Se ha descubierto ahora que se obtienen filtros mejorados para el metal fundido si la espuma cerámica se fabrica a partir de una composición que incluye carburo de silicio, alúmina, sol de sílice coloidal y una proporción menor de fibra de aluminosilicato.
Según la invención, se propone un filtro de espuma cerámica fabricado a partir de una composición que comprende carburo de silicio, alúmina, sílice derivada de tierra de sílice coloidal y fibras de aluminosilicato, y que ha sido cocido a una temperatura tal que el filtro presenta una matriz cerámica en la que las fibras de aluminosilicato están prácticamente disueltas.
Los filtros para metal fundido se fabrican preferentemente a partir de una suspensión acuosa con un contenido en sólidos que comprende entre 20 y 50 % en peso de carburo de silicio, entre un 20 y un 50 % en peso de alúmina, entre un 1,5 y un 5,0 % en peso de sílice derivada de sol de sílice coloidal y entre un 1 y un 3 % en peso de fibras de aluminosilicato.
El tamaño de partícula del carburo de silicio es, preferiblemente, de 1 a 80 micras, y el de la alúmina es, preferiblemente, de 1 a 40 micras. Las fibras de aluminosilicato tienen, preferiblemente, una longitud de entre 60 micras y 3 mm. Los soles de sílice coloidal se encuentran disponibles en el mercado y tienen un contenido de sílice comprendido entre el 30 y el 50 % en peso. Por lo tanto, la suspensión acuosa utilizada para fabricar el filtro de la invención contendrá habitualmente entre un 5 y un 10 % en peso de sol de sílice coloidal.
El filtro de espuma cerámica puede fabricarse mediante un proceso conocido de fabricación de espuma cerámica, en el que una espuma orgánica, normalmente una espuma de poliuretano, se impregna con una suspensión acuosa de material cerámico que contiene un aglutinante; a continuación, la espuma impregnada se seca para eliminar el agua y, una vez seca, se cuece para quemar la espuma orgánica y producir una espuma cerámica.
Durante la fabricación, el filtro de espuma cerámica El material objeto de la invención debe cocerse a una temperatura mínima de 1150 °C. Preferiblemente, la temperatura de cocción se sitúa en el intervalo comprendido entre 1200 °C y 1300 °C.
Por consiguiente, según otra característica de la invención, se propone un procedimiento de fabricación de un filtro de espuma cerámica que comprende la formación de una suspensión acuosa que contiene carburo de silicio, alúmina, un sol de sílice coloidal y fibras de aluminosilicato, la impregnación de una espuma orgánica con dicha suspensión, el secado de la espuma impregnada para eliminar el agua y la cocción de la espuma impregnada y seca a una temperatura de al menos 1150 °C.
Cuando el filtro se cuece, la sílice coloidal, las fibras de aluminosilicato y las partículas más finas de alúmina interactúan para formar una matriz cerámica que rodea al carburo de silicio y a las partículas más gruesas de alúmina, y que presenta una fase aglutinante primaria de silicato de aluminio. La disolución sustancial de las fibras de aluminosilicato en la matriz cerámica puede demostrarse mediante un examen microscópico del filtro de espuma cerámica con un microscopio electrónico de barrido (MEB).
La suspensión también puede contener otros aditivos para mejorar las propiedades de aplicación de la suspensión durante la impregnación de la espuma orgánica. Algunos ejemplos de estos aditivos son los agentes reológicos, como la arcilla, la sílice pirogénica o los espesantes orgánicos, los aditivos de recubrimiento, como el alcohol polivinílico, y los agentes antiespumantes.
Si se desea, los filtros de la invención pueden mejorarse aún más recubriéndolos con un material cerámico adicional de la misma composición, tras el secado y antes de la cocción de la espuma orgánica impregnada. Cuando los filtros se recubren de esta manera, la masa de recubrimiento constituirá generalmente entre el 5 y el 10 % en peso del filtro acabado.
Los filtros de la invención son más resistentes y menos quebradizos que los filtros de carburo de silicio con aglutinante de fosfato y, al ser más resistentes, es posible utilizarlos en secciones más delgadas, es decir, de unos 15 mm o menos.