Filtro cerámico de espuma para fundición de aluminio

El filtro cerámico de espuma para fundición de aluminio está fabricado con un material de espuma flexible de célula abierta, preferiblemente hidrófobo, que presenta una pluralidad de huecos interconectados rodeados por una red de dicho material de espuma flexible. Entre los materiales típicos que pueden utilizarse se incluyen las espumas poliméricas, como las espumas de poliuretano, y las espumas de celulosa. En general, puede utilizarse cualquier espuma plástica orgánica combustible que posea elasticidad y la capacidad de recuperar su forma original. La espuma debe quemarse o volatilizarse por debajo de la temperatura de cocción del material cerámico utilizado.

La suspensión cerámica acuosa que se utilice debe ser tixotrópica, tener una fluidez relativamente alta y consistir en una suspensión acuosa de cerámicas destinadas a su uso en el material. Entre los materiales cerámicos típicos que pueden utilizarse preferentemente se incluyen la alúmina y otros como la circonia, la cordierita, la mullita y similares.

El material de espuma flexible se impregna con la suspensión cerámica acuosa, de modo que la malla fibrosa quede recubierta por ella y los huecos se rellenen con ella. Por lo general, es preferible sumergir simplemente la espuma en la suspensión durante un tiempo lo suficientemente breve como para garantizar que quede completamente impregnada.

A continuación, el material de espuma impregnado se comprime para expulsar una parte de la pasta, mientras que la red fibrosa queda parcialmente cubierta por ella y presenta múltiples poros obstruidos en todo el cuerpo para aumentar la tortuosidad de la trayectoria del flujo; es decir, distribuidos uniformemente por todo el cuerpo cerámico, en lugar de agruparlos. En funcionamiento continuo, la espuma impregnada puede pasar por rodillos preajustados para lograr una descarga ideal de la suspensión de la espuma y mantener en ella el grado deseado de impregnación. Naturalmente, esto puede hacerse manualmente simplemente apretando el material de espuma flexible hasta el grado deseado. En esta fase, la espuma sigue siendo flexible y, si es necesario, puede moldearse para formar una estructura adecuada para la tarea de filtrado específica, es decir, una placa curvada, un cilindro hueco, etc. La espuma moldeada debe mantenerse en su sitio por medios convencionales hasta la descomposición del sustrato orgánico o, preferiblemente, hasta que la cerámica se sinterice. A continuación, la espuma impregnada se seca por cualquier medio adecuado, como el secado al aire, el secado acelerado a una temperatura de entre 100 °C y 700 °C durante un periodo de entre 15 minutos y 6 horas, o mediante secado por microondas. El secado al aire puede completarse en un plazo de entre 8 y 24 horas. Tras el secado, el material se calienta a una temperatura elevada para sinterizar el recubrimiento cerámico sobre la malla fibrosa, dejando múltiples poros bloqueados tal y como se ha descrito anteriormente.

El filtro cerámico de espuma para productos de fundición de aluminio es un material poroso, fundido material de espuma cerámica que está prácticamente exenta de componentes orgánicos y se caracteriza por sus propiedades mecánicas, térmicas y químicas, superiores a las de los materiales de espuma cerámica conocidos hasta la fecha. La espuma cerámica se caracteriza por tener una estructura de célula abierta con múltiples huecos interconectados rodeados por una malla cerámica, sin la presencia de aglutinantes potencialmente nocivos ni de fases vítreas o arcillosas. La espuma es un producto sólido sinterizado, especialmente adecuado para aplicaciones a alta temperatura, como la filtración de hierro o aluminio. Cualquier pequeña cantidad de aditivos orgánicos se eliminará durante el proceso de calcinación. Si es necesario, se puede utilizar una pequeña cantidad de aditivos inorgánicos sin comprometer el rendimiento, como menos de 1% de coadyuvantes de sinterización (por ejemplo, óxido de zinc), inhibidores del crecimiento de grano (por ejemplo, óxido de magnesio) o aditivos reológicos inorgánicos (por ejemplo, arcilla).