Gravimetric and dilatometric research of elements action on three dimensional filter by thermal effects

Investigación gravimétrica y dilatométrica de la acción de elementos sobre filtro tridimensional por efectos térmicos

En el trabajo se presentan los resultados del estudio de los cambios de peso de los elementos filtrantes cuando se calientan. Para todas las variantes de elementos filtrantes en las fases primarias de calentamiento se observa un aumento característico de sus dimensiones lineales debido a su dilatación térmica. Se estableció que el uso de silicato de etilo hidrolizado como aglutinante, así como solución acuosa de vidrio líquido con adición de polvo de aluminio en el material refractario permite obtener elementos filtrantes sin sinterización en fase sólida a alta temperatura.

INTRODUCCIÓN

Junto con los métodos de refinación ampliamente conocidos en la metalurgia, se utiliza más ampliamente un método de filtración relativamente nuevo de refinación de metales y aleaciones que se caracteriza por su alta eficacia y disponibilidad [1,2], ya que no requiere una gran inversión de capital y simplemente se adapta a los procesos tecnológicos existentes. La esencia del método consiste en hacer pasar una masa fundida metálica a través de una unidad de filtración, como resultado de la cual, a través de fenómenos físico-químicos, de adhesión y adsorción, mecánicos y otros, tiene lugar el refinado de la masa fundida a partir de inclusiones no metálicas [3].

Existen dos esquemas principales del proceso de refinado por filtración de metales: 1) filtración a través de filtros planos (bidimensionales) (placas, mallas) y 2) filtración a través de filtros tridimensionales. Los primeros, debido a su pequeña altura (anchura), permiten limpiar la masa fundida principalmente de grandes inclusiones no metálicas en su mayoría de carácter exógeno, cuyas dimensiones son mayores que r los canales de poros del filtro.

La reducción del tamaño de las aberturas (canales) o el uso de un filtro multicapa aumenta el efecto de limpieza, pero está limitado por la posibilidad de que la masa fundida pase a través de los canales del filtro debido al aumento de la contrapresión relacionada con la falta de humectación de la superficie del filtro con la masa fundida filtrada.  Los filtros bidimensionales no permiten limpiar eficazmente una masa fundida metálica de inclusiones finamente dispersas cuyo tamaño es muy inferior al de sus aberturas. Además, en los fundidos metálicos las inclusiones finamente dispersas, tanto numérica como volumétricamente, constituyen la mayor parte de las partículas no metálicas. Este inconveniente de los filtros bidimensionales no puede eliminarse mediante ningún método de activación de la interacción de las partículas no metálicas con la superficie del filtro. Cabe señalar que los filtros bidimensionales se utilizan mucho en la fundición de hierro, ya que al filtrar hierro es importante que no haya partículas no metálicas rugosas en el metal cuyo tamaño supere el de las inclusiones de grafito, porque las propias inclusiones de grafito en una matriz metálica son también el punto de concentración de tensiones internas y de origen de grietas.