Metal Filtrasyonu için Seramik Filtre

Erimiş metalin işlenmesi için, hammaddelerdeki safsızlıklar, cüruf, eriyik yüzeyinde oluşan köpük ve oksit gibi yabancı intermetalik kalıntıların yanı sıra alaşım oluşturmak için kullanılan küçük ateş dayanıklı malzemelerin giderilmesi gereklidir. Erimiş metalin oluşturulduğu bir hazne veya kap. Bu kalıntıların giderilmesi, homojen bir eriyik oluşturarak, özellikle çelik, demir ve alüminyum dökümlerinde ürünün yüksek kalitesini garanti eder. Günümüzde, erimiş metal filtrasyonu için seramik filtre cihazları, kimyasal korozyona karşı dirençleri ve mekanik gerilime karşı dayanıklılıkları sayesinde aşırı termal şoklara dayanabilme özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.

Seramik filtrelerin üretimi genellikle seramik tozunun uygun bir organik bağlayıcı ve su ile karıştırılarak bir macun veya bulamaç hazırlanmasını içerir. Bu bulamaç, poliüretan köpüğün emdirilmesi için kullanılır; ardından köpük kurutulur ve 1000 ila 1700 °C arasındaki sıcaklık aralığında pişirilir. Bu işlem sayesinde, sinterleme sürecinde yanıcı maddeler yakılarak gözenekli bir gövde elde edilir.

Ayrıca, düzensiz bir şekilde dağılmış birbirine bağlı kanalların rastgele dağılımının yerine geçen, ancak malzemenin içinden geçen bir dizi paralel kanaldan oluşan açık hücreli bir filtre cihazı da bilinmektedir; bu cihaz genellikle ıslak seramik tozu ile organik bağlayıcının karıştırılması ve dikey yönde pimler içeren bir kalıba hidrolik olarak preslenmesi yoluyla üretilir. Böylece, disk veya blok şeklinde olabilen delikli bir yapı elde edilir. Delikli ürün daha sonra, nihai uygulamaya göre 1000 ila 1700°C aralığındaki bir sıcaklıkta pişirilerek delikli bir disk üretilir. Pişirme işlemi sırasında seramik ve/veya cam benzeri bağlar oluşur.

Metal filtrasyonunda kullanılan gözenekli seramik gövde, bir gözenek oluşturucu madde tarafından oluşturulan pürüzsüz duvarlı gözeneklere ve bu gözenekleri birbirine bağlayan yuvarlak kenarlı gözeneklere sahiptir. Üretim sürecinde, gözenek oluşturucu madde buharlaşarak seramikten uzaklaştırılır.

Metal filtrasyonunda yaygın olarak kullanılmalarına rağmen, yukarıda bahsedilen seramik filtre cihazı türlerinin, kullanım alanlarını sınırlayan bazı dezavantajları bulunmaktadır.

Seramik filtre ekipmanı önceden ısıtılmış olsa da, erimiş metalle ilk temas ettiğinde genellikle donmuş parçacıklar nedeniyle tıkanır. Bu amaçla, filtre cihazının tıkanmasını önlemek için, dökümde sıvı sıcaklığı yaklaşık 100° C olan, yani aşırı ısıtılmış erimiş metalin kullanılması yaygın bir uygulamadır. Bu yaklaşım, enerji ve maliyet açısından son derece israflıdır ve erimiş metalin işleme sıcaklığını düşürmeye yönelik her türlü iyileştirme çok faydalıdır.

AdTech seramik köpük filtre Mekanik mukavemet ve sertliği artırmak için seramik tozu ile birleştirilmiş köpük ve elyaftan oluşan üç boyutlu bir ağ kullanır. Erimiş metalin basıncına dayanma kabiliyetini artırır, nakliye ve kullanım sürecindeki sorunları çözer ve böylece dökümlerin çevreye verdiği zararı azaltır. Alüminyum filtrasyonu için fosfat bağlayıcılı alümina filtreler kullanılmaktadır. Filtre, köpüğün seramik parçacıkları (tercihen Al₂O₃) ve bir alüminyum fosfat bağlayıcı içeren bir bulamaçla emprenye edilmesi yoluyla elde edilir.