Proceso de fabricación de filtros cerámicos de espuma

El filtro cerámico de espuma se fabrica mediante la tecnología de replicación de espuma, un método convencional para producir espuma cerámica que se utiliza como dispositivo de filtrado de metal fundido. En el proceso de fabricación de los filtros cerámicos de espuma, la pasta cerámica se recubre sobre la espuma de poliuretano y, a continuación, se seca y se cuece. Durante el proceso de cocción, la espuma de poliuretano recubierta de cerámica se evapora, pero la estructura cerámica se conserva, formando así una espuma cerámica a modo de exoesqueleto que presenta huecos en los lugares donde antes se encontraba el poliuretano. Esta estructura consiste, en esencia, en una red de pilares con poros a su alrededor o en su interior.

Proceso de fabricación de filtros cerámicos de espuma

La pasta utilizada se selecciona en función del material cerámico empleado en la aplicación. La pasta utilizada debe permitir que el producto final presente las características adecuadas y debe tener la resistencia mecánica suficiente para soportar condiciones específicas de alta temperatura. Además, la pasta presenta una fluidez relativamente alta, y es preferible que la pasta utilizada en el filtro esté compuesta por una solución acuosa de suspensión cerámica. Por lo general, la pasta contiene agua. La pasta también puede contener aditivos, como aglutinantes y tensioactivos.

El material de espuma elástica se impregna con una suspensión cerámica en agua para formar un recubrimiento en forma de red similar a una fibra en la superficie del material de espuma elástica, y también se rellenan las cavidades. Por lo general, la espuma se impregna repetidamente con la suspensión y se prensa entre dos impregnaciones para garantizar una impregnación completa de la espuma.

Presione la espuma impregnada para extraer 25-75% de la suspensión, dejando atrás la parte de la red fibrosa que ha sido recubierta con ella. En funcionamiento continuo, la espuma impregnada puede pasar por un rodillo preajustado para expulsar la suspensión de la espuma, dejando la cantidad deseada para la impregnación. Esto también se puede conseguir simplemente apretando manualmente el material de espuma elástico hasta el grado deseado. En esta fase, la espuma sigue siendo elástica y forma una estructura adecuada para la tarea de filtración específica. Con los métodos convencionales, es necesario colocar la espuma moldeada en una posición adecuada hasta que el sustrato polimérico se descomponga o hasta que la cerámica se sinterice.

Se seca la espuma impregnada a una temperatura de entre 35 y 700 °C durante un tiempo que oscila entre 2 minutos y 6 horas. Tras el secado, el material se calienta a alta temperatura para unir las partículas cerámicas y formar una red similar a una fibra. El material impregnado y secado se calienta en dos etapas. La primera etapa consiste en calentar a una temperatura de entre 350 y 700 °C y mantenerlo en este rango de temperatura durante un tiempo de entre 2 minutos y 6 horas para que la red de espuma elástica se queme o se volatilice. Este paso puede, obviamente, formar parte del ciclo de secado. La segunda etapa consiste en calentar a una temperatura de entre 900 y 1700 °C y mantenerla dentro de este rango de temperatura durante un tiempo de entre 2 minutos y 10 horas para unir las partículas cerámicas.

El filtro de espuma cerámica para aluminio fundido presenta una estructura de célula abierta, que se caracteriza por numerosas cavidades interconectadas rodeadas por una malla cerámica. En función de la estructura que requiera un proceso concreto de filtración de metal fundido, la espuma cerámica puede adoptar cualquier estructura deseada.