Пористый керамический пенофильтр для фильтрации расплавленного алюминия

Пористый керамический пенофильтр

Компания AdTech предлагает фильтр из пористой керамической пены, который особенно хорошо подходит для фильтрации расплавленного алюминия или алюминиевых сплавов. Основной состав фильтра: 20–70 % по массе % Al.₂O₃, 20–60 % по массе % SiO₂, 0–25 мас. % % — оксид группы II, и 2–20 мас. % % B₂O₃в конфигурации «ядро-оболочка», где ядро состоит из оксида алюминия с высоким содержанием кремнезема, а оболочка представляет собой боросодержащее стекло, окружающее ядро. Еще более предпочтительно, чтобы основной состав содержал 40–60 мас. % % Al₂O₃, 30–50 мас. % % SiO₂, 0–10 мас. % % CaO; 0–10 мас. % % MgO и 3–10 мас. % % B₂O_3.

В составе фильтра наиболее предпочтительно ядро составляет 65–85 мас. % %, а оболочка — 15–35 мас. % %. Еще более предпочтительно, чтобы ядро составляло 70–80 мас. % % фильтра, а остальную часть — оболочка. Оболочка герметично заключает сердцевину, тем самым защищая её от химического воздействия во время фильтрации, в частности от воздействия магния.

Сердечник предпочтительно содержит 45–60 мас. % оксида алюминия % и 40–55 мас. % диоксида кремния %. Оксид алюминия и диоксид кремния предпочтительно входят в состав в виде силиката алюминия, такого как муллит, кианит, силлиманит, прокаленный каолин и андалузит. Наиболее предпочтительным является кианит. Другими потенциальными материалами для сердцевины являются другие силикатные материалы с низким или нулевым коэффициентом теплового расширения, такие как плавленый кремнезем, литий-алюминий-силикаты (петалит) и магний-алюминий-силикаты (кордиерит).

Оболочка представляет собой, в основном, матрицу на основе борового стекла, которая окружает сердечник. Оболочка предпочтительно содержит 15–45 мас. % оксида алюминия %, 2–35 мас. % диоксида кремния %, 15–50 мас. % оксида бора % и 0–25 мас. % по крайней мере одного оксида группы II %. Еще более предпочтительно содержание оксида алюминия % в количестве 15–25 вес. частей. Еще более предпочтительно содержание диоксида кремния % в количестве 5–10 вес. частей. Еще более предпочтительно содержание оксида бора % в количестве 30–50 вес. частей. Оксид элемента II группы предпочтительно выбирается из кальция, стронция, бария и магния.

Пористый керамический пенофильтр основан на подходе, отличном от ранее использовавшихся производство керамических пенопластовых фильтров Технология. Вместо оксида алюминия используется алюмосиликатное зерно с низким коэффициентом теплового расширения, предпочтительно кианит или муллит, для повышения термоударной стойкости и снижения поперечного сжимающего напряжения. Однако муллит и кианит вступают в реакцию с расплавленным алюминием и его сплавами. Для защиты материала зерен от химического воздействия используется относительно инертная связующая фаза на основе сложного борного стекла, предпочтительно кальциевого или магнезиевого, оксида алюминия и диоксида кремния. Связующее из борового стекла является сплошным в общей матрице фильтра, образуя структуру «ядро-оболочка», причем оболочка из борового стекла полностью инкапсулирует и защищает ядро агрегатного зерна от воздействия паров магния. Это связующее из борового стекла развивает хорошую прочность в сыром состоянии при низкой температуре и действует как флюс, скрепляя зерна кианита во время обжига. Этот новый корпус фильтра в испытаниях с расплавленным металлом демонстрирует превосходную стойкость к воздействию паров магния.

В составе могут присутствовать в небольших количествах, как правило, менее 3 wt %, другие материалы на основе оксидов металлов в качестве примесей. К ним относятся K₂O, Na₂O, Fe₂O₃, и TiO₂, в том числе.