DE102018201577A1

DE102018201577A1 - Keramischer Metallschmelze-Filter

Info

Publication number: DE102018201577A1
Application number: DE102018201577.5A
Authority: DE
Inventors: Christos Aneziris; Patrick Gehre; Enrico Storti
Original assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Current assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: DE102018201577B4

Abstract

Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter zur Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, aus wenigstens einem ersten porösen keramischen Filter, einem zweiten porösen keramischen Filter und einer aktiven Filtrationsschicht, die miteinander verbunden sind, wobei die porösen keramischen Filter eine Makroporosität von 8 bis 30 ppi und eine chaotische Porenstruktur aufweisen und die aktive Filtrationsschicht zwischen dem ersten porösen keramischen Filter und dem zweiten porösen keramischen Filter angeordnet und derart ausgebildet ist, dass diese endogene und exogene Einschlüsse mit einer anderen chemischen Zusammensetzung filtriert, als der erste und der zweite poröse keramische Filter.

Description

Die Erfindung betrifft einen keramischen Metallschmelze-Filter zur Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen aus einer Metallschmelze mit verbesserter Filtrationseffizienz.
Nahezu alle Werkstoffe weisen Fehler in Form von Einschlüssen und ungleichmäßiger Verteilung der chemischen Elemente auf. Diese Fehler entstehen bei der Herstellung und Weiterverarbeitung der Werkstoffe.
Als nichtmetallische Einschlüsse bezeichnet man Verunreinigungen in fester Form. Diese können in einer Metallschmelze entweder von außen eingebracht werden (exogene Einschlüsse) oder in der Metallschmelze entstehen (endogene Einschlüsse). Die Reduzierung von nichtmetallischen Einschlüssen kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, a) Vermeidung von Einschlussbildung und b) Abscheidung der Einschlüsse. Nach dem Zeitpunkt der Entstehung unterscheidet man am Beispiel der Stahldesoxidation vier Arten von endogenen Oxideinschlüssen. Unmittelbar nach der Desoxidationsmittelzugabe werden die entstehenden Reaktionsprodukte als primäre Einschlüsse bezeichnet. Beim Abkühlen entstehende Desoxidationsprodukte sind bekannt als sekundäre Einschlüsse. Da die Löslichkeit des Desoxidationsmittels und besonders des Sauerstoffs im festen Stahl kleiner als im flüssigen Stahl ist, reichern sich Sauerstoff und Desoxidationsmittel bei der Erstarrung in der Schmelze an. Diese Anreicherung kann so groß werden, dass sich beim Überschreiten von Sättigungslöslichkeiten neue Desoxidationsprodukte ausscheiden. Diese zwischen Liquidus- und Solidustemperatur entstehenden Produkte werden als tertiäre Einschlüsse gekennzeichnet. Schließlich werden die unter der Solidustemperatur generierten Einschlüsse als quartäre bezeichnet.
Im Sinne von Abscheidung von Einschlüssen schaffen maßgeschneiderte keramische Filter Abhilfe, die während des Metallgusses im Strahlengang positioniert sind. Durch ihre offene Porenstruktur (Makro- und Mikroporen) bei gleichzeitig großer Oberfläche gewährleisten Keramikfilter einen hohen Wirkungsgrad bei der Entfernung von Schlacke, Sand, Pfannenmaterial und Desoxidationsprodukten aus dem Schmelzestrom. Gleichzeitig ermöglichen sie ein turbulenzarmes Füllen der Form. Dadurch sinkt die Gefahr der Reoxidation und der Formerosion.
Bei der Filtration von metallischen Schmelzen betrachtet man a) den Transport der Einschlüsse in der Metallschmelze, der durch die Strömungsführung, die Größe und relative Dichte der Einschlussteilchen, den relativen Porendurchmesser und die Vernetzung der Filterporen abhängig ist, und b) den eigentlichen Vorgang der Abscheidung der Einschlüsse an der Filterwand. Der letzte setzt sich aus drei Teilschritten zusammen. Zunächst, abhängig von deren Größe, Chemie und den Strömungsverhältnissen, agglomerieren feine Teilchen, dann gelangen sie an die Filterwand und anschließend muss eine Haftung erfolgen, damit die Teilchen nicht mehr durch die nachfolgende Strömung mitgerissen werden können.
Die Filtrationseffizienz für nichtmetallische Einschlüsse in Schmelzen liegt derzeit im Bereich 1 bis 100 µm Einschluss-Partikelgröße deutlich kleiner als 90 %. Darüber hinaus werden häufig Einschlüsse nur einer Chemie entfernt z.B. die aluminiumoxidhaltigen aber nicht diejenigen, die silikatische - oder Spinell - Phasen enthalten.
Keramische Filter werden nach mehreren Verfahren hergestellt, z.B. Tauchen von Polymerschäumen in keramischen Schlickern ( EP 0 341 203 A2 und DE 23 01662 B2 ) oder Nutzung von anorganischen oder organischen Blähstoffen ( AT 395314 B ) oder Beschichten von geblähten Perliten mit keramischen Schlickern ( DE 19605149 C2 ). Das heute am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung offenzelliger Schaumkeramiken beruht auf der keramischen Abformung von Polymerschaumstoffen nach Schwartzwalder. Die wichtigsten Verfahrensschritte sind das Imprägnieren des Polymerschaums, Entfernen des überschüssigen Schlickers, Aufsprühen weiterer keramischer Schichten vom gleichen Material, Ausbrennen des Polymerschaums und anschließende Sinterung der Schaumkeramik. Abhängig von der anfänglichen Porenverteilung und der Geometrie der Kunststoffschwämme können unterschiedlichste Funktionsporositäten im Endprodukt generiert werden.
In der DE 102011109681 A1 dienen zur Entfernung von exogenen und endogenen primären und endogenen sekundären Oxideinschlüssen aktive Filterbeschichtungen auf Basis von Aluminiumoxid (Al₂O₃), Magnesiumaluminat Spinell (MgO Al₂O₃), Hercynit (FeO Al₂O₃), Jakobsit (MnO Fe₂O₃), Galaxit (MnO Al₂O₃), Mullit (3Al₂O₃ 2SiO₂), Rodonit (MnO SiO₂) und Fayalit (2FeO SiO₂) oder Mischungen davon. Die aktiven Filterbeschichtungen auf den grünen Al₂O₃-C-Filterwerkstoffen können mit Hilfe eines kalten Sprühprozesses als Endschicht aufgebracht werden oder die Al₂O₃-C-Filter werden nach der Pyrolyse beschichtet und nachträglich wärmebehandelt. Weiterhin werden in der DE 102011109681 A1 aktive Beschichtungen für die Aluminiumschmelzefiltration auf Basis von Magnesiumaluminat Spinell (MgO Al₂O₃), Mullit (3Al₂O₃ 2SiO₂), Schammotte der Gruppe A25 mit weniger als 30 % Al₂O₃ bzw. Klebsand, einem tonmineralhaltigen Quarzsand (auf Basis von Klebsand), Karbide, z.B. Aluminiumkarbid, Aluminiumoxikarbid, Boride, z.B. Aluminium-, Titan- oder Zirkondiboride, Nitride, z.B. Aluminiumnitrid oder auch Chloride am Beispiel Natriumchlorid offenbart.
DE 10 2016 100 810 A1 offenbart einen Feuerfestwerkstoff mit einer hohen Korrosions- und Thermoschockbeständigkeit für Bauteile zum Einsatz in der Sekundärmetallurgie, beispielsweise bei der Filtration von eisenhaltigen Metallschmelzen. Der Feuerfestwerkstoff ist als Verbundwerkstoff aufgebaut, der ein feuerfestes Trägermaterial und eine 0,1 - 95 Gew.-% Kohlenstoff enthaltende Funktionsschicht umfasst, sowie optional auf seiner mit der jeweiligen eisenhaltigen Metallschmelze in Kontakt kommenden Seite mit einer kohlenstofffreien Außenschicht belegt ist, die aus einem feuerfesten Oxid, wie Al₂O₃, MgO, MgAl₂O₄ oder Mischungen davon besteht.
Alle diese aktiven Schichten tragen zur Filtration von Einschlüssen bei, allerdings können diese als auch ihre Kombinationen nicht zur Entfernung von unterschiedlichen Einschlüssen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung mit einer hohen Filtrationswirkung beitragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen keramischen Filter für die Metallschmelzefiltration zur Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen aus einer Metallschmelze anzugeben, welcher eine verbesserte Filtrationseffizienz aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen keramischen Metallschmelze-Hybrid-Filter zur Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen aus wenigstens einem ersten porösen keramischen Filter, einem zweiten porösen keramischen Filter und einer aktiven Filtrationsschicht, die miteinander verbunden sind, wobei die porösen keramischen Filter eine Makroporosität von 8 bis 30 ppi und eine chaotische Porenstruktur aufweisen und die aktive Filtrationsschicht zwischen dem ersten porösen keramischen Filter und dem zweiten porösen keramischen Filter angeordnet und derart ausgebildet ist, dass diese endogene und exogene Einschlüsse mit einer anderen chemischen Zusammensetzung filtriert, als der erste und der zweite poröse keramische Filter.
Vorteilhaft weist ein erfindungsgemäßer keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter eine verbesserte Filtrationseffizienz für die Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen aus einer Metallschmelze auf.
Weiterhin vorteilhaft wird die aktive Filtrationsschicht durch die Anordnung zwischen dem ersten und dem zweiten porösen keramischen Filter mechanisch stabilisiert und hält den thermomechanischen Belastungen bei Kontakt mit der Metallschmelze stand und wird nicht durch die anströmende Metallschmelze mitgerissen.
Ein keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter, auch bezeichnet als Hybrid-Filtersystem, im Sinne der Erfindung ist ein keramischer Metallschmelze-Filter, aus wenigstens einem ersten porösen keramischen Filter, einem zweiten porösen keramischen Filter und einer aktiven Filtrationsschicht, die miteinander verbunden sind.
Miteinander verbunden im Sinne der Erfindung heißt, dass der erste poröse keramische Filter, der zweite poröse keramische Filter und die aktive Filtrationsschicht mittels einer Fügeschicht miteinander verbunden sind. Die Fügeschicht ist eine Schicht aus einem Fügeschlicker oder einer Fügepaste, die anschließend durch Trocknung oder eine thermischen Wärmebehandlung verfestigt wird.
Fügeschlicker oder Fügepasten sind Dispersionen, in denen ein hochtemperaturbeständiger keramischer Feststoff verteilt in einem flüssigen Medium, beispielsweise Wasser, vorliegt. Hochtemperaturbeständige keramische Feststoffe sind beispielsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃), Magnesiumaluminat-Spinell (MgO·Al₂O₃), Hercynit (FeO·Al₂O₃), Jakobsit (MnO·Fe₂O₃), Galaxit (MnO·Al₂O₃), Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂), Rodonit (MnO·SiO₂), Fayalit (2FeO·SiO₂), Siliziumkarbid (SiC), Zirkondioxid (ZrO₂) und Al₂O₃-C oder Mischungen davon.
Die Dispersionen werden anhand ihres Wassergehaltes unterteilt in Fügeschlicker mit einem Wasseranteil von 30 bis 40 Gew.-% und Fügepasten mit einem Wasseranteil von 15 bis 30 Gew.-%.
In einer Ausführungsform enthält der Fügeschlicker oder die Fügepaste zusätzlich Additive. Additive sind dem Fachmann bekannte organische Bindemittel, Dispergierhilfsmittel, Gleitmittel, Netzmittel und / oder Entschäumer.
Bekannte organische Bindemittel sind beispielweise Celluloseacetatbutyratwachs, Nitrocellulose, Petroleum-Wachs, Polyethylen, Polyacrylatester, Polymethylmethacrylat, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyralwachs, Polyvinylchlorid, Acrylpolymer, Ethylenoxidpolymer, Hydroxyäthylencellulose, Methylcellulose, Cellulose, Polyvinylalkohol, Polysaccharide oder wässrige Polymerdispersionen.
Bekannte Dispergierhilfsmittel sind beispielsweise anorganische Dispergierhilfsmittel, wie Polysilikate oder Polyphosphate oder organische Dispergierhilfsmittel wie Polycarbonate, Polyacrylate, Oxalate, Citrate, Polycarboxilat, Alkanolamine oder Carbonsäurezubereitungen. Bekannte Gleitmittel sind beispielsweise Stearinsäure, Ölsäure, Butylstearat oder Zubereitungen aus Pflanzenfettsäuren oder Mineralölen.
Bekannte Entschäumer sind beispielsweise Alkylpolyalkylenglykolether oder Zubereitungen aus Kohlenwasserstoffen und Fettsäurederivaten.
Bekannte Netzmittel sind beispielsweise Ammoniumligninsulfonat, Polypropylenglycol Alkylarylpolyetheralkohol, Polyethylenglycolethylether, Athylphenylglycol, Polyoxyethylenacetat, Polyoxethylenesther.
Bevorzugt weist der keramische Feststoff im Fügeschlicker oder der Fügepaste die gleiche chemische Zusammensetzung auf wie mindestens einer der porösen keramischen Filter. Die Wärmebehandlung zur Verfestigung der Fügepaste oder des Fügeschlickers wird bei Temperaturen von 800 bis 1400°C unter oxidierenden oder reduzierenden Bedingungen durchgeführt.
Die Trocknung zur Verfestigung der Fügepaste oder des Fügeschlickers wird bei Temperaturen von 25 bis 150 °C unter oxidierenden Bedingungen durchgeführt, um die Fügeschicht auszubilden.
In einer Ausführungsform ist die Fügeschicht an den Außenflächen des ersten und des zweiten porösen Filters angeordnet, die bei Einsatz des Metallschmelze-Hybrid-Filters in direkten Kontakt mit einem metallurgischen Gefäß oder einer Filterhaltung stehen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Fügeschicht an den Außenflächen des ersten und des zweiten porösen Filters im Bereich der Verbindung des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters angeordnet.
Einschlüsse unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, auch bezeichnet als Einschlüsse unterschiedlicher Chemie, im Sinne der Erfindung sind nichtmetallische Einschlüsse, die als endogene oder exogene Einschlüsse innerhalb von Metallschmelzen vorliegen. Derartige Einschlüsse sind beispielsweise Schlacke, Sand, Bestandteile des Pfannenmaterials oder Desoxidationsprodukte. Je nach Art der Einschlüsse weisen diese eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung auf.
Vorteilhaft sind die Materialien des ersten und des zweiten keramischen Filters und der aktiven Filtrationsschicht auf jeweils eine Art von aus der Metallschmelze zu entfernenden Einschlüssen abgestimmt. Das Material des ersten und des zweiten keramischen Filters und der aktiven Filtrationsschicht weisen vorteilhaft die gleichen chemischen Phasenbestandteile auf, wie eine Art, der in der Metallschmelze zu entfernenden Einschlüsse.
Eine aktive Filtrationsschicht im Sinne der Erfindung ist eine Schicht, die aktiv zur Entfernung von in der Schmelze vorliegenden nichtmetallischen endogenen und exogenen Einschlüssen beiträgt und die Abscheidung der nichtmetallischen Einschlüsse an der aktiven Filtrationsschicht ermöglicht. Exogene Einschlüsse gelangen von außen in die Metallschmelze und sind beispielsweise Partikel von Auskleidungsmaterial und Schlacke. Endogene Einschlüsse entstehen unmittelbar aus der Metallschmelze und sind beispielsweise Oxide und Sulfide. Die aktive Filtrationsschicht wird im Folgenden auch als Oberflächenfilterbeschichtung oder Beschichtung bezeichnet.
Die aktive Filtrationsschicht ist zwischen dem ersten und dem zweiten porösen keramischen Filter, im sogenannten Inneren des keramischen Metallschmelze-Hybrid-Filters, angeordnet. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass die aktive Filtrationsschicht mechanisch stabilisiert wird und den thermomechanischen Belastungen bei Kontakt mit der Metallschmelze standhält.
In einer Ausführungsform ist die aktive Filtrationsschicht auf dem ersten und / oder dem zweiten porösen keramischen Filter aufgebracht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die aktive Filtrationsschicht auf den Außenflächen des ersten und / oder des zweiten porösen keramischen Filters aufgebracht.
In einer Ausführungsform wird als Oberflächenbeschichtung im Inneren des Hybrid-Filtersystems eine Oberflächenfilterbeschichtung vor dem Fügen auf das erste poröse Trägerfiltermaterial aufgebracht, welche die gleichen chemischen Phasenbestandteile aufweist, wie die der zu entfernenden in der Metallschmelze befindenden anorganischen nichtmetallischen Einschlüsse.
Poröse keramische Filter im Sinne der Erfindung sind keramische Filter, die in Form einer offenzelligen Schaumkeramik, eines Spaghetti-Filters, als gestampfte Fasern oder als Fasergewebe vorliegen. Die keramischen Filter werden im Folgenden auch als poröse keramische Trägerfiltermaterialien bezeichnet. Die porösen keramischen Filter weisen eine Makroporosität von 8 bis 30 ppi auf. Die Einheit ppi bezeichnet dabei die Porendichte, auch pores per inch, wobei eine Porosität von 8 ppi bedeutet, dass 8 Poren auf einer Länge von 1 Inch, entsprechend 2,54 cm vorliegen.
Poröse keramische Filter bestehen aus oxidischen keramischen Materialien oder nicht-oxidischen keramischen Materialien oder Mischungen daraus.
In einer Ausführungsform bestehen die porösen keramischen Filter aus oxidischen keramischen Materialien, nicht-oxidischen keramischen Materialien oder Mischungen daraus in Kombination mit Kohlenstoff, beispielsweise aus kohlenstoffgebundenen keramischen Materialien.
Die porösen keramischen Filter können im grünen, gebrannten, auch bezeichnet als gesinterten, oder im verkokten Zustand vorliegen.
Die porösen keramischen Filter weisen eine chaotische Porenstruktur auf, so dass die Poren innerhalb der porösen keramischen Filter unregelmäßig verteilt sind und ungeordnet vorliegen. Die Poren liegen als offenporiges, durchgängiges Netzwerk aus Poren, als sogenannte Kanäle, vor, die durch Stege des keramischen Materials voneinander getrennt sind. Während der Filtration fließt die Metallschmelze durch die Kanäle des porösen keramischen Filters. Die Erfindung trägt dazu bei, dass unterschiedliche Einschlüsse unterschiedlicher Chemie auf Basis eines erfindungsgemäßen Metallschmelze-Hybrid-Filters erheblich reduziert werden. In einer Ausführungsform besteht der Metallschmelze-Hybrid-Filter-aus mindestens zwei Trägermaterialien, die mit unterschiedlichen Beschichtungen funktionalisiert werden und zu einem Filtersystem zusammengefügt werden so dass im Inneren des Hybrid-Filtersystems die Filteroberfläche anders beschichtet ist als die äußere Außenoberfläche.
In einer Ausführungsform besteht der Metallschmelze-Hybrid-Filter aus mehr als zwei porösen keramischen Filtern und mehr als einer aktiven Filtrationsschicht, die miteinander verbunden sind. Vorteilhaft lassen sich dadurch sogenannte Metallschmelze-Multi-Hybrid-Filter herstellen, die eine verbesserte Filtrationseffizienz aufweisen zur Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher Zusammensetzungen aus einer Metallschmelze. Bevorzugt unterscheiden sich in einem Metallschmelze-Multi-Hybrid-Filter die Materialien der mehr als zwei porösen keramischen Filter und der mehr als einen aktiven Filtrationsschicht, so dass unterschiedliche Arten von Einschlüssen aus der Metallschmelze entfernt werden können.
Bevorzugt sind die aktiven Filtrationsschichten zwischen zwei porösen keramischen Filtern und / oder an den Außenflächen der porösen keramischen Filter angeordnet.
Die Außenflächen der porösen keramischen Filter sind die Flächen, die senkrecht zur Gießrichtung der Metallschmelze ausgerichtet sind oder die Flächen, die bei Einsatz des Metallschmelze-Hybrid-Filters direkten Kontakt mit einem metallurgischen Gefäß oder einer Filterhaltung haben. Die Außenflächen werden im Folgenden auch als Außenoberfläche bezeichnet.
In einer Ausführungsform besteht ein Metallschmelze-Hybrid-Filter aus drei porösen keramischen Filtern und zwei aktiven Filtrationsschichten, die miteinander verbunden sind. Dabei ist eine erste aktive Filtrationsschicht zwischen dem ersten und dem zweiten porösen keramischen Filter und eine zweite aktive Filtrationsschicht zwischen dem zweiten und dem dritten porösen keramischen Filter angeordnet.
In einer Ausführungsform besteht ein Metallschmelze-Hybrid-Filter aus einem ersten porösen keramischen Filter, einem zweiten porösen keramischen Filter, einer ersten aktiven Filtrationsschicht und einer zweiten aktiven Filtrationsschicht, die miteinander verbunden sind. Die erste aktive Filtrationsschicht ist zwischen dem ersten und dem zweiten porösen keramischen Filter angeordnet und die zweite aktive Filtrationsschicht ist auf den Außenflächen des ersten und / oder des zweiten porösen keramischen Filters angeordnet. Bevorzugt ist die zweite aktive Filtrationsschicht auf den Außenflächen des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters angeordnet, die senkrecht zur Gießrichtung der Metallschmelze ausgerichtet sind.
In einer Ausführungsform wird an der Außenoberfläche des zweiten Filterträgermaterials eine andere Oberflächenschicht aufgebracht, die die gleichen chemischen Phasenbestandteile eines anderen Einschlusses aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen der erste und der zweite poröse keramische Filter aus unterschiedlichen keramischen Materialien.
Vorteilhaft können durch die unterschiedlichen keramischen Materialien des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters Einschlüsse unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen aus der Metallschmelze entfernt und die Filtrationseffizienz des Metallschmelz-Hybrid-Filters weiter verbessert werden.
Dem Fachmann bekannte keramische Filtermaterialien umfassen oxidisch keramische oder nicht-oxidisch keramische Materialien. Die keramischen Filtermaterialien können auch in Kombination mit Kohlenstoff als kohlenstoffgebundene Keramik vorliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die aktive Filtrationsschicht oxidisch keramische Materialien, nicht-oxidisch keramische Materialien, Kohlenstoff oder Mischungen davon.
Oxidische keramische Materialien sind beispielsweise Aluminiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid, Calciumsilikate, Magnesiumaluminat oder Eisenhaltige Spinelle oder Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Calciumaluminate oder Mischungen davon. Nicht-oxidische keramische Materialien sind beispielsweise Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Magnesiumborat, Borkarbid, Aluminiumnitrid, Aluminiumkarbid, Titaniumnitrid, Titankarbid oder Mischungen davon.
Bevorzugt unterscheidet sich das Material der aktiven Filtrationsschicht von den Materialien des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters, so dass die aktive Filtrationsschicht eine andere Art von Einschlüssen aus der Metallschmelze entfernt als der erste und der zweite poröse keramische Filter.
Vorteilhaft wird dadurch die Filtrationseffizienz des Metallschmelze-Hybrid-Filters verbessert, da die aktive Filtrationsschicht endogene und exogene Einschlüsse einer anderen chemischen Zusammensetzung entfernt als der erste und der zweite poröse keramische Filter.
In einer Ausführungsform wird die aktive Filtrationsschicht mittels eines Sprühverfahrens oder mittels eines thermischen Spritzverfahrens auf den ersten und / oder den zweiten porösen keramischen Filter aufgebracht.
In einer Ausführungsform wird die aktive Filtrationsschicht bei Raumtemperatur auf den ersten und / oder den zweiten porösen keramischen Filter aufgebracht.
In einer weiteren Ausführungsform wird die aktive Filtrationsschicht bei hohen Temperaturen auf den ersten und / oder den zweiten porösen keramischen Filter aufgebracht.
In einer Ausführungsform werden auf den ersten porösen keramischen Filter als Oberflächenbeschichtung im Inneren des Hybrid-Filtersystems vor dem Fügen der beiden Trägerfiltermaterialien oxidische oder nicht-oxidische Pulver oder Kohlenstoff oder Mischungen davon gesprüht bzw. aufgebracht oder Fasern mittels Elektrospinnens auf das erste poröse Trägerfiltermaterial generiert.
Als Oberflächenbeschichtung werden im Inneren des Hybrid-Filtersystems vor dem Fügen oxidische Pulver wie z.B. Aluminiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid, Calciumsilikate, Magnesiumaluminat oder Eisenhaltige Spinelle oder Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Calciumaluminate oder Mischungen davon oder nicht-oxidische Pulver wie z.B. Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Magnesiumborat, Borkarbid, Aluminiumnitrid, Aluminiumkarbid, Titaniumnitrid, Titankarbid oder Mischungen davon oder Kohlenstoff auf das erste poröse Trägerfiltermaterial gesprüht bzw. aufgebracht werden oder Fasern mittels Elektrospinnens auf das erste poröse Trägerfiltermaterial generiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die aktive Filtrationsschicht aus Fasern oder Nanopartikeln gebildet.
Vorteilhaft wird dadurch die Filtrationseffizienz weiter verbessert, da die aus Fasern oder Nanopartikeln gebildete aktive Filtrationsschicht eine vergrößerte Oberfläche zur Wechselwirkung mit den aus der Metallschmelze zu entfernenden Einschlüssen aufweist.
In einer Ausführungsform werden die Fasern mittels Elektrospinnens oder eines thermischen Spritzverfahrens auf den ersten und / oder den zweiten porösen keramischen Filter aufgebracht.
In einer Ausführungsform bestehen die Fasern oder die Nanopartikel aus oxidischen keramischen Materialien, nicht-oxidischen keramischen Materialien, Kohlenstoff oder Mischungen davon.
Bekannte oxidische keramische Nanopartikel sind beispielsweise Al₂O₃-Nanopulver oder Al₂O₃-Nanosheets.
Bekannte Nanopartikel aus Kohlenstoff sind beispielsweise Kohlenstoffnanoröhren.
In einer Ausführungsform können als Oberflächenbeschichtung im Inneren des Hybrid-Filtersystems vor dem Fügen Nanometer-Pulver mit oder ohne Bindemittel auf das erste poröse Trägerfiltermaterial gesprüht bzw. aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform können als Oberflächenbeschichtung im Inneren des Hybrid-Filtersystems vor dem Fügen Kohlenstoffnanoröhrchen oder Aluminiumoxidnanopulver oder Aluminiumoxidnanoplättchen oder Mischungen davon mit oder ohne einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel auf das erste poröse Trägerfiltermaterial gesprüht bzw. aufgebracht werden.
Als kohlenstoffhaltige Bindemittel dienen Peche, synthetische Peche, Phenolharze, Monosacharide, Oligosaccharide, Polysaccharide, Bitumen oder Kombinationen mit oder ohne weitere Kohlenstoffarten, wie z.B. Graphit.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die aktive Filtrationsschicht eine Dicke von 100 nm bis 1000 µm auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die porösen keramischen Filter eine Dicke von 10 mm bis 30 mm auf.
Zur Erfindung gehört weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Metallschmelze-Hybrid-Filters, mit den Schritten

a. Bereitstellen eines ersten porösen keramischen Filters,
b. Aufbringen einer aktiven Filtrationsschicht auf den ersten porösen keramischen Filter,
c. Aufbringen eines zweiten porösen keramischen Filters auf die aktive Filtrationsschicht des ersten porösen keramischen Filters,
d. Aufbringen eines Fügeschlickers oder einer Fügepaste auf die Außenflächen des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters im Bereich der Verbindung des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters zur Erzeugung eines Filterverbundes,
e. Trocknung oder thermische Wärmebehandlung des erzeugten Filterverbundes.

Die porösen keramischen Filter umfassen bekannte keramische Filtermaterialien, wie oxidische keramische oder nicht-oxidische keramische Materialien. Die keramischen Filtermaterialien können auch in Kombination mit Kohlenstoff als kohlenstoffgebundene Keramik vorliegen.
Die porösen keramischen Filter liegen im grünen, gebrannten, auch bezeichnet als gesinterten, oder im verkokten Zustand vor und weisen eine Makroporosität von 8 bis 30 ppi auf.
In einer Ausführungsform wird die aktive Filtrationsschicht mittels eines Sprühverfahrens oder eines thermischen Beschichtungsverfahrens aufgebracht.
In einer Ausführungsform umfasst die aktive Filtrationsschicht oxidisch keramische Materialien, nicht-oxidisch keramische Materialien, Kohlenstoff oder Mischungen davon. Oxidische keramische Materialien sind beispielsweise Aluminiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid, Calciumsilikate, Magnesiumaluminat oder Eisenhaltige Spinelle oder Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Calciumaluminate oder Mischungen davon. Nicht-oxidische keramische Materialien sind beispielsweise Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Magnesiumborat, Borkarbid, Aluminiumnitrid, Aluminiumkarbid, Titaniumnitrid, Titankarbid oder Mischungen davon.
In einer Ausführungsform wird in Schritt b eine aktive Filtrationsschicht aus Fasern oder Nanopartikeln auf den ersten porösen keramischen Filter aufgebracht.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Fasern mittels Elektrospinnens oder eines thermischen Spritzverfahrens aufgebracht.
Auf den ersten porösen keramischen Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht wird der zweite poröse keramische Filter aufgebracht.
In Schritt d wird auf die Außenflächen des ersten und des zweiten keramischen porösen Filters ein Fügeschlicker oder eine Fügepaste aufgebracht. Die Außenflächen der porösen keramischen Filter sind die Flächen, die bei Einsatz des Metallschmelze-Hybrid-Filters in direkten Kontakt mit einem metallurgischen Gefäß oder einer Filterhaltung stehen. Bevorzugt sind die Außenflächen in Gießrichtung der Metallschmelze ausgerichtet.
In einer Ausführungsform wird nach Schritt c. eine zweite aktive Filtrationsschicht auf die Außenflächen des ersten und / oder des zweiten porösen keramischen Filters aufgebracht. Anschließend werden die Schritte d. und e. durchgeführt, um einen Metallschmelze-Hybrid-Filter zu erzeugen.
In einer Ausführungsform wird ein keramischer Hybrid-Filtersystem hergestellt, welches aus mindestens zwei Trägerfiltermaterialien besteht. Es wird ein erstes keramisches, poröses Trägerfiltermaterial im grünen, gebrannten, auch bezeichnet als gesinterten, oder verkokten Zustand mit einer Oberflächenfilterbeschichtung bei Raum- oder Hochtemperatur beschichtet. Auf die beschichtete Oberfläche wird ein zweites poröses keramisches Trägerfiltermaterial im grünen, gebrannten, auch bezeichnet als gesinterten, oder verkokten Zustand aufgebracht, welches eine andere äußere Oberfläche aufweist im Vergleich zu dem ersten Trägerfiltermaterial. Gegebenenfalls wird zwischen und/oder an der Außenseite der beiden porösen Trägerfiltermaterialien vorab ein Fügeschlicker oder Fügepaste zugeführt und anschließend erfolgt eine thermische Wärmebehandlung. Es entsteht ein keramisches Hybrid-Filtersystem, welches im Inneren auf der bereits beschichteten freien Oberfläche des ersten Trägerfiltermaterials, eine andere Chemie und/oder Phasenbestand und/oder Korngröße und/oder Rauigkeit im Vergleich zu der äußeren freien Oberfläche des zweiten Trägerfiltermaterials an der Angussseite des Hybrid-Filtersystems aufweist.
Die Anguss-Seite des Metallschmelze-Hybrid-Filters im Sinne der Erfindung ist die Seite des Metallschmelze-Hybrid-Filters, die im Einsatz in direkten Kontakt mit der Metallschmelze steht. Die Metallschmelze wird im Einsatz direkt auf die Anguss-Seite des Metallschmelze-Hybrid-Filters gegossen.
In einer Ausführungsform weisen die Trägerfiltermaterialien unterschiedliche Chemie und/oder Phasenbestand und/oder Korngröße und/oder Rauigkeit auf.
In einer Ausführungsform wird das Hybrid-Filtersystem nach dem Aufbringen des Fügeschlickers oder der Fügepaste nur getrocknet und anschließend direkt in Kontakt mit der Metallschmelze gebracht wird.
Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Metallschmelze-Hybrid-Filters
2 zeigt eine aktive Filtrationsschicht aus Kohlenstoffnanoröhrchen
3 zeigt eine computertomografische Aufnahme eines Metallschmelze-Hybrid-Filters
4 zeigt eine aktive Filtrationsschicht aus Magnesiumborat-Fasern

1 zeigt schematisch den Querschnitt eines keramischen Metallschmelze-Hybrid-Filters 1 aus einem ersten porösen keramischen Filter 2, einem zweiten porösen keramischen Filter 3 und einer aktiven Filtrationsschicht 4, die miteinander verbunden sind. Die aktive Filtrationsschicht 4 ist zwischen dem ersten porösen keramischen Filter 2 und dem zweiten porösen keramischen Filter 3 angeordnet. Weiterhin ist die aktive Filtrationsschicht 4 senkrecht zur Gießrichtung der Metallschmelze im Metallschmelze-Hybrid-Filter 1 angeordnet, so dass die Metallschmelze die aktive Filtrationsschicht 4 durchfließt. Der erste poröse keramische Filter 2, der zweite poröse keramische Filter 3 und die aktive Filtrationsschicht 4 sind mittels einer Fügeschicht 5 miteinander verbunden. Die Fügeschicht 5 ist an den Außenflächen des ersten und des zweiten porösen keramischen Filter 2, 3 angeordnet. Die Außenflächen des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters 2, 3 stehen bei Einsatz des Metallschmelze-Hybrid-Filters in direkten Kontakt mit einem metallurgischen Gefäß oder einer Filterhalterung (nicht dargestellt), in das der Metallschmelze-Hybrid-Filter für die Filtration eingesetzt bzw. gehaltert wird. Die Fügeschicht 5 ist an den Außenflächen im Bereich der Verbindung des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters 2, 3 angeordnet.
Beispiel 1, Metallschmelze-Hybrid-Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen
Es werden zwei poröse keramische Filter, mit einer Makroporosität von 10 ppi auf der Basis einer kohlenstoffgebundenen Keramik mit der Zusammensetzung „70 Gew.-% Al₂O₃ und 30 Gew.-% C“ nach der Verkokung erzeugt. Beide Filter sind prismatische Filterkörper mit den Abmessungen 20 × 20 × 100 mm³. Auf den ersten porösen keramischen Filter wird mit einem Sprühschlicker auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen und einem synthetischen Pech eine aktive Filtrationsschicht auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen aufgebracht. 2 zeigt die aktive Filtrationsschicht auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen in einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme.
Die Filter werden in einen speziellen Stahlgusssimulator für 10 sec und 300 sec jeweils getaucht. Es handelt sich bei der Metallschmelze um einen kommerziellen 42CrMo4 Stahl, der bei 1620 °C aufgeschmolzen wird. Der Stahl (30 kg) weist beim Aufschmelzen bei 1620 °C 18 ppm Sauerstoff auf. Die Schmelze wird mit Hilfe von Eisenoxid auf ca. 35 ppm aufoxidiert und mit der Zugabe von Aluminium auf ca. 8 ppm desoxidiert. Danach erfolgt das Eintauchen des prismatischen Filterkörpers in die Stahlschmelze. Für jeden Filtertest wird eine neue Schmelze nach demselben Auf- und Desoxidationsschema verfolgt. Anschließend werden mit Hilfe eines automatischen Rasterelektronenmikroskops die Rest-Einschlüsse in den vier Stahlproben nach dem Tauchen der Filter bestimmt.

Nach der Filtration der Metallschmelze werden die erstarrten Stahlproben präpariert, um die im Stahl verbliebenen Einschlüsse zu charakterisieren. Die nach der Filtration im Stahl verbliebenen Einschlüsse werden mittels eines Rasterelektronenmikroskops und einer automatisierten Feature Analyse (AFA), die EDX-Analysen beinhaltet, hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und Anzahl analysiert. In Tabelle 1 sind die nach der Filtration im Stahl verbliebenen Einschlüsse nach Art und Anzahl für einen kohlenstoffgebundenen Al₂O₃-Filter (70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C) nach 10 sec und 300 sec Filtration und für einen kohlenstoffgebundenen Al₂O₃-Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen (70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C + nano) nach 10 sec und 300 sec Filtration gegenübergestellt. Tabelle 1: Ergebnisse für die Analyse der nach der Filtration im Stahl verbliebenen Einschlüsse nach Art und Anzahl und Filter

	Einschlüsse pro cm²
	70 Gew.-%Al₂O₃/30 Gew.-%C 10s	70 Gew.-%Al₂O₃/30 Gew.-%C +Nano 10s	70 Gew.-%Al₂O₃/30 Gew.-%C 300s	70 Gew.-%Al₂O₃/30 Gew.-%C +Nano 300s
Al₂O₃	455	141	389	229
Caaluminate	0	1	0	0
Mg-haltige-Spinelle	0	0	0	0
Al-Mn-Mg-Fe-Ca-Silikate	1	352	1	73
SiO₂	1	5	7	0
MnO-MnS	25	3	101	9
CaO-CaS	5	5	0	1
andere	199	135	569	54

Der „70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C“ - Filter reduziert erheblich Al-Mn-Mg-Fe-Ca-Silikate. Der „70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C“-Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen reduziert erheblich die Aluminiumoxideinschlüsse und die MnO-MnS - Einschlüsse.
Auf Basis dieser Ergebnisse wurde ein Metallschmelze-Hybrid-Filter entwickelt, welcher aus zwei porösen keramischen Filtern besteht. Auf den ersten porösen keramischen „70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C“-Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen wurde der zweite poröse keramische „70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C“-Filter aufgebracht. Beide Filter-wurden von außen mit einer kohlenstoffhaltigen Fügepaste zusammengefügt und anschließend thermisch gemeinsam verkokt. Der entstandene Metallschmelze-Hybrid-Filter hatte im Inneren eine aktive Filtrationsschicht aus Kohlenstoffnanoröhrchen und Kohlenstoff aus dem verkokten, synthetischen Pech.
Der Metallschmelze-Hybrid-Filter nach Ausführungsbeispiel 1 entfernt Einschlüsse unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen. Nach einem Einsatz des Metallschmelze-Hybrid-Filters waren nach ca. 100 sec sowohl die aluminiumoxidhaltigen als auch die silikatischen Einschlüsse mehr als 90 % im Bereich 1 bis 100 µm entfernt.
Beispiel 2, Metallschmelze-hybrid-Filter mit zwei aktiven Filtrationsschichten, aufgebracht mittels kalten Aufsprühens.
Die Herstellung des Metallschmelze-Hybrid-Filters mit zwei aktiven Filtrationsschichten erfolgt unter Zuhilfenahme des Sprühverfahrens. Der erste poröse keramische Filter besteht aus 70 Gew.-% Al₂O₃ und 30 Gew.-% C. Der Sprühschlicker, dessen Zusammensetzung in nachstehender Tabelle 2 aufgeführt ist, wird dazu auf den ersten porösen keramischen Filter, einen bereits pyrolysierten kohlenstoffgebundenen Schaumkeramikfilter mit einer Makroporosität von 10 ppi appliziert. Tabelle 2: Masseversatz Beschichtung

Tonerdebeschichtung

Al₂O₃ CL 370 [%] 100

Additive [%]* Ammoniumligninsulfonat 1,5

Binder 0,8

Entschäumer 0,1

* bezogen auf den Feststoffgehalt
Auf den ersten porösen keramischen Filter wird ein zweiter poröser keramischer Filter aus 70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C aufgebracht und anschließend mit einer kohlenstoffhaltigen Fügepaste an der Außenfläche der beiden Trägerfiltermaterialien zusammengefügt. Danach erfolgt eine weitere Aufbringung eines Sprühschlickers auf der Basis von Al-Mn-Mg-Fe-Ca-Silikate und MnO-MnS auf den Außenflächen des Metallschmelze-Hybrid-Filters, welcher die zweite aktive Filtrationsschicht bildet. Anschließend erfolgt bei 1400 °C unter reduzierenden Bedingungen für 90 min eine thermische Wärmebehandung.
3 zeigt den nach Ausführungsbeispiel 2 hergestellten Metallschmelze-Hybrid-Filter mit zwei aktiven Filtrationsschichten als Computertomographie-Abbildung. Erkennbar ist die erste aktive Filtrationsschicht innen, die aluminiumoxidhaltige Schicht und die zweite aktive Filtrationsschicht außen, die Al-Mn-Mg-Fe-Ca-Silikate/MnO-MnS - funktionale Schicht.
Der nach dem Ausführungsbeispiel 2 hergestellte Metallschmelze-Hybrid-Filter ist hervorragend geeignet, aluminiumoxidhaltige Einschlüsse als auch Al-Mn-Mg-Fe-Ca-Silikate und MnS-MnO - Einschlüsse zu entfernen.
Beispiel 3, Metallschmelze-Hybrid-Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht auf Basis von Fasern mittels Elektrospinnens.
Mit Hilfe von Elektrospinnen werden Magnesiumborat-Fasern als aktive Filtrationsschicht auf einen ersten porösen keramischen Filter aus kohlenstoffgebundenem „70 Gew.-% Al₂O₃ / 30 Gew.-% C“ mit einer Porosität von 10 ppi aufgebracht. 4 zeigt die aktive Filtrationsschicht aus Magnesiumborat-Fasern.-Auf den ersten porösen keramischen Filter mit einer aktiven Filtrationsschicht aus Magnesiumborat-Fasern wird ein zweiter poröser keramischer Filter aus 70 Gew.-% Al₂O₃ und 30 Gew.-% C mit 10 ppi Porosität mit einer aktiven Filtrationsschicht aus Kohlenstoffnanoröhrchen aufgebracht. Anschließend werden mit einer kohlenstoffhaltigen Fügepaste an der Außenseite des ersten und des zweiten Filters die beiden Filter zu dem Metallschmelze-Hybrid-Filter zusammengefügt. Es folgt eine thermische Wärmebehandlung unter reduzierenden Bedingungen im Temperaturbereich 800 °C bis 1400 °C, bevorzugt bei 1000 °C. Bei einem weiteren Hybrid-Filtersystem wird nach dem Aufbringen der Außenpaste nur getrocknet. Es erfolgt ohne weiteres Verkoken direkt der Einsatz in der Stahlschmelze.
Der Metallschmelze-Hybrid-Filter nach Ausführungsbeispiel 3 ist prädestiniert zur erheblichen Reduzierung von Aluminiumoxid- und Magnesiumaluminat-Einschlüssen.
Bezugszeichenliste

1: Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter
2: Erster poröser keramischer Filter
3: Zweiter poröser keramischer Filter
4: Aktive Filtrationsschicht
5: Fügeschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0341203 A2 [0007]
DE 2301662 B2 [0007]
AT 395314 B [0007]
DE 19605149 C2 [0007]
DE 102011109681 A1 [0008]
DE 102016100810 A1 [0009]

Claims

Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter zur Entfernung von Einschlüssen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, aus wenigstens einem ersten porösen keramischen Filter, einem zweiten porösen keramischen Filter und einer aktiven Filtrationsschicht, die miteinander verbunden sind, wobei die porösen keramischen Filter eine Makroporosität von 8 bis 30 ppi und eine chaotische Porenstruktur aufweisen und die aktive Filtrationsschicht zwischen dem ersten porösen keramischen Filter und dem zweiten porösen keramischen Filter angeordnet und derart ausgebildet ist, dass diese endogene und exogene Einschlüsse mit einer anderen chemischen Zusammensetzung filtriert, als der erste und der zweite poröse keramische Filter.
Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste poröse keramische Filter und der zweite poröse keramische Filter aus unterschiedlichen keramischen Materialien bestehen.
Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Filtrationsschicht oxidische keramische Materialien, nicht-oxidische keramische Materialien, Kohlenstoff oder Mischungen davon umfasst.
Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Filtrationsschicht aus Fasern oder Nanopartikeln gebildet ist.
Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Filtrationsschicht eine Dicke von 100 nm bis 1000 µm aufweist.
Keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die porösen keramischen Filter eine Dicke von 10 mm bis 30 mm aufweisen.
Verfahren zur Herstellung eines Metallschmelze-Hybrid-Filters nach Anspruch 1, mit den Schritten a. Bereitstellen eines ersten porösen keramischen Filters, b. Aufbringen einer aktiven Filtrationsschicht auf den ersten porösen keramischen Filter, c. Aufbringen eines zweiten porösen keramischen Filters auf die aktive Filtrationsschicht des ersten porösen keramischen Filters, d. Aufbringen eines Fügeschlickers oder einer Fügepaste auf die Außenflächen des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters im Bereich der Verbindung des ersten und des zweiten porösen keramischen Filters zur Erzeugung eines Filterverbundes, e. Trocknung oder thermische Wärmebehandlung des erzeugten Filterverbundes.