Filter Busa Keramik Kiez Technology

17 September Filter Busa Keramik Kiez Technology

Posted at 02:48h in Filter Busa Keramik by AdTech 0 Comments

0 Likes

Filter Busa Keramik Kiez Technology

Penemuan ini berkaitan dengan metode pembuatan filter busa keramik (PCF) untuk pemurnian aluminium cair dan paduannya. Penemuan ini dapat diterapkan di bidang metalurgi dan pengecoran.

Salah satu metode yang telah dikenal dalam pembuatan keramik busa untuk pemurnian logam, termasuk proses impregnasi bahan berpori dengan larutan keramik yang memiliki komposisi sebagai berikut, berat %: dunite yang digiling halus, forsterit, atau campuran produk forsterit (60–80) dan campuran periklas yang digiling halus atau campuran produk periklas dan tanah liat dengan perbandingan 80:20–90:10–20:40. Dalam hal ini, pembakaran busa keramik dilakukan pada suhu 1200–1750 °C, dan lamanya proses tersebut tidak disebutkan.

Kelemahan dari metode ini antara lain biaya energi yang tinggi untuk pelaksanaannya.
Sebuah metode yang telah dikenal untuk memproduksi busa keramik penyaring, yang mencakup proses impregnasi busa organik dengan larutan keramik, yang mengandung, berdasarkan berat: %: debu aluminosilikat dari presipitator elektrostatik berbasis Al₂O₃ (30–90), lumpur magnesit (0,5–20), K₂O (2–8), SiO₂ (4–40), terak halus hasil metalurgi, atau campuran garam besi (II) dan (III) serta gallium – sisanya.
Preform busa organik yang telah diresapi slip dikeringkan pada suhu 250–300 °C dan dibakar pada suhu 1200–1600 °C.
Lama waktu proses pengeringan dan pembakaran tidak disebutkan.

Kelemahan dari metode ini antara lain komposisi slip yang terdiri dari banyak komponen serta biaya energi yang tinggi untuk pelaksanaannya.
Yang paling mirip dengan penemuan ini adalah metode produksi keramik busa penyaring untuk pembersihan, termasuk aluminium dan paduan aluminium, dari inklusi terak, yang meliputi proses impregnasi jaring poliuretan tiga dimensi dengan campuran lempung, menghilangkan kelebihannya, mengeringkan sampel pada suhu 18–25 °C selama 6–8 jam, pada suhu 100–150 °C hingga 2 jam, dan pendinginan mendadak pada suhu 450–500 °C hingga 3 jam.
Campuran menurut metode ini memiliki komposisi sebagai berikut, berat %: kaca cair modulus tinggi (50–75), aluminium hidroksida (20–40), semen alumina tinggi atau korundum hingga 30, karbohidrat industri (3–5), serta air industri dalam jumlah yang diperlukan untuk memperoleh konsistensi optimal.

Filter Busa Keramik Kiez Technology
Kelemahan dari metode ini antara lain komposisi slip yang terdiri dari banyak komponen, lamanya proses pengeringan, penggunaan bahan-bahan mahal berbasis Al₂O₃, kebutuhan teknis untuk melakukan penggilingan halus pada semua komponen campuran kering, serta kebutuhan untuk mempertahankan produk pada suhu 450–500 °C selama 3 jam.

Tujuan dari solusi yang diusulkan ini adalah perluasan basis bahan baku pengisi suspensi untuk produksi PCF melalui pemanfaatan bahan-bahan yang murah dan terjangkau – yaitu limbah industri berupa serbuk halus dari cangkang keramik hasil pengecoran baja yang menggunakan metode pengecoran investasi berbahan dasar kuarsa.

EFEK: produksi bubur berbasis kuarsa, yang menyediakan PCF untuk pengolahan aluminium cair dengan ketahanan yang memadai terhadap pengaruh suhu, tidak mengalami perubahan volume saat dipanaskan, menghilangkan proses sintering selama pembakaran produk jadi, yang menjaga kelancaran operasi selama kemungkinan interaksi kimia antara SiO₂ dengan aluminium dari cairan, serta menghilangkan efek merugikan besi terhadap aluminium cair yang diproses.

Filter Busa Keramik Kiez Technology
Hasil teknis ini dicapai berkat metode pembuatan keramik busa penyaring, yang meliputi proses perendaman jaring poliuretan tiga dimensi ke dalam campuran keramik cair, penghilangan kelebihannya, pengeringan sampel, pemanasan hingga 450–500 °C, pengeringan dilakukan pada suhu 65 °C selama 30 menit; setelah busa poliuretan sebagai dasar terbakar habis, lapisan-lapisan slurry yang tersisa diaplikasikan, diikuti dengan pengeringan antar lapisan selama 30 menit pada suhu 65 °C, dan bubuk halus dari cetakan cangkang keramik untuk pengecoran baja digunakan sebagai pengisi pada model yang dilapisi slip.

Bahan baku untuk pembuatan filter busa keramik terdiri dari pengisi kuarsa alami berupa serpihan cangkang baja tuang keramik yang digiling halus (kurang dari 50 mikron) melalui proses pengecoran investasi, serta mengandung air dan kaca cair sebagai bahan pengikat.

Komposisi unsur dari serpihan cangkang keramik yang telah digiling halus, yang ditentukan melalui analisis sinar-X mikroprobe dengan spektrometer dispersi energi.

Keunikan dari serbuk cangkang keramik yang digiling halus ini terletak pada komposisi unsurnya yang stabil, yang dijamin oleh konsistensi bahan-bahan yang digunakan sesuai dengan teknologi LVM, serta—karena memiliki rumus kimia SiO₂—secara praktis tidak rentan terhadap transformasi polimorfik. Semua bahan tersebut telah diolah menjadi marshallite dan pasir kuarsa saat pengecoran baja menggunakan teknologi LVM pada suhu pengecoran 1550–1630 °C ke dalam cetakan yang dipanaskan hingga 900 °C.

Filter Busa Keramik Kiez Technology
Dalam hal ini, pemanasan selanjutnya terhadap bubuk halus cangkang keramik tidak seharusnya menyebabkan perubahan volume, tegangan, maupun retakan pada produk yang dihasilkan darinya. Karena alasan yang sama, PCF yang sudah jadi tidak perlu dibakar, dan pemrosesan suhu tingginya hanya sebatas membakar habis dasar busa poliuretan pada suhu 450–500 °C. Paparan pada suhu ini tidak diperlukan, karena ketika suhu mencapai 500 °C, rangka busa poliuretan akan dilepas.

Interaksi kimia yang mungkin terjadi antara SiO₂ dengan aluminium dari lelehan yang sedang diproses tidak dapat diperhitungkan, karena proses reduksi silikon dari aluminium oksidanya membutuhkan waktu yang jauh lebih lama daripada waktu yang diperlukan untuk mengisi cetakan melalui PCF.

Fraksi massa besi yang kecil dalam serbuk halus cangkang keramik dari LAN baja tidak berdampak negatif terhadap lelehan aluminium saat disaring melalui PCF.

Selain hal-hal di atas, penggunaan serpihan cangkang keramik yang digiling halus dalam teknologi produksi PCF turut berkontribusi terhadap pengembangan konservasi sumber daya di industri pengecoran, teknologi daur ulang limbah industri, serta basis bahan baku untuk teknologi pengecoran dan metalurgi.

Cangkang keramik dari LAN baja yang digunakan sebagai bahan pengisi bubur memiliki sifat-sifat sebagai berikut: massa jenis tampang 2350–2360 kg/m³; kadar air 2–3%; pH = 6; perubahan massa selama proses anil sebesar 1%; higroskopisitas sebesar 0,5–1%. Bahan ini termasuk dalam kelas bahaya ke-4.

Bubuk yang tersebar halus diperoleh dari pecahan cangkang keramik LAN baja melalui proses penghancuran dan penggilingan. Potongan-potongan pecahan cangkang keramik dengan ukuran awal 20–50 mm dihancurkan dalam penghancur rahang hingga ukuran maksimum 10 mm. Selanjutnya, bahan tersebut digiling dalam mesin penggiling getar IVCh-3 hingga mencapai ukuran 50 mikron sesuai spesifikasi yang dinyatakan oleh produsen peralatan.

Filter Busa Keramik Sebuah rangka dengan dimensi 50 × 50 × 22 mm dibuat dari bahan seluler berpori tinggi (HPLM) tipe PPU-EF (busa poliuretan elastis) [4] dengan jumlah pori per inci permukaan (PPI) sebesar 10.

Campuran tersebut disiapkan dengan mencampurkan serbuk cangkang keramik yang telah digiling, kaca cair, dan air dengan perbandingan yang tercantum dalam Tabel 2. Kaca cair yang digunakan memiliki kepadatan sebesar 1450 kg/m³.

Sebuah rangka busa poliuretan direndam dalam larutan dengan kepadatan 1700–1750 kg/m³ dan dibiarkan meresap. Larutan yang berlebih dihilangkan menggunakan rol.
Benda kerja dikeringkan pada suhu 65 °C selama 30 menit di dalam pengering laboratorium. Kemudian, saat masih hangat, benda kerja tersebut dimasukkan ke dalam tungku muffle resistansi yang dipanaskan hingga suhu tidak melebihi 200 °C, lalu suhu dinaikkan secara bertahap hingga 450–500 °C untuk membakar rangka HPLC.
Billet tidak perlu terpapar suhu tersebut di dalam tungku, karena rangka dari HPLC telah dilepas seluruhnya saat suhunya mencapai 500 °C.
Setelah preform dikeluarkan dari tungku dan didinginkan di udara hingga mencapai suhu kamar, rangka keramik yang dihasilkan kemudian direndam.
Campuran lumpur tersebut dibiarkan mengering, dan udara terkompresi bertekanan rendah disemprotkan untuk membuka pori-pori.

Preform tersebut kemudian dikeringkan pada suhu 65 °C selama 30 menit di dalam pengering laboratorium.
Setelah itu, proses pengaplikasian suspensi dan pengeringan diulangi untuk lapisan penguat kedua dan seterusnya.