W artykule przedstawiono korzyści wynikające z zastosowania piankowych filtrów ceramicznych. Omówiono zalety i dobór filtrów zarówno przy odlewaniu żeliwa i staliwa, jak i metali kolorowych.
EN
In the article advantages resulting from the application of foam ceramic filters are presented. Advantages as well as the selection of filters when pouring cast iron or cast steel and non-ferrous metals are described.
W niniejszej pracy zostały przedstawione wyniki porównawczych badań różnych rodzajów filtrów (filtrów wytłaczanych CELHOF, filtrów prasowanych RLF, ceramicznych filtrów piankowych SKF i filtrów labiryntowych LF) na lejność i zawartość wtrąceń niemetalowych, a także na niektóre inne cechy odlewów.
W artykule przedstawiono wyniki badania możliwości zastosowania filtra ceramicznego w instalacji zgazowania biomasy oraz sprawdzenie skuteczności odpylania w przypadku odpylania powstającego gazu procesowego zamiast odpylania spalin. Dzięki temu można uzyskać znacznie niższy poziom emisji pyłu, niż w przypadku odpylania spalin. Badania przeprowadzono na oryginalnym stanowisku do zgazowania biomasy, w którym jako materiał wykorzystano trociny z drzew iglastych. Opisano zasadę działania stanowiska, metodykę pomiarów oraz wykorzystane przyrządy pomiarowe. Zmierzono zapylenie gazu przed i za filtrem, określając skuteczność odpylania gazu na poziomie 99,1%. Przeprowadzono analizę gazu procesowego oraz odseparowanego pyłu. W oparciu o wyniki tych analiz oszacowano zapylenie spalin za komorą spalania gazu. Wyliczono, że zawartość pyłu w spalinach zmniejszyła się 11-to krotnie w stosunku do zapylenia gazu procesowego za filtrem. W trakcie badań przeprowadzono pomiar zapylenia spalin opuszczających komorę spalania. Stwierdzono dobrą zgodność obliczonej wartości zapylenia z wartością zmierzoną za komorą spalania. Metoda szacowania pozwoliła obliczyć całkowitą skuteczność odpylania spalin za pomocą filtra ceramicznego. Na jej podstawie określono skuteczność odpylania filtra na poziomie 99,9%.
EN
This paper presents a study on the application of a ceramic filter in the biomass gasification process and its efficiency in particulate matter removal from the process gas and flue gas. A significant advantage of this type of filter is its high efficiency in small particle removal (< 1 µm). This feature allows us to reach the much lower emissions that are required by the applicable standards. The study was performed using an original biomass gasification installation, where conifer scobs were used as feedstock. The installation, its operation and measurement methodology are described in the article. The study included the analysis of process gas and particulate matter, as well as particulate matter content before and after the filter was applied. The measurements indicate that the efficiency of particulate matter removal reaches 99.1%. The analysis of particulate matter in the process gas allowed us to determine that its content was 18.26%, and additionally it was indicated that it contained combustible parts, which undergo combustion in the combustion chamber. It was found that the content of particulate matter is reduced 11 times when compared to the process gas before the filter. An accurate estimation of particulate matter content in flue gas has been also shown for the system without the ceramic filter. As a result, the method allowed us to determine the overall efficiency of particulate matter removal using the ceramic filter, which is equal to 99.9%.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Previous paper (part I) describes some methods of monotubular ceramic filters disruptive strength measurements. They are free of difficulties caused by classic methods of especially purpose made samples ripping. Current paper is devoted to assessment of reliability of probably most simple and convenient methods of disruptive strength testing for tubular ceramic filters. The method is diamentric compression of ring samples. Rings with 1 cm hight were cut from extrusion molded tubular filters with external diameter of 2,15. Authors present results of K4 stress intensity coefficient which was used for desruptive strength calculations based on results of diametric compression of ring-shape samples. K4 results were verified by comparison with results from tubular and ring-shape samples disruption with use of internal pressure.
Znaczenie filtracji ciekłych metali filtrami ceramicznymi. Wielkości hydrauliczne przy przepływie cieczy przez filtr. Równanie Bernoulliego i jego zastosowanie w opisie filtracji ciekłych metali. Zjawiska fizyczne związane z przepływem cieczy przez kapilarę. Prawo Hagena-Poiseuilla i Darcy’ego. Charakterystyka przepływu laminarnego i turbulentnego. Bezwymiarowe kryteria charakteryzujące przepływ ciekłych metali przez filtr ceramiczny i podstawowe mechanizmy filtracji ciekłych metali.
EN
Importance of metal melts filtration by ceramic filters. Hydraulic conditions at melt flow through filter. Bernouilli equation and its use for description of metal melts filtration. Physical regularities of melt flow in capillary. Hagen-Poiseuille law and Darcy’s law. Characteristics of laminar flow. Attributes of turbulent flow. Dimensionless criteria characterized melt flow through ceramic filter. Principal mechanisms of metal melts filtration.
The use of cast aluminium has still increased, so have the mechanical property requirements. By casting and also in other metallurgical processes, the inclusions enter to the molten aluminium alloy and it exhibits poor ductility or toughness. It can cause a variety of problems in the manufacture of aluminium alloy castings. Therefore, the purification of the molten aluminium alloy is one of the most important processes for improving the quality of Al-products. Filters have been used for many years in order to improve the quality of castings. The inclusions in molten secondary AlSi7Mg0.3 cast were removed using depth filtration by ceramic foam filters of 20 ppi porosity. Were used 4 types of ceramic filters in 2 thicknesses (15 and 22 mm); Brinell hardness and porosity were measured. Quality of microstructure (occurrence of oxidic particles and larger non-metallic inclusions) was observed. Experimental results show that the insertion of ceramic filters into the inlet system has contributed primarily to a decrease in porosity. On the microstructure, the inclusion of filters was not significantly reflected.
W pracy przedstawiono opracowania teoretyczne filtracji ciekłej stali z wtrąceń niemetalicznych za pomocą filtrów ceramicznych: model kinetyczny procesu filtrowania oraz warunek termodynamiczny samorzutnej adsorpcji ciekłego wtrącenia niemetalicznego przez powierzchnię ceramiczną filtra. Rozważania teoretyczne poparto wynikami badań laboratoryjnych filtrowania ciekłej stali uprzednio odtlenionej glinem i zestawem odtleniaczy typu Al-Mn-Si.
EN
The work presents theoretical grounds for the process of refining molten steel from liquid non - metalic inclusions, using the method of filtration with ceramic filters: the kinetic model of the process of filtration and the thermodynamic precondition to the spontaneous adsorption of liquid non - metalic inclusions on the surface of a ceramic filter. Theoretical consideration has been supported by the results of laboratory tests of steel filtration, which has been previously reduced with aluminium and complex deoxidants type Al-Mn-Si.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of investigations of the process of filtration of solid non-metallic inclusions from liquid steel with use of multi-hole ceramic filters (filtrating surfaces) characterised by a varying slenderness ratios. In order to eliminate the negative influence of the ambient air atmosphere the investigations have been carried out under a protective argon atmosphere. The experimental results obtained have proved earlier suggestions of papers [9-12] about the negative influence of ambient air atmosphere, as well as the essential influence of slenderness ratio of the used multi-hole ceramic filter at the increase of effectiveness of the liquid steel refining processes carried out through steel filtration.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań procesu rafinacji ciekłej stali z stałych wtrąceń niemetalicznych przy pomocy wielootworowych filtrów ceramicznych charakteryzujących się zmienną smukłością (powierzchnią filtracyjną). W celu wyeliminowania negatywnego wpływu otaczającej atmosfery powietrza badania przeprowadzono w atmosferze ochronnej argonu. Otrzymane wyniki eksperymentów potwierdziły wcześniejsze sugestie autorów prac [9-11, 15] o negatywnym wpływie otaczającej atmosfery powietrza jak również istotnym wpływie smukłości stosowanych wielootworowych filtrów na wzrost skuteczność rafinacji ciekłej stali poprzez jej filtrację.
The concerned paper presents results of wide scope of liquid steel filtering tests by means of ceramic filters, including laboratory, model and industrial testing in the conditions of conventional (ingot) and continuous steel casting. Multi- hole (sieve) ceramic filters made of mullite and corundum, of the structure adjusted to the type of conducted experiment were used for testing. Selection of ceramic material for filter construction accounted for the conditions of filter operations including: high temperature (liquid steel temperature), filtering duration determined by mass of the filtered steel, hydrodynamics of steel flow through filter holes an and wettablity of filter ceramics by non-metallic inclusions. In order to assess the effectiveness of liquid steel filtering in reference to unfiltered steel, the following criteria have been adopted: - change in surface share of non-metallic inclusions, - change in the quantity of non -metallic inclusions and dimensions thereof, - change in total oxygen content (summary). The obtained results of tests confirm high effectiveness of liquid steel filtering by means of ceramic filters and may constitute a basis for development of a new technology of steel refining by means of filtration.
PL
prezentowanej pracy przedstawiono wyniki szerokiego zakresu badań procesu filtracji ciekłej stali filtrami ceramicznymi, obejmującego badania laboratoryjne, modelowe i przemysłowe w warunkach konwencjonalnego (do wlewnic) i ciągłego odlewania stali. W badaniach stosowano filtry ceramiczne wielootworowe (sitkowe) wykonane z mulitu i korundu o konstrukcji dostosowanej do rodzaju prowadzonego eksperymentu. Wybór tworzywa ceramicznego do budowy filtrów uwzględniałwarunki pracy filtra do których zaliczano: wysoką temperaturę (temperaturę ciekłej stali), czas filtrowania określony masą filtrowanej stali, hydrodynamikę przepływu stali przez otwory filtra oraz zjawisko zwilżalności ceramiki filtra przez ciekłe wtrącenia niemetaliczne. Dla oceny skuteczności procesu filtrowania ciekłej stali w odniesieniu do stali niefiltrowanej, przyjęto następujące kryteria: - zmianę udziału powierzchniowego wtrąceń niemetalicznych, - zmianę liczby wtrąceń niemetalicznych i ich wymiar, - zmianę zawartości tlenu całkowitego (sumarycznego). Uzyskane wyniki badań świadczą o dużej skuteczności metody filtrowania ciekłej stali filtrami ceramicznymi i mogą stanowić podstawę do opracowania nowej technologii rafinacji stali metodą filtracji.
W pracy przestawiono wyniki badań laboratoryjnych filtracji wielootworowymi filtrami ceramicznymi stali, uprzednio odtlenionej zestawem (kompleksem) odtleniaczy składającym się z Al, Fe-Si, Fe-Mn. Uzyskane wyniki filtrowania są ściśle związane z warunkami zwilżania ceramiki filtra przez ciekłe wtrącenia niemetaliczne i wymiarami wtrąceń. W aspekcie planowania procesu filtrowania stali w kadzi pośredniej urządzenia COS, wykonano badania modelowe przepływu i mieszania stali w kadzi pośredniej z wariantowym rozwiązaniem konstrukcyjnym modelu filtra wielootworowego Wyniki tych badań pozwolą określić optymalną konstrukcję filtra i miejsce jego usytuowania w kadzi pośredniej.
EN
This research presents the results of laboratory tests of steel filtration with multi-hole ceramic filters, previously reduced with a set of complex deoxidants consisting of Al, Fe-Si, Fe-Mn. The obtained results of filtration are closely related to the ceramic filter wetting conditions by liquid non metallic inclusions and the quantity of inclusions. As far as the planning of steel filtration process in an intermediate ladle is concerned, a model testing of steel flow and mixing in an intermediate ladle with an equivalent constructional solution of multi-hole ceramic filter has been conducted. The results of these tests will make it possible to define the optimum filter construction and its position in the intermediate ladle.
W artykule przedstawiono wyniki weryfikacji konkluzji BAT 20, 22 i 23 dla spiekalni rud. Badania przeprowadzono na linii do półprzemysłowej symulacji procesu spiekania rud żelaza, będącej na wyposażeniu Zakładu Badań Procesów Surowcowych Instytutu Metalurgii Żelaza. Stwierdzono, że możliwe jest spełnienie tych konkluzji BAT. Dzięki właściwościom wkładów ceramicznych pokrytych katalizatorem V2O5/TiO2 uzyskano prawie 100% redukcję pyłów i SOx oraz około 60% redukcję NOx ze spalin.
EN
The paper presents the results of the verification of BAT conclusions 20, 22 and 23 for the sinter plants. The research was carried out on a line for semi-industrial simulation of iron sintering at the Department of Primary Processes of the Institute for Ferrous Metallurgy. Based on the obtained data, it was found that it is possible to realise these BAT conclusions. Owing to the properties of ceramic inserts coated with a V2O5/TiO2 catalyst nearly 100% reduction of particulate matter and SOx, as well as about 60% reduction of NOx from flue gas were achieved.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki szerokiego zakresu badań procesu filtracji ciekłej stali filtrami ceramicznymi, obejmującego badania laboratoryjne, badania modelowe i przemysłowe w warunkach konwencjonalnego (do wlewnic) i ciągłego odlewania stali. W badaniach stosowano filtry ceramiczne wielootworowe (sitkowe) wykonane z mulitu i korundu o konstrukcji dostosowanej do rodzaju prowadzonego eksperymentu, których wybór uwzględniał warunki pracy filtrów. Ocenę skuteczności procesu filtrowania ciekłej stali w odniesieniu do stali niefiltrowanej, przeprowadzono na podstawie badań chemicznych i metalograficznych stali, w oparciu o kryteria zmiany udziału powierzchniowego wtrąceń niemetalicznych, zmianę liczby wtrąceń i ich wymiaru oraz zmiany zawartości tlenu całkowitego w stali. Uzyskane wyniki badań świadczą o dużej skuteczności metody filtrowania ciekłej stali filtrami ceramicznymi i mogą stanowić podstawę do opracowania nowej technologii rafinacji stali metodą filtracji.
EN
The results of a wide range of liquid steel filtration process investigations by ceramic filters are presented. The investigations included laboratory mathematical and physical modeling and industrial-scale experiments of conventional ingot casting and continuous casting. The ceramic polyhole extruded filters made of mullite and corundum were used. The filters were designed by taking into account the type of experiment. The ceramic material of the filters was chosen with regard to the conditions of their operation. The assessment of the filtration efficiency in relation to non-filtered steel was made based on chemical and metallographic investigations taking into account the following criteria: changes in surface share of nonmetallic inclusions, changes in quantity of nonmetallic inclusions and their dimensions, and changes in total oxygen content. The achieved results showed high efficiency of the liquid steel filtration process by ceramic filters and they can be a basis for the liquid steel refining technology.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.