07 Aralık AdTech’in seramik köpük filtresi

Posted at 06:20h in Haberler by AdTech 0 Comments

0 Likes

AdTech’in seramik köpük filtresi

1. Seramik köpük filtre; bu filtrenin, silikon karbür, alümina, kolloidal silika solünden elde edilen silika ve alüminosilikat liflerini içeren bir bileşimden oluşturulmuş olması ve filtrenin, alüminosilikat liflerinin büyük ölçüde çözündüğü bir seramik matrise sahip olacak şekilde bir sıcaklıkta pişirilmiş olmasıyla karakterize edilir.

2. İddia 1’e göre bir seramik köpük filtre; bu filtrenin, ağırlıkça – 50% silikon karbür, ağırlıkça – 50% alümina, aikosolik silika solünden elde edilen ağırlıkça %1,5 – 5,0% silika ve ağırlıkça %1 – 3% alüminosilikat lifleri içeren bir sulu bulamaktan oluşturulmuş olmasıdır.

3. İddia 1 veya İddia 2’ye göre bir seramik köpük filtre olup, silikon karbürün parçacık boyutu 1 ila 80 mikron arasında olmasıyla karakterize edilen filtre.

4. İddialar 1 ila 3’ten herhangi birine göre bir seramik köpük filtre olup, alüminanın parçacık boyutu 1 – 40 mikron olmasıyla karakterize edilir.

5. Seramik köpük filtre 1 ila 4 numaralı istemlerden herhangi birine göre, alüminosilikat liflerin uzunluğunun 60 mikron ile 3 mm arasında olmasıyla karakterize edilen.

6. 1 ila 5 numaralı istemlerden herhangi birine göre bir seramik köpük filtre olup, bu filtrenin 1200 °C ile 1300 °C arasındaki bir sıcaklık aralığında pişirilmiş olmasıyla karakterize edilen filtre.

7. İddialar 1 ila 6’dan herhangi birine göre bir seramik köpük filtre; bu filtrenin kalınlığının 15 mm veya daha az olmasıyla karakterize edilir.

8. Organik bir köpüğün sulu seramik bulamacıyla emprenye edildiği ve emprenye edilmiş köpüğün kurutulup pişirildiği bir seramik köpük filtre üretim yöntemi; bu yöntemin ayırt edici özelliği, sulu bulamacın silikon karbür, alümina, kolloidal silika sol ve alüminosilikat lifleri içermesi ve kurutulan emprenye edilmiş köpüğün en az 1150 °C sıcaklıkta pişirilmesi ile karakterize edilen bir yöntemdir.

9. İddia 8’e göre bir yöntem olup, kurutulmuş emdirilmiş köpüğün 1200 °C ile 1300 °C arasındaki bir sıcaklık aralığında pişirilmesi ile karakterize edilir.

Açıklama:
SERAMİK KÖPÜK FİLTRELER

Bu buluş, seramik köpük filtrelerle ilgilidir ve özellikle erimiş demirin süzülmesi için kullanılan seramik köpük filtrelerle ilgilidir.

Seramik köpük filtreler, alüminyum, bakır ve demir dahil olmak üzere çeşitli erimiş metallerin süzülmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Başlangıçta bu amaçla kullanılan filtreler esas olarak fosfat bağlayıcılı seramik köpüklerdi; ancak alüminyum ortofosfat gibi bir fosfat bağlayıcının kullanılması nedeniyle, bu filtreler, özellikle demir filtrelemede dezavantajlara sahiptir; çünkü kalın kesitli (yani 20 mm veya üzeri) olmadıkları sürece, erimiş demir döküm sıcaklıklarına maruz kaldıklarında elleçleme için yeterli mukavemete sahip olamazlar. Ayrıca, fosfat bağlayıcılar çevresel nedenlerden ötürü istenmez; çünkü filtrelerin üretim sırasında pişirildiği sıcaklıkta fosfor pentoksit açığa çıkarırlar.

Seramik köpüğün, silikon karbür, alümina, kolloidal silika sol ve az miktarda alüminosilikat elyafından oluşan bir bileşimden üretilmesi durumunda, erimiş demir için daha verimli filtreler elde edildiği tespit edilmiştir.

Buluşa göre, silikon karbür, alümina, kolloidal silika solünden elde edilen silika ve alüminosilikat liflerini içeren bir bileşimden üretilmiş ve filtrenin alüminosilikat liflerinin büyük ölçüde çözündüğü bir seramik matrise sahip olacak şekilde bir sıcaklıkta pişirilmiş bir seramik köpük filtre sunulmaktadır.

Seramik köpük filtre, tercihen ağırlıkça – 50% silikon karbür, ağırlıkça – 50% alümina, kolloidal silika solünden elde edilen ağırlıkça %1,5 – 5,0% silika ve ağırlıkça %1 – 3% alümino-silikat lifleri içeren bir sulu bulamaktan oluşur.

Silikon karbürün parçacık boyutu tercihen 1 ila 80 mikron, alüminanın parçacık boyutu ise tercihen 1 ila 40 mikrondur. Alüminosilikat liflerin uzunluğu tercihen 60 mikron ile 3 mm arasındadır. Ağırlıkça – 50% aralığında silika içeriğine sahip kolloidal silika solü ticari olarak temin edilebilir. Bu nedenle, buluşa konu filtrenin üretilmesinde kullanılan sulu bulamaç, genellikle ağırlıkça %5 ila 10% kolloidal silika solü içerecektir.

Seramik köpük filtre, seramik köpük üretimi için bilinen bir yöntem kullanılarak yapılabilir; bu yöntemde, organik bir köpük (genellikle poliüretan köpük) bağlayıcı içeren seramik malzemeden oluşan sulu bir bulamaçla emprenye edilir, emdirilmiş köpük, suyu uzaklaştırmak için kurutulur ve kurutulmuş emdirilmiş köpük, organik köpüğü yakarak seramik köpük elde etmek üzere pişirilir. Bu yöntemle seramik köpüklerin üretimi, Amerika Birleşik Devletleri Patenti 3090094 ve İngiliz Patentleri 932862, 916784, 1004352, 1054421, 1377691, 1388911, 1388912 ve 1388913 numaralı İngiliz patentlerinde açıklanmıştır.

Üretim sırasında, buluşa konu seramik köpük filtre en az 1150 °C'de pişirilmelidir. Tercihen, pişirme sıcaklığı 1200 °C ile 1300 °C arasındaki aralıkta olmalıdır.

Dolayısıyla, buluşun bir başka özelliğine göre, silikon karbür, alümina, kolloidal silika sol ve alüminosilikat lifleri içeren bir sulu bulamacın oluşturulmasını, organik bir köpüğün bu bulamaçla emprenye edilmesini, emprenye edilmiş köpüğün kurutulmasını ve kurutulmuş emprenye edilmiş köpüğün en az 1150 °C sıcaklıkta fırınlanmasını içeren bir seramik köpük filtre üretim yöntemi sunulmaktadır.

Filtre fırınlandığında, kolloidal silika, alümino-silikat lifleri ve daha ince alümina parçacıkları birbirleriyle etkileşime girerek, silikon karbür ile daha iri alümina parçacıklarını çevreleyen ve bir alüminyum silikat birincil bağlayıcı fazına sahip bir seramik matris oluşturur. Alümino-silikat liflerinin seramik matris içinde önemli ölçüde çözündüğü, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak seramik köpük filtrenin mikroskobik incelemesiyle kanıtlanabilir.

Sıvı karışım, organik köpüğün emprenye edilmesi sırasında karışımın uygulama özelliklerini iyileştirmek amacıyla başka katkı maddeleri de içerebilir. Bu tür katkı maddelerine örnek olarak, kil, pirolitik silika gibi reolojik maddeler veya organik kıvam arttırıcılar, polivinil alkol gibi kaplama yardımcı maddeleri ve köpük önleyici maddeler verilebilir.

İstenirse, buluşa konu filtreler, kurutulduktan sonra ve emprenye edilmiş organik köpüğün pişirilmesinden önce aynı bileşime sahip ek seramik malzeme ile kaplanarak daha da iyileştirilebilir. Filtreler bu şekilde kaplandığında, kaplama kütlesi genellikle bitmiş filtrenin ağırlığının %5 – 10’unu oluşturur.

Bu buluşa konu filtreler, fosfat bağlı silikon karbür filtrelere kıyasla daha dayanıklıdır ve daha az ufalanır; daha dayanıklı olmaları nedeniyle, daha ince kesitlerde, yani 15 mm civarında veya daha ince olarak kullanılmaları mümkündür.

Aşağıdaki örnekler, buluşu açıklamaya yarayacaktır. ÖRNEK 1

Erimiş demirin süzülmesi için uygun seramik köpük filtreler şu şekilde üretilmiştir:-

Aşağıdaki bileşime sahip bir sulu bulamaç hazırlandı:-

Sütunlar=2> Başlık Sütun 1: Başlık Sütun 2: % Ağırlıkça silikon karbür (parçacık boyutu D50=25 mikron)47,00 alümino (parçacık boyutu D50=4 mikron)25,00 alümino-silikat lifleri (uzunluk 3 mm) 2,00 kil 3,00 pirolitik silika 2,50 kıvam arttırıcı 0,05 polivinil alkol 3,25 kolloidal silika sol (ağırlıkça % silika) 5,50 köpük önleyici 0,10 su 10,60
Silikon karbür, alümina, alüminosilikat lifleri, kil, füme silika ve kıvam arttırıcı madde bir toz karıştırıcısında birbiriyle karıştırıldı ve bir karıştırıcıya aktarıldı. Polivinil alkol ve köpük önleyici madde ilave edildi ve bileşenler karıştırıldı. Ardından kolloidal silika solü ilave edildi ve daha fazla karıştırma sonucunda hamur kıvamında bir karışım elde edilecek şekilde yeterli miktarda su eklendi. Son olarak kalan su da ilave edildi ve bir bulamaç elde edilene kadar karıştırma işlemi sürdürüldü.

50 x 50 x 22 mm ve 50 x 50 x 15 mm boyutlarındaki ağ yapılı esnek poliüretan köpük parçaları bulamaçla emprenye edildi ve fazla bulamaç çıkarıldıktan sonra, emdirilmiş parçalar 180 ila 190 °C'de 1 saat boyunca kurutuldu ve ardından 1200 °C'ye ısıtıldı ve bu sıcaklıkta 1 saat boyunca pişirildi.

22 mm kalınlığındaki filtrelerin basınç dayanımı ölçüldü ve ortalama 2,7 kg/cm² olduğu tespit edildi. Aynı boyutlardaki, piyasada satılan fosfat bağlayıcılı silikon karbür bazlı seramik köpük demir filtrelerinin ortalama basınç dayanımı ise 1,5 kg/cm² idi.

15 mm kalınlığındaki filtrelerden on tanesi, 1400 °C sıcaklıktaki erimiş gri demirin 500 mm yükseklikten doğrudan çarpmasıyla erimiş demiri filtrelemeye uygunluklarını değerlendirmek üzere test edildi ve tüm filtreler testi geçti.

Benzer bir çarpma testinde, aynı boyutlardaki fosfat bağlı silikon karbür bazlı seramik köpük filtrelerin 10 tanesinden 9’u başarısız oldu. ÖRNEK 2

Örnek 1’de açıklanan yöntem kullanılarak, 50 x 50 x 15 mm boyutlarındaki ağ yapılı esnek poliüretan köpük parçalarından ve üç farklı sulu bulamaktan seramik köpük filtreler üretilmiştir.

Çamurların ağırlıkça yüzde bileşimi aşağıdaki gibiydi:-

Sütunlar=4> Başlık Sütun 1: Başlık Sütun 2: 1 Başlık Sütun 3: 2 Başlık Sütun 4: 3 silikon karbür (parçacık boyutu D50=25 mikron)30,00 30,0030,00 alümina (parçacık boyutu D50=4 mikron)43,00 42,00 42,00 alüminosilikat lifleri (ortalama uzunluk 150 mikron) - - 1,00 andaluzit - 1,00 - kil 3,00 3,00 3,00 pirolitik silika 2,00 2,002,00 kıvam arttırıcı madde0,050,050,05 polivinil alkol3,003,003,00 köpük önleyici madde0,150,150,15 kolloidal silika sol (ağırlıkça % silika) 10,00 10,00 10,00 su 8,80 8,80 8,80
Alüminosilikat lifleri içermeyen çamur 1’den üretilen filtrelerin ortalama basınç dayanımı 1,44 kg/cm² idi; alüminosilikat lifleri yerine partikül halindeki bir alüminyum silikat olan andalusit içeren çamur 2'den üretilen filtrelerin ortalama basınç dayanımı 1,10 kg/cm² idi; ve buluğa göre alüminosilikat lifleri içeren ve çamur 3'ten üretilen filtrelerin ortalama basınç dayanımı 1,65 kg/cm² idi.

3 numaralı çamurdan elde edilen filtreler, 1 numaralı çamurdan elde edilen filtrelerden 15% daha güçlüydü ve 2 numaralı çamurdan elde edilen filtrelerden 50% daha güçlüydü.