Фильтр для расплавленного металла с пористой керамикой

Фильтр для расплавленного металла

Пористые керамические фильтры обладают трехмерной взаимосвязанной сетчатой структурой с открытыми порами (керамическая пена) и т. п., причем керамическая форма предпочтительно используется в качестве фильтрующего материала для расплавленного металла.

Этот пористый керамический фильтр Изготавливается путем нанесения керамической суспензии на гибкую полиуретановую пену с неячеистой сеткой в качестве основного материала, а затем карбонизации с целью удаления полиуретановой пены посредством спекания. Металлический слой наносится на пористое керамическое тело, покрывая всю поверхность каркасной решетки пористого керамического тела. Пористое керамическое тело имеет трехмерно взаимосвязанные открытые поры, структура которых практически не отличается от структуры сетчатой полиуретановой пены. Внутри каркаса, соответствующего полиуретановой пенной подложке, образуется сплошная полость. Эти отверстия образуют каналы для прохождения расплавленного металла.

В случае использования пористой керамической структуры, изготовленной преимущественно из вышеупомянутого пористого керамического тела, в качестве фильтра для расплавленного металла, удельный вес пористого керамического тела предпочтительно составляет от 0,3 до 0,6, что позволяет получить пористую керамическую структуру с высокими механическими свойствами и механической прочностью. Тепловая прочность может быть обеспечена на достаточно высоком уровне, чтобы выдерживать использование в качестве фильтра для расплавленного металла при высоких температурах. Для пористой керамической структуры, состоящей преимущественно из пористого керамического тела, также желательно, чтобы средний диаметр трехмерно взаимосвязанных отверстий после формирования металлического слоя составлял от 0,3 до 5 мм, и чтобы они были сформированы таким образом, чтобы ни в одном из них не наблюдалось значительного забивания. Кроме того, за счёт установки пористости пористой керамической структуры в диапазоне от 75% до 95% можно обеспечить высокую скорость и достаточную прочность.

Пористая керамическая структура предпочтительно включает в себя материалы, состоящие преимущественно из диоксида кремния, оксида алюминия и оксида магния, которые спекаются при температуре выше 1300 °C и имеют температуру размягчения выше 1250 °C. Пористая керамическая структура, изготовленная из керамики, при предварительном нагреве до температуры, близкой к температуре расплавленного металла, который должен проходить через неё, способна в достаточной степени противостоять термическому удару и выдерживать термический удар во время работы в режиме фильтрации.

В пористой керамической структуре на поверхности стенок пор, через которые может проходить жидкость, формируется пористое керамическое тело, такое как керамическая пена, с металлическим слоем, так что жидкость протекает через металлический слой, соприкасаясь с ним. В данном случае вид металла, образующего металлический слой, не ограничивается каким-либо конкретным вариантом, и его можно выбирать в зависимости от цели использования. В случае, когда фильтруемый расплавленный металл представляет собой алюминий, медь или железо, в качестве металла для покрытия предпочтительно выбирают платину, золото, серебро, медь, олово, латунь, бронзу и никель. Использование этих металлов в зависимости от фильтруемого расплава позволяет свести к минимуму выщелачивание растворимых металлических примесей, что приводит к снижению качества отфильтрованного расплава. В процессе прохождения расплава через соединенные между собой отверстия происходит отфильтровывание растворимых примесей и включенных твердых примесей.

Поскольку металлический слой наносится таким образом, что покрывает всю поверхность стенок пор пористой керамической структуры, через которые может проходить жидкость, при прохождении расплавленного металла через поры фильтра сопротивление потоку расплавленного металла снижается. Таким образом, время от подачи расплавленного металла на вход фильтра до начала фильтрации может быть значительно сокращено, и фильтрация может начаться в достаточной степени даже при пониженном начальном напоре. Кроме того, благодаря улучшенной смачиваемости устраняется локальное течение расплавленного металла внутри фильтра.