DD291480A5 - Keramikfilter zum filtrieren von metallschmelzen - Google Patents

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DD291480A5
DD291480A5 DD90337012A DD33701290A DD291480A5 DD 291480 A5 DD291480 A5 DD 291480A5 DD 90337012 A DD90337012 A DD 90337012A DD 33701290 A DD33701290 A DD 33701290A DD 291480 A5 DD291480 A5 DD 291480A5
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Werner Kallisch
Reiner Stoetzel
Rolf Rietscher
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Keramikfilter und ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Filtrieren von Metallschmelzen mit offenzelliger Schaumstruktur auf der Basis hochschmelzender Keramik mit zwei gegenueberliegenden quer zur Durchstroemrichtung der Metallschmelze verlaufenden Durchstroemflaechen und einer sich im wesentlichen in Durchstroemrichtung erstreckenden umlaufenden Seitenflaeche, wobei ein organisches Schaumstoffgeruest mit einem hochviskosen Keramikschlicker impraegniert, nach einem Trocknen das Schaumstoffmaterial durch Erhitzen entfernt und das verbliebene Keramikmaterial erhitzt und calciniert ist. Um eine erhoehte mechanische und thermische Stabilitaet zu erreichen, ist vorgesehen, dasz die umlaufende Seitenflaeche insgesamt mit einer geschlossenen Schicht aus feuerfestem Material einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm versehen und vorzugsweise die freien Zellstege der Schaumstruktur an den Durchstroemflaechen durch eine Beschichtung aus feuerfestem Material verschlossen sind.{Keramikfilter; offenzellige Schaumstruktur; Metallschmelze; Filtration; Seitenflaeche; geschlossene Schicht; freier Zellsteg; Durchstroemflaeche; Beschichtung}

Description

gegebenenfalls einer oberflächenseitigen Nachbehandlung mit feuerfestem Material nach dem Trocknen unterzogen ist, zu schaffen, das eine erhöhte mechanische und thermische Stabilität gegenüber Metallschmelzen besitzt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die umlaufende Seitenfläche in Umfangsrichtung insgesamt mit einer geschlossenen Schicht aus feuerfestem Material einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm versehen ist. Hierdurch wird erreicht, daß das Keramikfilter im Bereich der umlaufenden Seitenfläche einen geschlossenen Raum aufweist. Insbesondere werden hierbei die freien Zellstege an den Durchströmflächen durch eine Beschichtung verschlossen, die die Porosität des Keramikfilters nicht beeinträchtigt.
Die umlaufende Seitenfläche besteht bei einer mehreckigen Grundfläche, wie einem Quadrat, aus mehreren Abschnitten oder bei einer runden oder ovalen Grundfläche aus einem Abschnitt. Vorteilhafterweise sind freie Zellstege des Schaumstoffgerüstes an den Durchströmflächen durch eine Beschichtung aus feuerfestem Material verschlossen. Dabei ist es möglich, daß die Beschichtung in einer Stärke von 0,1 bis 1 mm aufgetragen ist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß die Schicht und/oder die Beschichtung aus feuerfestem Material aus dem zum Imprägnieren verwendeten Keramikschlicker besteht.
In weiterer Ausbildung der Erfindung umfaßt diese ein Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit offenzelliger Schaumstruktur, wobei ein organischer Schaum in den Abmessungen des herzustellenden Keramikfilters mit einem hochviskosen Schlicker aus hochschmelzendem Keramikmaterial imprägniert, getrocknet, zum Entfernen des organischen Schaums erhitzt und calciniert wird, wobei gegebenenfalls eine oberflächenseitige Nachbehandlung mit einem Material mit feuerfesten Eigenschaften vorgenommen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß im Bereich der umlaufenden Seitenfläche des Schaumstoffs soviel Material mit feuerfesten Eigenschaften in den Schaumstoff eingebracht wird, daß in deren Bereich auf der gesamten Länge in Umfangsrichtung eine geschlossene Schicht mit einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm ausgebildet wird.
Bevorzugt wird die geschlossene Schicht an den Seitenflächen ebenso wie die Beschichtung der freien Zellstege aus dem zum Imprägnieren verwendeten Keramikschlicker hergestellt. Hierfür verwendete Materialien sind an sich bekannt. Es kommen beispielsweise Substanzen mit einem Hauptbestandteil aus AI2O3 oder andere hochfeuerfeste, insbesondere hochtonerdehaltige Stoffe wie Sillimannit, MuIHt oder Schamotte in Frage. Die Viskosität des verwendeten Schlickers liegt vorteilhafterweise im Bereich von 104 bis 2 104cps bei 20U/min. Gegebenenfalls kann anstelle des zum Imprägnieren verwendeten Schlickers für die Herstellung der geschlossenen Schicht und/oder der Beschichtung der freien Zellstege auch ein anderer Schlicker aus feuerfestem Material oder aber ein an Luft abbindendes Mittel mit feuerfesten Eigenschaften wie beispielsweise Wasserglas, Kieselsol, Harze, Aluminiumphosphate, Zirkonoxidchlorid, Ethylsilicat verwendet werden.
Dabei kann die Beschichtung der freien Zellstege in einer Stärke von 0,1 bis 1 mm und 40 bis 400 mg/cm2 Beschichtungsmasse vorgenommen werden.
Es ist möglich, daß der organische Schaum nach dem Imprägnieren mittels eines Stempels, der dieselbe Grundfläche wie der Schaum aufweist, zusammengedrückt wird, wonach der Schaum entspannt wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der imprägnierte organische Schaum zum Ausquetschen überflüssigen Schlickers durch ein sich öffnendes Bandpaar geführt wird.
Zweckmäßig ist es, wenn die Porenzahl des organischen Schaums an der umlaufenden Seitenfläche derart verkleinert wird, daß dort beim Imprägnieren die geschlossene Schlickerschicht ausgebildet wird.
Hierbei kann die Porenzahl durch Ankleben von Schaummaterial mit feinerer Porenzahl entsprechend der Schichtdicke der geschlossenen Schlickerschicht verkleinert werden.
Es kann aber auch die Porenzahl durch Aufbringen eines Gespinsts von feinen Klebstoffäden auf die umlaufende Seitenfläche verkleinert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß der imprägnierte, getrocknete und ungebrannte Schaum mit Abschnitten der Seitenfläche durch wenigstens ein senkrecht stehendes Walzenpaar geführt wird, durch das hochviskoser Schlicker aufgetragen und mit der vorgesehenen Tiefe in den Schaum gedrückt wird.
Es kann aber auch das gebrannte Keramikfilter mit den Abschnitten seiner Seitenfläche durch wenigstens ein senkrecht stehendes Walzenpaar geführt werden, das ein an Luft abbindendes Mittel mit feuerfesten Eigenschaften aufträgt und mit der vorgesehenen Tiefe in das Keramikfilter drückt,
Vorteilhaft ist es, wenn der imprägnierte, getrocknete und ungebrannte Schaum durch ein senkrecht stehendes Walzenpaar geführt wird und dabei die freien Zellstege mit einem hochviskosen Schlicker beschichtet werden.
Hierbei kann aber auch das gebrannte Keramikfilter durch ein senkrecht stehendes Walzenpaar geführt werden und die freien Zellstege dabei mit einem an Luft abbindenden Mittel mit feuerfesten Eigenschaften beschichtet werden.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
Fig. 1: einen schematisierten, vergrößerten, ausschnittweisen Schnitt durch einen Keramikfilter vor dem Brennen;
Fig. 2 a Vorrichtung zur Herstellung einer umlaufenden geschlossenen Schicht bei einem Keramikfilter in schematisierter,
und 2 b perspektivischer Darstellung in verschiedenen Stufen der Herstellung;
Fig. 3: die Vorderansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von zwei gegenüberliegenden geschlossenen Randschichten in
schematischer Darstellung;
Fig. 4: die Draufsicht einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung von Randschichten in schematischer Darstellung;
Fig. 5: die Vorderansicht einer Prüfvorrichtung für Keramikfilter.
In Fig. 1 ist im Schnitt ein Rohfilter vor dem Brennen dargestellt, bei dem ein Schaumstoffgerüst 1 aus organischem Material wie etwa Polyurethanschaum o.dgl., das beispielsweise quaderförmig mit vier aneinandergrenzenden Abschnitten einer umlaufenden Seitenfläche 2 und zwei einander gegenüberliegenden parallelen Durchströmflächen 3 ausgebildet ist, mit einem hochviskosen Keramikschlicker 4 imprägniert ist. Wie nachfolgend im einzelnen ausgeführt wird, wird an allen Abschnitten der
Seitenfläche 2 eine geschlossene Schicht 5 einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm aus feuerfestem Material, insbesondere aus dem ebenfalls zum Imprägnieren verwendeten Keramikschlicker 4 erzeugt. Außerdem werden freie Zellstege 6 an den Durchströmflächen 3 mit einer Beschichtung 7 aus feuerfestem Material, insbesondere aus dem auch zum Imprägnieren verwendeten Keramikschlicker 4 bestehend versehen. Nach dem Brennen ist das Schaumstoffgerüst ausgebrannt und der Keramikschlicker 4 verfestigt.
Gemäß den Fig. 2a und 2 b kann zur Erzielung einer umlaufenden geschlossenen Schicht 5 im Bereich der Abschnitte der Seitenfläche 2 das mit dem Keramikschlicker 4 getränkte Schaumstoffgerüst 1 mittels eines Stempels 8, der die gleiche Grundfläche wie das Schaumstoffgerüst 1 aufweist, soweit zusammengedrückt werden, daß überschüssiger Keramikschlicker 4 in den Bereich der Seitenfläche 2 gelangt und sich teilweise auf der Außenseite wulstartig ansammelt, wie in Fig. 2 a angedeutet ist. Beim Entspannen des Schaumstoffgerüsts 1 durch Anheben des Stempels 8 bildet sich ein allseitig geschlossener Rahmen aus Keramikschlicker 4, da der überschüssige Wulst aus diesem an der Seitenfläche 2 sich beim Entspannen gleichmäßig über die Seitenfläche 2 verteilt. Anschließend wird der imprägnierte Schaum getrocknet und gebrannt sowie vor oder nach dem Brennen mit der Beschichtung 7 versehen.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann das Schaumstoffgerüst 1 auch'nach dem Tränken mit Schlicker durch ein sich öffnendes Bandpaar 9 geführt werden, zwischen dem das getränkte Schaumstoffgerüst 1 zunächst zusammengedrückt wird, wodurch überschüssiger Schlicker seitlich nach außen gedrückt wird und dort einen entsprechenden Wulst bildet. Beim weiteren Hindurchlaufen durch das Bandpaar 9 wird das Schaumstoffgerüst 1 wieder entspannt und der Schlickerwulst über die beiden gegenüberliegenden Abschnitte der Seitenfläche 2 gleichmäßig verteilt, so daß sich zwei gegenüberliegende geschlossene Schichten 5 ausbilden.
Gemäß Fig.4 werden die geschlossenen Schichten 5 dadurch erzeugt, daß die imprägnierten und getrockneten Schaumstoffgerüste 1 mittels eines horizontalen Förderers 10 durch ein senkrecht stehendes Walzenpaar 11 hindurchgeführt werden, das auf zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Seitenfläche 2 jeweils entsprechendes feuerfestes Material, Schlicker oder an Luft abbindendes Material, aufträgt und in die Porenstruktur bis zu der vorgesehenen Tiefe eindrückt. Auf den Oberflächen des Walzenpaares 11 wird hierbei immer eine gleichmäßige Schichtdicke aus aufzutragendem Material etwa mittels eines Rakels oder eines Walzenstuhls sichergestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel zur Erzeugung von geschlossenen Schichten 5 kann derjenigen von Fig. 3 nachgeschaltet sein, um alle vier Abschnitte der Seitenfläche 2 mit einer geschlossenen Schicht 5 zu versehen. Jedoch können auch zwei Vorrichtungen gemäß Fig.4 mit einer Station zum Drehen der Schaumstoffgerüste 1 um 90° hintereinandergeschaltet sein, um alle vier Abschnitte mit einer geschlossenen Schicht 5 zu versehen.
Es ist aber auch möglich, die geschlossene Schicht 5 zu erzeugen, in dem die Seitenfläche 2 der Schaumstoffstruktur 1 mit einer Schicht aus Schaumstoff material mit entsprechend feiner Porenzahl verklebt oder mit einem Gespinst von feinen Klebstoffäden versehen wird. Beim Imprägnieren mit dem Schlicker bleiben die kleinen Poren bzw. Zwischenräume im umlaufenden Seitenrandbereich mit Schlicker gefüllt, wodurch sich eine umlaufende geschlossene Schicht 5 ausbildet.
Das mit der Vorrichtung gemäß Fig. 4 durchgeführte Verfahren kann auch dazu benutzt werden, die Seitenfläche 2 eines bereits gebrannten Keramikfilters mit einer geschlossenen Schicht 5 aus an Luft abbindendem Material mit feuerfesten Eigenschaften zu versehen.
Außerdem kann dieses Verfahren dazu verwendet werden, die Beschichtung 7 (Fig. 1) entweder nach dem Trocknen und vor dem Brennen in Form eines Schlickers oder nach dem Brennen in Form eines an der Luft abbindenden Materials mit feuerfesten Eigenschaften aufzubringen.
Bei der Anwendung von Keramikfiltern mit off enzelliger Schaumstruktur zur Filtration von Metallschmelzen wie Gußeisen (etwa GGL, GGG, GT Ni-Resist) im Gießsystem kommt es schlagartig zu einer thermischen wie auch statischen Belastung der Keramikfilter durch den anströmenden, flüssigen Werkstoff. Der Grad der thermischen Belastung ist mehr oder weniger von der Zusammensetzung und der Eigenschaft des gebrannten Schlickers abhängig, der zur Herstellung des Keramikfilters eingesetzt wird.
Weitere Stabilitätsbeeinflussende Merkmale sind die Auflageflächen, die als Widerlager wirken, des Keramikfilters in der Form sowie die strukturbedingte Eigenform desselben. Letzteres läßt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung deutlich ohne nachteilige Beeinflussung der Durchflußrate für den flüssigen Werkstoff verbessern.
Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Keramikfilter im Gegensatz zu herkömmlich hergestellten weitaus höheren Belastungen (Fall- und Druckhöhen) in der Anwendung ausgesetzt werden. Dieses läßt sich mit der in Fig. 5 dargestellten Prüfvorrichtung nachweisen.
Die dargestellte Prüfvorrichtung umfaßt ein Reservoir 12 zur Aufnahme von flüssigem Werkstoff, das bodenseitig durch einen Stopfen 13 verschlossen ist. Unterhalb des Reservoirs 12 befindet sich eine Filteraufnahme 14 mit einer standardisierten Prüfmarke 15, die einzu prüfender Keramikfilter 16von beispielsweise einerGrößevon 50mm χ 50mm χ 22mm aufnimmt.
Zwischen dem Reservoir 12 und der Filteraufnahme 14 ist ein Fallrohr 17 angeordnet, das beispielsweise um Abschnitte 17' vorbestimmter Länge verlängerbar ist.
Die zu prüfenden Keramikfilter 16 werden in die Prüfmarke 15 eingelegt und nach Ziehen des Stopfens 13 mit einer vorbestimmten Art und Menge Eisen beaufschlagt und durchströmt.
Erfindungsgemäß hergestellte Keramikfilter 16 der angegebenen Größe mit einer umlaufenden geschlossenen Schicht 5 einer Stärke von 2 mm und einer Beschichtung 7 einer Stärke von 0,5mm wurden mit im wesentlichen gleichen Keramikfiltern, die allerdings in an sich bekannter Weise nur unter Imprägnieren ohne Schicht 5 und Beschichtung 7 hergestellt wurden und damit den gleichen Durchflußwiderstand besaßen, unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Prüfanordnung und Gußeisen GGL als Werkstoff verglichen. Das Gewichtsspektrum war bei beiden Filterarten im wesentlichen gleich. Außerdem wurden beide Filterarten der gleichen Ofenreise unterworfen. Das Ergebnis ist in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
herk. erf. herk. erf.
hergest. bergest. bergest. bergest.
Gießhöhe 450 mm 450 mm 527 mm 527 mm Gießtemp.oC 1440-1379 1440-1379 1438-1380 1438-1380 Anzahl geprüfter Filter 5 5 5 5
davon gebrochen 3 0 4 0
davon intakt 2 5 15

Claims (16)

1. Keramikfilter zum Filtrieren von Metallschmelzen mit offenzelliger Schaumstruktur auf der Basis hochschmelzender Keramik mit zwei gegenüberliegenden quer zur Durchströmrichtung der Metallschmelze verlaufenden Durchströmflächen und einer sich im wesentlichen in Durchströmrichtung erstreckenden umlaufenden Seitenfläche, wobei ein organisches Schaumstoffgerüst mit einem hochviskosen Keramikschlicker imprägniert, nach einem Trocknen das Schaumstoffmaterial durch Erhitzen entfernt und das verbliebene Keramikmaterial gebrannt sowie gegebenenfalls einer oberflächenseitigen Nachbehandlung mit feuerfestem Material nach dem Trocknen unterzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Seitenfläche insgesamt mit einer geschlossenen Schicht (5) aus feuerfestem Material einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm versehen ist.
2. Keramikfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zellstege (6) des Schäumst off gerüst es (1) an den Durchströmflächen (3) durch eine Beschichtung (7) aus feuerfestem Material verschlossen sind.
3. Keramikfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (7) in einer Stärke von 0,1 bis 1 mm aufgetragen ist.
4. Keramikfilter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) und/oder die Beschichtung (7) aus feuerfestem Material aus dem zum Imprägnieren verwendeten Keramikschlicker (4) besteht.
5. Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit offenzelliger Schaumstruktur, wobei ein organischer Schaum in den Abmessungen des herzustellenden Keramikfilters mit einem hochviskosen Schlicker aus hochschmelzendem Keramikmaterial imprägniert, getrocknet, zum Entfernen des organischen Schaums erhitzt und calciniert wird, wobei gegebenenfalls eine oberflächenseitige Nachbehandlung mit einem Material mit feuerfesten Eigenschaften vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der umlaufenden Seitenfläche (2) des Schaumstoffs soviel Material mit feuerfesten Eigenschaften in den Schaumstoff eingebracht wird, daß in deren Bereich auf der gesamten Länge in Umfangsrichtung eine geschlossene Schicht mit einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm ausgebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung in Form einer Beschichtung der freien Zellstege (6) an den Durchströmflächen der Schaumstruktur mit einem Material mit feuerfesten Eigenschaften vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der freien Zellstege in einer Stärke von 0,1 bis 1 mm und 40 bis 400mg/cm2 Beschichtungsmasse vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Schaum nach dem Imprägnieren mittels eines Stempels, der dieselbe Grundfläche wie der Schaum aufweist, zusammengedrückt wird, wonach der Schaum entspannt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der imprägnierte organische Schaum zum Ausquetschen überflüssigen Schlickers durch ein sich öffnendes Bandpaar (9) geführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Porenzahl des organischen Schaums an der umlaufenden Seitenfläche (2) derart verkleinert wird, daß dort beim Imprägnieren die geschlossene Schlickerschicht ausgebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Porenzahl durch Ankleben von Schaummaterial mit feinerer Porenzahl entsprechend der Schichtdicke der geschlossenen Schlickerschicht verkleinert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Porenzahl durch Aufbringen eines Gespinsts von feinen Klebstoffäden auf die umlaufende Seitenfläche (2) verkleinert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der imprägnierte, getrocknete und ungebrannte Schaum mit Abschnitten der Seitenfläche (2) durch wenigstens ein senkrecht stehendes Walzenpaar geführt wird, durch das hochviskoser Schlicker aufgetragen und mit der vorgesehenen Tiefe in den Schaum gedrückt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrannte Keramikfilter mit den Abschnitten der Seitenfläche (2) durch wenigstens ein senkrecht stehendes Walzenpaar (11) geführt wird, das ein an Luft abbindendes Mittel mit feuerfesten Eigenschaften aufträgt und mit der vorgesehenen Tiefe in das Keramikfilter drückt.
15. Verfahren nach Anspruch 5,6,7,8,9,10,11,12,13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der imprägnierte, getrocknete und ungebrannte Schaum durch ein senkrecht stehendes Walzenpaar (11) geführt wird und dabei die freien Zellstege (6) mit einem hochviskosen Schlicker beschichtet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 5,6,7,8,9,10,11,12,13, Moder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrannte Keramikfilter durch ein senkrecht stehendes Walzehpaar (11) geführt wird und die freien Zellstege (6) dabei mit einem an Luft abbindenden Mittel mit feuerfesten Eigenschaften beschichtet werden.
Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Keramikfilter und ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Filtrieren von Metallschmelzen mit zwei gegenüberliegenden quer zur Durchströmrichtung der Metallschmelze verlaufenden Durchströmflächen und wenigstens einer sich im wesentlichen in Durchströmrichtung erstreckenden Seitenfläche, wobei ein organisches Schaumstoffgerüst mit einem hochviskosen Keramikschlicker imprägniert, nach einem Trocknen das Schaumstoffmaterial durch Erhitzen entfernt und das verbliebene Keramikmaterial gebrannt sowie gegebenenfalls einer oberflächenseitigen Nachbehandlung mit feuerfestem Material nach dem Trocknen unterzogen wird.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Es sind Keramikfilter seit längerem bekannt und werden mit gutem Erfolg in Gießereien eingesetzt, um Verunreinigungen wie Schlacken, Sand und Feuerfestmaterialien aus den herzustellenden Gußteilen fernzuhalten. Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur werden üblicherweise durch Tränken von organischem Schaumstoff, etwa Polyurethanschaum, mit einem niedrigviskosen Keramikschlicker oder durch Tränken mit einem hochviskosen Schlicker und Ausquetschen des Schlickerüberschusses über Walzenpaare gefertigt. Bei Verwendung eines niedrigviskosen Schlickers wird eine gleichmäßige Verteilung des Keramikmaterials über den Schaum erreicht. Bei Verwendung eines hochviskosen Schlickers können je nach Stauchhärte des Schaums, der Walzeneinstellung und der Rheologie des Schlickers Anhäufungen von Schlickermasse im Inneren oder an den parallel zur Transportrichtung durch die Walzen verlaufenden Seiten entstehen. Damit die Filterwirkung gewährleistet ist, muß das Keramikfilter eine hohe Zuverlässigkeit bezüglich der thermischen und mechanischen Eigenschaften gegenüber dem flüssigen Metall aufweisen.
Bei bekannten Filtern kommt es - abhängig von der Belastung - bei einem gewissen prozentualen Anteil immer wieder zu Brüchen und Erosion der Keramik im flüssigen Metall. Dies tritt insbesondere im Bereich der sich im wesentlichen in Durchströmrichtung der Metallschmelze erstreckenden Seitenflächen, auch wenn sich in deren Bereich eine vermehrte Materialansammlung durch entsprechendes Walzen befindet, sowie an nach außen offenen Hohlstegen der Schaumstruktur auf. Letztere entstehen dadurch, daß beim Imprägnieren des Schaumstoffs ein Teil des Schlickers beim Transport der imprägnierten Schäume wieder abgetragen wird und beim Ausbrennen des Schaumstoffs der dabei auftretende Dampfdruck an den exponierten Zellstegen zu mehr oder weniger schlitzförmigen Öffnungen führt. Aus WO 82/03339 ist ein Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur auf der Basis hochschmelzender Keramik bekannt, der durch Imprägnieren eines organischen Schaumstoffmaterials mit einem hochviskosen Keramikschlicker, Trocknen, Erhitzen zum Entfernen des Schaumstoffmaterials und Calcinieren erzeugt wird. Überschüssiger Schlicker wird nach dem Durchtränken des Schaumstoffs entfernt, indem der imprägnierte Schaumstoff durch ein System von Walzenpaaren geführt wird. Zusätzlich können an der Oberfläche des Filters liegende exponierte Zellstege gegen Abbrechen gesichert werden, indem der getrocknete, imprägnierte Schaumstoff zusätzlich an der Oberfläche einer weiteren Imprägnierung mit einem keramischen Schlicker unterworfen wird. Hierdurch wird gleichzeitig die Temperaturbeständigkeit des Filters erhöht. Diese Nachimpragnierung ist jedoch einerseits insofern nachteilig, als infolge hiervon nicht nur die exponierten Zellstege, sondern auch darunter liegende Bereiche des Filters mit einem zusätzlichen Schlickerauftrag versehen werden, der die Durchlässigkeit des Filters beeinträchtigt, und führt andererseits nicht zu einer für viele Anwendungsfälle ausreichenden Festigkeit, und zwar insbesondere bei größeren Fallhöhen der Metallschmelze, so daß immer noch relativ häufig Brüche und Erosion auftreten.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Keramikfilter und ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Filtrieren von Metallschmelzen so auszubilden, daß die Lebensdauer eines Keramikfilters erhöht wird.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Keramikfilter zum Filtrieren von Metallschmelzen mit offenzelliger Schaumstruktur auf der Basis hochschmelzender Keramik, mit zwei gegenüberliegenden quer zur Durchströmrichtung der Metallschmelze verlaufenden Durchströmflächen und wenigstens einer sich im wesentlichen in Durch ström richtung erstreckenden umlaufenden Seitenfläche, wobei ein organisches Schaumstoffgerüst mit einem hochviskosen Keramikschlicker imrägniert, nach einem Trocknen das Schaumstoffgerüst durch Erhitzen entfernt und das verbliebene Keramikmaterial gebrannt sowie
DD90337012A 1989-01-11 1990-01-09 Keramikfilter zum filtrieren von metallschmelzen DD291480A5 (de)

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