Пенокерамический фильтр для алюминиевого литейного производства

Пенокерамический фильтр для алюминиевого литейного производства изготавливается из гибкого пенообразного материала с открытыми порами, предпочтительно гидрофобного, имеющего множество взаимосвязанных пустот, окруженных сетью из указанного гибкого пенообразного материала. К типичным материалам, которые могут использоваться, относятся полимерные пены, такие как полиуретановые пены, и целлюлозные пены. В целом можно использовать любую горючию органическую пластическую пену, обладающую эластичностью и способностью восстанавливать свою первоначальную форму. Пена должна сгорать или улетучиваться при температуре ниже температуры обжига используемого керамического материала.

Используемая водная керамическая суспензия должна обладать тиксотропными свойствами, иметь относительно высокую текучесть и представлять собой водную суспензию керамических материалов, предназначенных для использования в данном материале. К типичным керамическим материалам, которые предпочтительно могут использоваться, относятся оксид алюминия, а также другие материалы, такие как оксид циркония, кордиерит, муллит и т. п.

Эластичный пенопласт пропитывают водной керамической суспензией таким образом, чтобы она покрыла волокнистое полотно и заполнила пустоты. Как правило, предпочтительно просто погрузить пенопласт в суспензию на время, достаточное для его полного пропитывания.

Затем пропитанный пенопласт сжимается для удаления части суспензии, при этом волокнистое полотно частично покрывается ею и приобретает множество забитых пор по всему объему, что увеличивает извилистость пути потока, то есть обеспечивает равномерное распределение пор по всему керамическому телу, а не их групповое скопление. При непрерывной работе пропитанный пенопласт можно пропускать через заранее установленные валки для достижения идеального отвода суспензии из пенопласта и поддержания в нём желаемого уровня пропитки. Естественно, это можно сделать вручную, просто сжимая гибкий пенопласт до нужной степени. На данном этапе пенопласт по-прежнему остается гибким и, при необходимости, может быть сформирован в конструкцию, подходящую для конкретной задачи фильтрации, а именно: изогнутую пластину, полый цилиндр и т. д. Сформированный пенопласт необходимо удерживать на месте обычными средствами до разложения органического субстрата или, предпочтительно, до спекания керамики. Затем пропитанный пенопласт сушат любым подходящим способом, например, путем сушки на воздухе, ускоренной сушки при температуре от 100 °C до 700 °C в течение от 15 минут до 6 часов или с помощью микроволновой сушки. Сушка на воздухе может быть завершена в течение 8–24 часов. После сушки материал нагревают до повышенной температуры для спекания керамического покрытия на волокнистой сетке, в результате чего образуются многочисленные заблокированные поры, как описано выше.

Пенокерамический фильтр для продукции алюминиевых литейных цехов представляет собой пористый, расплавленный керамический пенопласт который практически не содержит органических компонентов и отличается механическими, термическими и химическими свойствами, превосходящими свойства известных до сих пор керамических пеноматериалов. Керамическая пена характеризуется открытоячеистой структурой с множеством взаимосвязанных пустот, окруженных керамической сеткой, без присутствия потенциально вредных связующих веществ, а также стекловидных или глинистых фаз. Пенокерамика представляет собой твердый спеченный продукт, особенно подходящий для применения в условиях высоких температур, таких как фильтрация железа или алюминия. Любое небольшое количество органических добавок будет удалено в процессе обжига. При необходимости можно использовать небольшое количество неорганических добавок без ущерба для эксплуатационных характеристик, например, менее 1% спекающих добавок, таких как оксид цинка, ингибиторов роста зерен, таких как оксид магния, или неорганических реологических добавок, таких как глина.