 RS 64707B1 RS 20230939 A RS20230939 A RS 20230939A RS P20230939 A RSP20230939 A RS P20230939A RS 64707 B1 RS64707 B1 RS 64707B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
filter
refractory
powder composition
alumina
less
Prior art date
Application number
RS20230939A
Other languages
English (en)
Inventor
David Bell
Original Assignee
Foseco Int
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=68536721&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RS64707(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Foseco Int filed Critical Foseco Int
Publication of RS64707B1 publication Critical patent/RS64707B1/sr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2072—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
    • B01D39/2075—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular sintered or bonded by inorganic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2093—Ceramic foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/001—Making filter elements not provided for elsewhere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B01J20/28045—Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3234—Inorganic material layers
    • B01J20/3236—Inorganic material layers containing metal, other than zeolites, e.g. oxides, hydroxides, sulphides or salts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3291—Characterised by the shape of the carrier, the coating or the obtained coated product
    • B01J20/3295—Coatings made of particles, nanoparticles, fibers, nanofibers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/067—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1241—Particle diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00181—Mixtures specially adapted for three-dimensional printing (3DP), stereo-lithography or prototyping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

Opis
[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na filter pogodan za filtriranje rastopljenog metala, kao što je čelik, i na postupak proizvodnje pomenutog filtera.
[0002] Rastopljeni metali uglavnom sadrže čvrste materije kao što su oksidi metala i druge nečistoće koje mogu prouzrokovati da konačni liveni proizvod ima neželjene karakteristike. Filteri su osmišljeni da uklone ove nečistoće iz rastopljenog metala tokom procesa livenja. Obično su ovi filteri napravljeni od vatrostalnih materijala, kao što su keramički materijali, da bi izdržali visoke temperature koje su u vezi sa rastopljenim metalima.
[0003] Različiti tipovi vatrostalnih filtera uključuju ćelijske i presovane filtere. Ćelijski filteri se formiraju tehnikama ekstruzije, npr. ekstrudiranjem plastičnog keramičkog tela kroz kalup, pre sušenja, sečenja i pečenja dobijene strukture u peći. Ćelijski filteri obično sadrže kvadratne paralelne ćelije koje se protežu kroz dubinu filtera. Presovani filteri se proizvode probijanjem oblikovanih iglica kroz plastično keramičko telo u oblikovanom kalupu i obično imaju okrugle paralelne rupe koje se protežu kroz telo filtera. Nijedan od ovih tipova filtera ne nudi krivudavu putanju rastopljenog metala kroz strukturu.
[0004] Poželjni vatrostalni filteri imaju izgled poput pene i u industriji filtracije metala se nazivaju filteri od pene, koji su uglavnom filteri od keramičke pene. Izrada filtera od keramičke pene je opisana u dokumentima US4839049, EP 0 412673 A2 i EP 0 649 334 A1. Tipično, pena sa otvorenim ćelijama (npr. mrežasta poliuretanska pena) je impregnirana vodenom suspenzijom od vatrostalnih čestica i vezivnog sredstva. Impregnirana pena se komprimuje da bi se izbacio višak suspenzije, a zatim se suši i peče da bi se sagorela organska pena i da bi se sinterovale vatrostalne čestice i vezivno sredstvo u omotaču suspenzije. Na taj način se formira čvrsta keramička pena koja ima mnoštvo međusobno povezanih šupljina koje imaju suštinski istu strukturnu konfiguraciju kao početna pena.
[0005] Nedavno je bilo moguće kreirati složene keramičke strukture, kao što su filteri, koristeći 3D štampanje, takođe poznato kao aditivna proizvodnja. Tipično se uzastopni slojevi materijala formiraju pod kompjuterskom kontrolom, na primer na osnovu virtuelnog 3D ili CAD modela. Da bi se formirao keramički predmet 3D štampanjem, početna struktura koju formira 3D štampač mora biti pečena na visokoj temperaturi (npr. oko 1500-1700 °C) kako bi se sinterovao ili stopio keramički materijal.
[0006] Penasti filteri na bazi cirkonijum oksida se široko koriste u livenju čelika jer su u stanju da izdrže potrebne visoke temperature. Filteri na bazi cirkonijum oksida uglavnom imaju veoma visok nivo cirkoniumja, npr. do 95% cirkonijum oksida po masi. Međutim, cirkonijum oksid je veoma skup, a lomljivost filtera od pene na bazi cirkonijum oksida može dovesti do toga da se mali komadi odlome od filtera, što rezultira kontaminacijom odlivka. Filteri n abazi cirkonijum oksida su takođe gusti i teški za primenu, tako da se rastopljeni metal mora zagrejati na višu temperaturu pre filtracije.
[0007] Predmetni pronalazak je osmišljen imajući u vidu ova pitanja i ima za cilj da smanji lomljivost, gustinu i cenu filtera smanjenjem količine cirkonijum oksida u filteru.
[0008] U skladu sa aspektom predmetnog pronalaska, obezbeđen je vatrostalni filter za filtriranje rastopljenog čelika, prema patentnom zahtevu 7.
[0009] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni materijal sadrži od 65 do 80 mas% ili od 70 do 75 mas% glinice.
[0010] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni materijal sadrži od 10 do 25 mas% ili od 15 do 20 mas% cirkonijum oksida.
[0011] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni materijal sadrži od 5 do 15 mas% ili od 7,5 do 10 mas% magnezijum oksida.
[0012] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni materijal sadrži od 70 do 75 mas% glinice, od 15 do 20 mas% cirkonijum oksida i od 5 do 12,5 mas% magnezijum oksida.
[0013] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni materijal sadrži 75 mas% glinice, 20 mas% cirkonijum oksida i 5 mas% magnezijum oksida.
[0014] U nekim tehničkim rešenjima, magnezijum oksid je delimično ili potpuno zamenjen cerijom.
[0015] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni filter je filter od pene koji ima mrežu ili rešetku međusobno povezanih niti koje definišu međusobno povezane pore ili praznine između njih, tako da postoji više vijugavih puteva kroz filter. U drugim tehničkim rešenjima, vatrostalni filter je ćelijski ili presovani filter.
[0016] Vatrostalni filter je filter koji može da izdrži povišene temperature. Vatrostalni filter prema pronalasku mora biti u stanju da izdrži toplotni šok zagrevanja na visokim temperaturama potrebnim za rastopljeni metal, i fizički da izdrži mehanički šok od uticaja rastopljenog metala, posebno rastopljenog čelika. Testovi dizajnirani za merenje ovih svojstava, uključujući čvrstoću filtera pri kompresiji i sposobnost da izdrži uticaj rastopljenog metala ovde su opisani.
[0017] Posebno, vatrostalni filter prema predmetnom pronalasku mora biti pogodan za filtriranje rastopljenog čelika, koji može imati temperaturu od, na primer, 1500 °C ili više. Filter takođe može biti pogodan za filtriranje drugih rastopljenih metala, kao što su titanijum i njegove legure.
[0018] Vatrostalni filter može imati čvrstoću pri kompresiji od najmanje 4, najmanje 4,5 ili najmanje 5 MPa. U nekim tehničkim rešenjima čvrstoća pri kompresiji nije veća od 8, ne veća od 7 ili ne veća od 6 MPa. "Čvrstoća pri kompresiji" se takođe ovde može nazvati "čvrstoćom na lomljenje" filtera.
[0019] Vatrostalni filter može biti pogodan za filtriranje najmanje 30 kg, najmanje 40 kg, najmanje 50 kg, najmanje 70 kg ili najmanje 100 kg rastopljenog čelika, u skladu sa postupkom koji je ovde opisan.
[0020] U nekim tehničkim rešenjima, vatrostalni materijal sadrži manje od 1 mas%, manje od 0,8 mas%, manje od 0,5 mas%, manje od 0,3 mas%, manje od 0,2 mas% ili manje od 0,1 mas% silicijum dioksida. U nekim tehničkim rešenjima vatrostalni materijal je suštinski bez silicijum dioksida, osim neizbežnih nečistoća koje tipično mogu biti prisutne u vatrostalnim materijalima. Smanjenje ili eliminisanje silicijum dioksida je korisno, jer prisustvo silicijum dioksida može dovesti do stvaranja niskotopivih vrsta koje mogu da smanje toplotnu čvrstoću filtera, što zauzvrat može izazvati deformaciju i lomljenje filtera. Ovo je važno za filtraciju metala sa visokim tačkama topljenja, kao što su čelik i titanijum.
[0021] Vatrostalni filter ima najmanje jednu prvu površinu koja formira bočnu stranu filtera i dve suprotne druge površine koje formiraju prolazne strane filtera. Filter može imati kružni, kvadratni ili pravougaoni poprečni presek. Filter kružnog poprečnog preseka imaće samo jednu prvu površinu, dok će filter kvadratnog ili pravougaonog poprečnog preseka imati četiri prve površine.
[0022] U nekim tehničkim rešenjima, svaka od drugih površina ima površinu ne veću od 100 cm<2>. U takvim tehničkim rešenjima, vatrostalni filter može imati težinu ne veću od 170 g, ne veću od 160 g ili ne veću od 150 g. U nekim tehničkim rešenjima, filter ima težinu od 140 do 170 g ili od 140 do 150 g.
[0023] U nekim tehničkim rešenjima, svaka od drugih površina ima površinu ne veću od 70 cm<2>. U takvim tehničkim rešenjima, vatrostalni filter može imati masu ne veću od 100 g, ne veću od 90 g ili ne veću od 80 g. U nekim tehničkim rešenjima, filter ima masu od 70 do 100 g ili od 70 do 80 g.
[0024] Gustina keramike je stoga manja od filtera na bazi cirkonijum oksida, tako da predmetni pronalazak obezbeđuje mali, ali jak filter za filtraciju istopljenog čelika.
[0025] Vatrostalni filter prema pronalasku može biti filter od vatrostalne pene. Izrada filtera od vatrostalne pene je opisana u dokumentu EP 0412 673 A2 i EP 0649 334 A1. Tipično, pena sa otvorenim ćelijama (npr. mrežasta poliuretanska pena) je impregnirana vodenom suspenzijom od vatrostalnih čestica i vezivnog sredstva. Impregnirana pena se komprimuje da bi se izbacio višak suspenzije, a zatim se suši i peče da bi se sagorela organska pena i da bi se sinterovale vatrostalne čestice i vezivno sredstvo u omotaču suspenzije. Na taj način se formira čvrsta keramička pena koja ima mnoštvo međusobno povezanih šupljina koje imaju suštinski istu strukturnu konfiguraciju kao početna pena.
[0026] Alternativno, vatrostalni filter može biti izveden iz prekursora filtera formiranog 3D štampanjem.
[0027] U nekim tehničkim rešenjima filter ima najmanje jednu zatvorenu ivicu. Pod "zatvorenom ivicom" će se razumeti da je većina pora u najmanje jednoj od prvih površina zatvorena ili blokirana, na primer premazom. U tehničkim rešenjima u kojima filter sadrži više od jedne prve površine, pore na nekim ili svim prvim površinama mogu biti zatvorene. U tehničkim rešenjima u kojima su prva površina (u slučaju okruglog filtera koji ima samo jednu prvu površinu) ili sve prve površine (u slučaju kvadratnih ili pravougaonih filtera) zatvorene, filter se može opisati kao "uokviren". Zatvorena ivica ili okvir mogu pomoći da se poveća jačina filtera. Dokumenta US4568595, US4331621 i WO2011/114080 opisauju primere pripreme filtera zatvorene ivice. Upotreba uokvirenih filtera može poboljšati performanse tako što će značajno povećati masu metala koju filter može da izdrži. U nekim slučajevima utvrđeno je da uramljeni filteri povećavaju kapacitet filtera sa 30 kg na 100 kg pre kvara.
[0028] U skladu sa aspektom pronalaska, obezbeđena je praškasta kompozicija prema patentnom zahtevu 1.
[0029] U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži od 65 do 80 mas% ili od 70 do 75 mas% glinice.
[0030] U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži od 10 do 25 mas% ili od 15 do 20 mas% cirkonijum oksida.
[0031] U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži od 5 do 12,5 mas% ili od 7,5 do 10 mas% magnezijum oksida.
[0032] U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži od 70 do 75 mas% glinice, od 15 do 20 mas% cirkonijum oksida i od 5 do 12,5 mas% magnezijum oksida.
[0033] U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži 75 mas% glinice, 20 mas% cirkonijum oksida i 5 mas% magnezijum oksida.
[0034] U nekim tehničkim rešenjima, magnezijum oksid je delimično ili potpuno zamenjen cerijum oksidom.
[0035] Praškasta kompozicija sadrži manje od 12,5 mas% reaktivne glinice, kalcinisane glinice ili njihove smeše, a ostatak glinice je pločasta glinica. U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži ne više od 10 mas% reaktivne i/ili kalcinisane glinice, ili ne više od 5% reaktivne i/ili kalcinisane glinice. U nekim tehničkim rešenjima, praškasta kompozicija sadrži samo pločastu glinicu i nema reaktivne ili kalcinisane glinice. Kompozicija u prahu može da sadrži od 0 do 10 mas%, od 1 do 9 mas% ili od 2 do 8 mas% (npr.5 mas%) reaktivne glinice, kalcinisane glinice ili njihove mešavine. Praškasta kompozicija može da sadrži najmanje 60 mas%, najmanje 65 mas%, najmanje 70 mas%, ili najmanje 75% pločaste glinice.
[0036] Uopšteno, reaktivna glinica ima više „pahuljastu“ ili „paperjastu“ teksturu zbog tehnika taloženja koje se koriste za njenu proizvodnju. Reaktivna glinica stoga apsorbuje više vode od pločaste glinice, što dovodi do većeg skupljanja nakon pečenja. Ovo, zauzvrat, može smanjiti snagu rezultujućeg filtera. Kada se formira u suspenziju, veće količine reaktivne glinice u praškastoj kompoziciji takođe mogu otežati pumpanje i obradu suspenzije, zbog smanjenog protoka.
[0037] U nekim tehničkim rešenjima praškasta kompozicija sadrži manje od 1 mas%, manje od 0,8 mas% ili manje od 0,5 mas% silicijum dioksida.
[0038] U nekim tehničkim rešenjima, cirkonijum oksid je reaktivni cirkonijum oksid.
[0039] U nekim tehničkim rešenjima, kompozicija u prahu sadrži 70 mas% pločaste glinice, 5 mas% reaktivne ili kalcinisane glinice, 20 mas% cirkonijum oksida i 5 mas% magnezijum oksida.
[0040] Pločasta glinica prisutna u praškastoj kompoziciji može imati veličinu čestica D50 manju od 500 µm, manju od 200 µm, manju od 100 µm ili manju od 50 µm.
[0041] Pločasta glinica može imati specifičnu površinu (SSA) ne veću od 1,0, ne veću od 0,8, ne veću od 0,5 ili ne veću od 0,3 m<2>/g. Specifična površina se može okarakterisati standardnim metodama, na primer Brunauer-Emmett-Teller metodom adsorpcije azota (ISO 9277:2010).
[0042] Reaktivna i/ili kalcinisana glinica, kada je prisutna u praškastoj komoziciji, može imati veličinu čestica D50 manju od 20 µm, manju od 10 µm, manju od 5 µm ili manju od 3 µm.
[0043] Reaktivna i/ili kalcinisana glinica može imati specifičnu površinu (SSA) ne veću od 5, ne više od 3, ne više od 2 ili ne više od 1 m<2>/g.
[0044] Magnezijum oksid prisutan u praškastoj kompoziciji može imati veličinu čestica D50 manju od 50 µm, ili manju od 30 µm, npr.20 µm.
[0045] Magnezijum oksid može imati specifičnu površinu (SSA) ne veću od 10, ne više od 5, ne više od 3 ili ne više od 2 m<2>/g.
[0046] Cirkonijum oksid prisutan u praškastoj kompoziciji ima veličinu čestica D50 manju od 3 µm, manju od 1 µm ili manju od 0,5 µm.
[0047] Cirkonijum oksid može imati specifičnu površinu (SSA) ne veću od 10, ne više od 8, ne više od 6 ili ne više od 3 m<2>/g.
[0048] Može biti korisno da praškasta kompozicija ima širok raspon veličina čestica. Na primer, praškasta kompozicija može da sadrži relativno grube čestice pločaste glinice (npr. D50 od 40 µm) i relativno fine čestice cirkonijum oksida (npr. D50 od 0,4 µm). Fine čestice cirkonijum oksida deluju kao veza tako da formiraju komplekse sa glinicom. U nekim tehničkim rešenjima, može se koristiti cirkonijum oksida grubljeg kvaliteta (npr. sa veličinom čestica D50 od 5 do 20 µm) u kombinaciji sa cirkonijum oksidom finijeg kvaliteta (npr. D50 manjim od 1 µm). Međutim, u takvim tehničkim rešenjima, količina cirkonijum oksida grubljeg kvaliteta u praškastoj kompoziciji treba da bude manja od 15 mas%.
[0049] U skladu sa aspektom ovog pronalaska, obezbeđena je praškasta kompozicija za formiranje vatrostalnog filtera prema patentnom zahtevu 6.
[0050] Prema drugom aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je postupak za proizvodnju vatrostalnog filtera prema patentnom zahtevu 14 koji obuhvata:
obezbeđivanje praškaste kompozicije;
formiranje prekursora filtera od praškaste kompozicije i tečne komponente; i pečenje prekursora filtera da bi se formirao vatrostalni filter.
[0051] U nekim tehničkim rešenjima, korak formiranja prekursora filtera obuhvata impregnaciju mrežaste penaste podloge suspenzijom koja sadrži praškastu kompoziciju i tečnu komponentu da bi se formirao prekursor filtera.
[0052] Impregnacija penastih podloga vatrostalnom suspenzijom je dobro poznata u tehnici. Mrežasta penasta podloga može biti impregnirana suspenzijom prskanjem, impregnacijom valjkom, potapanjem, centrifugiranjem ili bilo kojom njihovom kombinacijom. Višak suspenzije se može ukloniti presovanjem i/ili valjanjem i/ili centrifugiranjem.
[0053] U nekim tehničkim rešenjima, suspenzija se nanosi kombinacijom valjanja (npr.60 mas% suspenzije se može naneti valjanjem) i prskanjem (npr. 40 mas% suspenzije se može naneti prskanjem).
[0054] Podrazumeva se da će viskoznost suspenzije možda morati da bude prilagođena metodi impregnacije, a stručnjak u toj oblasti će biti sposoban da podesi viskozitet prema potrebi. Na primer, za impregnaciju valjkom, suspenzija može imati viskozitet od 25 do 100, od 35 do 60, od 40 do 55 ili od 45 do 49 Pa.S. Za nanošenje suspenzije prskanjem ili potapanjem, suspenzija može imati viskozitet od 1 do 5, od 1,5 do 4 ili od 2 do 3,1 Pa.S. Za centrifugiranje, suspenzija može imati viskozitet od 2 do 50 Pa.S.
[0055] Suspenzija se može formirati mešanjem praškaste kompozicije sa najmanje jednom tečnom komponentom. Prema tome, postupak može dalje da sadrži kombinovanje praškaste kompozicije i najmanje jedne tečne komponente da bi se formirala suspenzija.
[0056] Tečna komponenta u suspenziji može da sadrži bilo koji pogodan tečni razblaživač, na primer vodu, metanol, etanol ili laki petrolej. Međutim, voda se uglavnom koristi jer daje suspenzije sa dobrim svojstvima premaza i ekološki je bezbedna.
[0057] Jedan ili više aditiva se takođe mogu dodati u suspenziju da bi se modifikovali njena reološka svojstva. Upotreba takvih aditiva u pripremi filtera je dobro poznata u tehnici, a oni uključuju: pomoćna sredstva za suspenziju, kao što su gline; sredstva protiv penjenja, kao što su tečnosti na bazi silikona; vezivna sredstva, kao što je poli(vinil acetat) (PVA); sredstva za dispergovanje, kao što su lignosulfonati i/ili karboksilne kiseline; modifikatori viskoziteta, kao što je ksantan guma; i humektansi, kao što je propilen glikol.
[0058] Mrežasta penasta podloga može biti polimerna pena, kao što je polietarska, poliuretanska (uključujući polietar-poliuretan i poliestar-poliuretan) ili celulozna pena. Mrežasta penasta podloga služi kao šablon za rezultujući filter tako da njena poroznost daje indikaciju poroznosti rezultujućeg filtera. Poroznost se može definisati u smislu broja pora i zapreminskog procenta praznina (pora) u podlozi. Poroznost filtera od pene se uglavnom određuje u smislu broja pora po linearnom inču (ppi) (ili pora po linearnom centimetru, ppc), a za metalurške primene, poroznost se obično kreće od 1,97 ppc do 23,6 ppc (5 ppi do 60 ppi), obično 3,9 ppc do 11,8 ppc (10 ppi do 30 ppi) za većinu primena u livnicama. U livačkoj industriji, pozivanje na ppi filtera je striktno govoreći pozivanje na ppi podloge od pene od koje je napravljen.
[0059] Podloga od mrežaste pene koja se koristi u tehničkim rešenjima pronalaska može imati poroznost od 1,97 ppc do 15,7 ppc (5 ppc do 40 ppi), od 3,15 ppc do 11,8 ppc (8 do 30 ppi) ili od 3,9 ppc do 7,87 ppc (10 do 20 ppi), npr.5,91 ppc (15 ppi).
[0060] Kao i vatrostalni filter koji se koristi za formiranje, mrežasta penasta podloga ima najmanje jednu prvu površinu, koja na kraju formira bočnu stranu filtera, i dve suprotne druge površine, koje formiraju prolazne strane filtera.
[0061] U nekim tehničkim rešenjima, postupak dalje obuhvata formiranje zatvorene ivice na podlozi od mrežaste pene. Zatvorena ivica se može formirati nanošenjem organskog premaza na najmanje jednu prvu površinu mrežaste penaste podloge, pre impregniranja penaste podloge suspenzijom. Nakon pečenja, organski materijal sagoreva, ostavljajući za sobom zatvorenu ivicu. Organski premaz se može naneti, na primer, prskanjem organskih (npr. poliuretanskih) vlakana na najmanje jednu prvu površinu mrežaste penaste podloge. Alternativno, premaz se može naneti impregnacijom, umotavanjem najmanje jedne prve površine u traku organskog materijala za oblaganje, ili topljenjem ivice mrežaste penaste podloge. Ovo rezultira formiranjem jedinstvene zatvorene ivice koja se ne razlikuje od tela filtera.
[0062] U nekim tehničkim rešenjima, korak formiranja prekursora filtera obuhvata 3D štampanje.
[0063] 3D štampa je dobro poznata tehnologija koja obuhvata niz različitih tehnika i procesa za proizvodnju 3D objekata, koristeći različite materijale. Izraz "3D štampa" se često koristi kao sinonim za "aditivnu proizvodnju". Tipično, u procesu 3D štampanja, uzastopni slojevi materijala se formiraju pod kontrolom računara, na primer na osnovu virtuelnog ili CAD dizajna, što može omogućiti stvaranje predmeta gotovo bilo kog oblika ili geometrije. Upotreba 3D štampe za formiranje složenih struktura, kao što su vatrostalni filteri, je poželjna jer tehnika omogućava preciznu kontrolu nad veličinom i oblikom pora, kao i putanjama protoka filtera. 3D štampa se takođe može koristiti za formiranje konzistentnih pravilnih oblika.
[0064] Prekursor filtera se može formirati korišćenjem bilo koje pogodne tehnike 3D štampanja/aditivne proizvodnje. Primeri pogodnih metoda uključuju ekstruziono nanošenje, fuziju sloja praha, modeliranje fuzionog nanosa i keramičku inkjet štampu.
[0065] U nekim tehničkim rešenjima, na primer u modeliranju fuziog nanosa i keramičkoj inkjet štampi, 3D štampa se vrši prethodnim mešanjem praškaste kompozicije i tečne komponente pre nanošenja. U takvim tehničkim rešenjima, postupak može da obuhvata mešanje praškaste kompozicije i tečne komponente da bi se dobila pasta ili suspenzija, a zatim oblikovanje paste ili suspenzije korišćenjem 3D štampača da bi se formirao prekursor filtera.
[0066] U nekim alternativnim tehničkim rešenjima, npr. u fuziji sloja praha, 3D štampa se vrši nanošenjem praškaste kompozicije, a zatim nanošenjem tečne komponente pomoću 3D štampača na odabrane delove deponovane praškaste kompozicije. Tečna komponenta (koja može biti tečni rastvarač ili vezivno sredstvo) može selektivno da veže sloj praškaste kompozicije, u oblastima na koje se tečna komponenta primenjuje. Rastresit prah se može ukloniti duvanjem ili usisavanjem. Proces se zatim može ponoviti da bi se napravio 3D prekursor filtera.
[0067] U nekim tehničkim rešenjima, postupak dalje obuhvata uklanjanje vezivanja prekursora filtera. Uklanjanje vezivanja može da se izvede u tehničkim rešenjima u kojima je prekursor filtera formiran korišćenjem organskog vezivnog sredstva, što se može zahtevati u nekim procesima 3D štampanja.
[0068] Uklanjanje vezivanja se može izvršiti zagrevanjem prekursora filtera na temperaturi do 400 °C. Stalno povećanje temperature može se primeniti tokom perioda od 2 do 10 ili 3 do 8 sati, npr.
5 sati. Proces uklanjanja vezivanja može biti uključen u korak pečenja, ili može biti odvojeni korak u postupku formiranja vatrostalnog filtera. Odvojeni korak uklanjanja vezivanja može biti koristan za velike filtere.
[0069] U nekim tehničkim rešenjima, postupak dalje obuhvata sušenje prekursora filtera pre pečenja. Koristan je korak sušenja gde se prekursor filtera formira iz vodene smeše. Sušenje se može vršiti (npr. u pećnici) na temperaturi od 110 °C do 200 °C. Iznad 180 °C sve prisutne organske materije, kao što su mrežasta penasta podloga i organska vezivna sredstva, će biti sagoreni. Sušenje na višim temperaturama se stoga obavlja kraće nego na nižim temperaturama. Na primer, na 110 °C sušenje može trajati 60 minuta, dok na 180 °C može trajati samo 5 minuta.
[0070] Prekursor osušenog filtera može da se peče na temperaturi od 1500 do 1700 °C. U nekim tehničkim rešenjima, osušeni prekursor filtera se peče na temperaturi većoj od 1500 °C, na primer od 1550 do 1650 °C, npr.1600 °C. Pečenje se može izvoditi od 0,5 do 5 sati ili od 1 do 3 sata, npr. oko 2 sata.
[0071] Tehnička rešenja pronalaska će sada biti opisana kao primer i pozivanjem na prateće slike na kojima:
Slika 1 je grafikon koji prikazuje lomljivost vatrostalnih filtera, mereno nivoom razbijenih čestica filterskog materijala nakon vibracija.
Primer 1
Priprema vatrostalnog filtera
[0072] Komad mrežaste poliuretanske pene je impregniran suspenzijom korišćenjem kombinacije valjaka i prskanja dok se ne postigne željena masa. Suspenzija je sadržala približno 90% praškaste kompozicije i 10% modifikatora reologije (sredstvo protiv penjenja, sredstva za dispergovanje, humektans, vezivno sredstvo i modifikatori viskoziteta). Dodata je voda tako da se dobije potreban viskozitet suspenzije.
[0073] Impregnirani komad pene je zatim osušen u pećnici podešenoj na 150 °C pre nego što je pečen. Pečenje je obavljeno u tunelskoj (kontinuiranoj) peći podešenoj na temperaturu od 1620 °C.
Čvrstoća na hladno lomljenje
[0074] Test čvrstoće na hladno lomljenje se koristi za procenu čvrstoće pri kompresiji filtera na sobnoj temperaturi. Čvrstoća na hladno lomljenje određena je metodom ispitivanja koju je specificiralo Nemačko udruženje livnica (BDG (Bundesverband der Deutschen Giesserei-Industrie) Direktiva P100, izdanje septembra 2012), u skladu sa DIN EN 993-5: Metode ispitivanja za gusto oblikovane vatrostalne proizvode — Deo 5: Određivanje čvrstoće na hladno lomljenje. Ukratko, vatrostalni filter (100 × 100 × 25 mm, 3,9 ppc (10 ppi), bez okvira), pripremljen kao što je gore opisano, postavljen je na nosač prečnika 25 mm. Koristeći ram istog prečnika, filter je stavljen pod opterećenje pri brzini od 20 mm/min dok nije došlo do loma. Rezultujuća maksimalna sila je korišćena za određivanje čvrstoće na hladno lomljenje.
Test nalivanja metala
[0075] Istopljeni nerđajući čelik na temperaturi od 1610-1620 °C sipa se kroz vatrostalni filter (100 × 100 × 25 mm, 3,9 ppc (10 ppi), bez okvira), pripremljen kao što je gore opisano. Filter je držan u dvostranom nosaču i pozicioniran 700 mm ispod kutlače za sipanje na dnu sa mlaznicom od 30 mm. Smatralo se da je filter prošao ovaj test ako je ostao celovi i nije pukao kada se kroz filter sipa najmanje 30 kg rastopljenog nerđajućeg čelika.
Rezultati
[0076] Filteri (bez okvira) dimenzija 100 × 100 × 25 mm pripremljeni su od 3,1 ppc (8 ppi) komada mrežaste poliuretanske pene koristeći gore opisani postupak. Filteri su napravljeni korišćenjem različitih praškastih kompozicija pema recepturi u tabeli 1 ispod.
[0077] Čvrstoća pri kompresiji filtera i njihova sposobnost da izdrže test nalivanja rastopljenog čelika testirani su kao što je gore opisano. Rezultati su prikazani u tabeli 1.
[0078] Filteri napravljeni korišćenjem kompozicija A-C, koje nisu sadržale magnezijum oksid, nisu prošli test rastopljenog čelika i pukli su pri udaru. Kompozicije D-I, koje su sadržale između 3-20 mas% magnezijum oksida, su prošle test rastopljenog čelika. Kompozicije J-O, koje su sadržale 8-30 mas% cirkonijum oksida (D500,4 µm), takođe su prošle test rastopljenog čelika.
[0079] Kompozicija E, koja je sadržala 5 mas% magnezijum oksida, 20 mas% cirkonijum oksida (D50 0,4 µm), 70 mas% pločaste glinice i 5 mas% reaktivne glinice, daje snažan filter koji je mogao da izdrži do 150 kg rastopljenog čelika. Kompozicija P, koja je sadržala 5 mas% kalcinisane glinice umesto reaktivne glinice, takođe je pokazala dobru čvrstoću u testu nalivanja metala.
[0080] Kompozicije Q-V su pokazale da su filteri koji sadrže više nivoe reaktivne glinica (npr.
12,5 mas% ili više) i/ili cirkonijum oksida sa veličinom čestica D50 od 15 µm (npr.15 mas% ili više) bili slabiji i nisu prošli test rastopljenog čelika.
[0081] Kompozicija W, u kojoj je magnezijum oksid delimično zamenjen cerijom, prošla je test nalivanja rastopljenog čelika, dok kompozicija X, u kojoj je magnezijum oksid delimično zamenjen itrijom, nije bila uspešna.
Tabela 1
Primer 2
[0082] Praškasta kompozicija E je odabrana za dalje ispitivanje.
Test krhkosti
[0083] Krhkost filtera pripremljenog od praškaste kompozicije E (koji se naziva "Filter E") upoređena je sa tri komercijalno dostupna uramljena i neuramljena filtera na bazi cirkonijum oksida istih dimenzija (75 × 75 × 25 mm, pripremljena od 3,9 ppc (10 ppi) mrežaste poliuretanske pene), sa nivoom cirkonijum oksida od >90%. 117 od svakog tipa filtera je upakovano u kutiju, pri stajanju na ivici u tri sloja. Kutija je vibrirala na stolu 20 minuta. Nakon vibracija, mrvice nastale lomljenjem filtera su izvagane.
[0084] Primećeno je da filter D ima značajno manju rhkost od komercijalno dostupnih filtera (uporedni primeri X, Y, Z) (Slika 1).
[0085] Poređenje strukture filtera E sa standardnim filterom od cirkonijum oksida pomoću SEM analize pokazalo je da je sinterovanje vatrostalnog materijala potpunije u filteru D. Smatra se da je to razlog zašto filter pronalaska ima manju krhkost od standardnih filtera od cirkonijum oksida.
Test deformacije
[0086] Vatrostalni filter kružnog poprečnog preseka (prečnika 150 mm, dubine 30 mm) pripremljen je od mrežaste poliuretanske pene od 3,9 ppc (10 ppi) impregnisane suspenzijom formiranom od praškaste kompozicije E (Filter E'). Deformacija filtera E' je upoređena sa deformacijom komercijalno dostupnog filtera koji ima iste dimenzije, ali nivo cirkonijum oksida veći od 90%. Filteri su bili podržani u rasponu od 110 mm. Teg od 170 g stavljen je na vrh svakog filtera, na sredinu gornje površine. Filteri su izloženi temperaturi od 1620 °C tokom 2,5 sata.
[0087] Nakon postupka ispitivanja, izmerena je deformacija (tj. ugibanje) filtera E' 3 mm, dok je za komercijalno dostupan filter deformacija bila 5 mm.

Claims (15)

Patentni zahtevi
1. Praškasta kompozicija za pravljenje vatrostalnog filtera koja sadrži 60-87 mas% glinice; 8-30 mas% cirkonijum oksida; i 3-20 mas% magnezijum oksida,
pri čemu praškasta kompozicija sadrži manje od 12,5 mas% reaktivne glinice, kalcinisane glinice ili njihove smeše, ostatak glinice je pločasta glinica, i
pri čemu cirkonijum oksid ima veličinu čestica D50 manju od 3 µm.
2. Praškasta kompozicija prema patentnom zahtevu 1, pri čemu cirkonijum oksid ima veličinu čestica D50 manju od 1 µm.
3. Praškasta kompozicija prema patentnom zahtevu 1 ili 2, pri čemu praškasta kompozicija sadrži od 0 do 10 mas% reaktivne glinice, kalcinisane glinice ili njihove smeše, i/ili gde praškasta kompozicija sadrži najmanje 60 mas% pločaste glinice.
4. Praškasta kompozicija prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 do 3, pri čemu:
i) pločasta glinica ima veličinu čestica D50 manju od 500 µm; i/ili
ii) reaktivna glinica, kada je prisutna, ima veličinu čestica D50 manju od 10 µm; i/ili iii) pri čemu magnezijum oksid ima veličinu čestica D50 manju od 30 µm; i/ili iv) cirkonijum oksid ima veličinu čestica D50 manju od 0,5 µm; i/ili.
v) praškasta kompozicija sadrži manje od 1 mas% silicijum dioksida.
5. Praškasta kompozicija za pravljenje vatrostalnog filtera koja sadrži 60-87 mas% glinice; 8-30 mas% cirkonijum oksida; i 3-20 mas% cerije ili smešu koja sadrži magnezijum oksid i ceriju, pri čemu praškasta kompozicija sadrži manje od 12,5 mas% reaktivne glinice, kalcinisane glinice ili njihove smeše, pri čemu ostatak glinice je pločasta glinica, i
pri čemu cirkonijum oksid ima veličinu čestica D50 manju od 3 µm.
6. Primena praškaste kompozicije prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 do 5 za formiranje vatrostalnog filtera.
7. Vatrostalni filter za filtriranje rastopljenog čelika, koji sadrži vatrostalni materijal, pri čemu je navedeni vatrostalni materijal formiran od praškaste kompozicije prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 do 5.
8. Vatrostalni filter prema patentnom zahtevu 7, pri čemu vatrostalni materijal sadrži manje od 1 mas% silicijum dioksida.
9. Vatrostalni filter prema patentnom zahtevu 7 ili patentnom zahtevu 8, pri čemu je vatrostalni materijal u suštini bez silicijum dioksida.
10. Vatrostalni filter prema bilo kojem od patentnih zahteva 7 do 9, pri čemu vatrostalni filter ima čvrstoću pri pritisku od najmanje 4 MPa, merenu korišćenjem testa čvrstoće na hladno lomljenje kao što je navedeno u opisu.
11. Vatrostalni filter prema bilo kojem od patentnih zahteva 7 do 10, pri čemu vatrostalni filter ima najmanje jednu prvu površinu koja formira bočnu stranu filtera i dve suprotne druge površine koje formiraju prolazne strane filtera, pri čemu druge površine imaju površinu ne veću od 100 cm<2>.
12. Vatrostalni filter prema bilo kojem od patentnih zahteva 7 do 11, pri čemu je filter uokviren.
13. Vatrostalni filter prema bilo kojem od patentnih zahteva 7 do 12, pri čemu je vatrostalni filter ili filter od pene, ćelijski filter ili presovani filter.
14. Postupak za proizvodnju vatrostalnog filtera, koji obuhvata:
obezbeđivanje praškaste kompozicije prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 do 5; formiranje prekursora filtera od praškaste kompozicije i tečne komponente; i pečenje prekursora filtera da bi se formirao vatrostalni filter,
pri čemu se prekursor filtera opciono suši pre pečenja.
15. Postupak prema patentnom zahtevu 14, pri čemu formiranje prekursora filtera obuhvata ili:
i) 3D štampanje; ili
ii) kombinovanje praškaste kompozicije i tečne komponente da bi se formirala suspenzija, i impregnaciju mrežaste penaste podloge suspenzijom da bi se formirao prekursor filtera, pri čemu je opciono mrežasta penasta podloga impregnirana suspenzijom prskanjem, impregnacijom valjkom, potapanjem, centrifugiranjem, ili bilo kojom njihovom kombinacijom.
RS20230939A 2019-10-31 2019-10-31 Vatrostalni filter RS64707B1 (sr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19206498.8A EP3815767B1 (en) 2019-10-31 2019-10-31 Refractory filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS64707B1 true RS64707B1 (sr) 2023-11-30

Family

ID=68536721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20230939A RS64707B1 (sr) 2019-10-31 2019-10-31 Vatrostalni filter

Country Status (22)

Country Link
US (1) US12427460B2 (sr)
EP (2) EP3815767B1 (sr)
JP (1) JP7745546B2 (sr)
KR (1) KR20220091582A (sr)
CN (1) CN113474070B (sr)
AU (1) AU2020376301A1 (sr)
BR (1) BR112022008259A2 (sr)
CA (1) CA3156024A1 (sr)
DK (1) DK3815767T3 (sr)
ES (1) ES2959963T3 (sr)
FI (1) FI3815767T3 (sr)
HU (1) HUE063922T2 (sr)
MX (1) MX2022005100A (sr)
PE (1) PE20220973A1 (sr)
PH (1) PH12022551007A1 (sr)
PL (1) PL3815767T3 (sr)
PT (1) PT3815767T (sr)
RS (1) RS64707B1 (sr)
SI (1) SI3815767T1 (sr)
UA (1) UA130551C2 (sr)
WO (1) WO2021084042A1 (sr)
ZA (1) ZA202205107B (sr)

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278544A (en) 1980-03-26 1981-07-14 Aikoh, Co., Ltd. Filter medium for fluid
US4391918A (en) 1981-01-22 1983-07-05 Swiss Aluminium Ltd. Ceramic foam filter and aqueous slurry for making same
US4331621A (en) 1981-03-19 1982-05-25 Swiss Aluminium Ltd. Method for bonding a gasket seal to surface of ceramic foam filter
US4839049A (en) * 1983-09-01 1989-06-13 Astro Met Associates, Inc. Ceramic composition
US4568595A (en) 1984-04-26 1986-02-04 Morris Jeffrey R Coated ceramic structure and method of making same
JPS6174611A (ja) 1984-09-20 1986-04-16 Nippon Steel Corp 溶鋼用フイルタ−
GB8918048D0 (en) 1989-08-08 1989-09-20 Foseco Int Ceramic foam filters
US5045511A (en) 1990-02-26 1991-09-03 Alusuisse-Lonza Services, Ltd. Ceramic bodies formed from yttria stabilized zirconia-alumina
GB9211947D0 (en) 1992-06-05 1992-07-15 Foseco Int Filters for light metals
US5403794A (en) * 1994-04-14 1995-04-04 Vesuvius Crucible Company Alumina-zirconia refractory material and articles made therefrom
JPH11256222A (ja) * 1998-03-12 1999-09-21 Tokyo Yogyo Co Ltd ポーラスプラグ装着用羽口
EP1369158A1 (en) 2002-05-31 2003-12-10 Carbon Application Technology Ltd. Fiber reinforced filter for molten metal filtration and method for producing such filters
ZA200309168B (en) 2002-12-10 2004-07-22 Magneco Metrel Inc Refractory system for glass melting furnaces.
CN100425569C (zh) * 2006-10-19 2008-10-15 武汉科技大学 一种含碳氮化钛滑板耐火材料及其制备方法
CN101259347A (zh) * 2007-12-14 2008-09-10 济南圣泉集团股份有限公司 氧化锆泡沫陶瓷过滤器
FR2936956B1 (fr) 2008-10-10 2010-11-12 Saint Gobain Ct Recherches Dispositif de filtration de particules
CN101486573A (zh) * 2009-02-23 2009-07-22 无锡卓新陶瓷科技有限公司 氧化镁部分稳定氧化锆泡沫陶瓷过滤器
EP2385871B1 (en) 2010-03-19 2012-10-31 Foseco International Limited Method for the production of a refractory filter
CN101810973B (zh) 2010-04-15 2012-05-23 济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司 一种用于过滤熔融金属的过滤器及其制造方法
FR2978140B1 (fr) 2011-07-20 2013-07-05 Saint Gobain Ct Recherches Canal d'alimentation de verre en fusion
CN102659448B (zh) * 2012-04-19 2013-08-21 宜兴市华瑞铸造材料有限公司 一种氧化锆特种泡沫陶瓷过滤器及其制备方法
HUE040382T2 (hu) 2012-07-27 2019-03-28 Calderys France Tûzálló kompozíció és eljárás annak felvitelére
CL2012002559A1 (es) 2012-09-14 2012-12-14 Foseco Int Metodo para la produccion de un filtro de espuma refractario de borde cerrado, que comprende proporcionar un sustrato de espuma reticulado, aplicar un liquido con un componente de cubierta organico a una primera superficie, solidificar dicho componente para formar un precursor del filtro, el cual se impregna con una mezcla de un material refractario, un enlazante y un vehiculo liquido, secar y cocer dicho precursor impregnado; y dicho filtro.
US10093576B2 (en) 2014-03-03 2018-10-09 Krosakiharima Corporation Unshaped refractory material
CN106220218A (zh) 2016-07-25 2016-12-14 济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司 一种泡沫陶瓷过滤器及其制造方法
TWI841524B (zh) 2017-04-17 2024-05-11 美商維蘇威美國公司 多孔耐火澆鑄材料、其用途及製造
FR3071248B1 (fr) * 2017-09-19 2020-09-25 Saint Gobain Ct Recherches Mousse ceramique
CN108455976B (zh) * 2018-01-08 2020-12-08 浙江自立新材料股份有限公司 一种低锆含量烧结板状刚玉及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA3156024A1 (en) 2021-05-06
PT3815767T (pt) 2023-10-23
CN113474070B (zh) 2023-03-28
EP3815767B1 (en) 2023-07-19
EP4051410A1 (en) 2022-09-07
PH12022551007A1 (en) 2023-03-13
PL3815767T3 (pl) 2023-11-20
ZA202205107B (en) 2023-01-25
BR112022008259A2 (pt) 2022-07-26
US12427460B2 (en) 2025-09-30
JP2022554316A (ja) 2022-12-28
ES2959963T3 (es) 2024-02-29
US20220387918A1 (en) 2022-12-08
AU2020376301A1 (en) 2022-05-26
FI3815767T3 (fi) 2023-09-27
HUE063922T2 (hu) 2024-02-28
EP3815767A1 (en) 2021-05-05
CN113474070A (zh) 2021-10-01
JP7745546B2 (ja) 2025-09-29
MX2022005100A (es) 2022-08-15
WO2021084042A1 (en) 2021-05-06
KR20220091582A (ko) 2022-06-30
UA130551C2 (uk) 2026-03-18
DK3815767T3 (da) 2023-10-16
PE20220973A1 (es) 2022-06-15
SI3815767T1 (sl) 2024-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2385871B1 (en) Method for the production of a refractory filter
RU2456056C2 (ru) Керамический фильтр, содержащий углеродное покрытие, и способ его изготовления
US20110171099A1 (en) Process for manufacturing a porous sic material
Corbin et al. Influence of green formulation and pyrolyzable particulates on the porous microstructure and sintering characteristics of tape cast ceramics
CN109311760B (zh) 氧化锆陶瓷、由其制成的多孔材料和用于制造氧化锆陶瓷的方法
RS60673B1 (sr) Filter koji se koristi za topljeni metal i postupak njegove izrade
KR101481479B1 (ko) 세라믹 다공체의 제조방법 및 세라믹 다공체 제조용 조성물
US20230257311A1 (en) 3d ceramic printing
US8303889B2 (en) Method for making a SiC based ceramic porous body
WO2019166231A1 (en) 3d ceramic structures
JP6366976B2 (ja) 多孔質セラミックス製の熱処理用部材
RS64707B1 (sr) Vatrostalni filter
RU2834213C1 (ru) Огнеупорный фильтр, порошкообразная композиция для получения огнеупорного фильтра, применение огнеупорной композиции для формирования огнеупорного фильтра и способ получения огнеупорного фильтра
JPH0677658B2 (ja) セラミックフォームフィルタ及びその製造方法
WO2006120936A1 (ja) 焼結・焼成用セッターの製造方法
JP2007261849A (ja) シート状緻密質コージェライト焼結体の製造方法
JP5712142B2 (ja) 多孔質セラミックス焼結体および多孔質セラミックス焼結体の製造方法
JP5535171B2 (ja) セラミック多孔体形成用組成物
KR19980054613A (ko) 마그네시아계 다공체의 제조방법
Velasco et al. PM Lightweight Materials: MAX Phases Foams Produced via a Powder Metallurgy Process Using a Water Soluble Space-Holder
JPH061673A (ja) 多孔質セラミックの製造方法