DE102019117513B3

DE102019117513B3 - Keramischer Metallschmelzefilter und Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze

Info

Publication number: DE102019117513B3
Application number: DE102019117513.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Hoppach; Urs Alexander Peuker
Original assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Current assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen keramischen Metallschmelzefilter zur Anordnung in einem Gießsystem und ein Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze. Der keramische Metallschmelzefilter umfasst mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter und eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper, die als lose Schüttung auf dem mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen keramischen Metallschmelzefilter und ein Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze.
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 und werden als exogene Einschlüsse bezeichnet oder entstehen in der Metallschmelze und werden als endogene Einschlüsse bezeichnet. Die Reduzierung von nichtmetallischen Einschlüssen kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, a) Vermeidung von Einschlussbildung und b) Abscheidung der Einschlüsse.
Bei der Abscheidung von Einschlüssen schaffen maßgeschneiderte keramische Filter Abhilfe, die während des Metallgusses im Strahlengang der Metallschmelze positioniert werden. Durch ihre offene Porenstruktur mit Makro- und Mikroporen und der gleichzeitig großen 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. Die Filtrationseffizienz für nichtmetallische Einschlüsse in Metallschmelzen liegt derzeit bei deutlich kleiner 90 % für Einschluss-Partikelgrößen im Bereich von 1 bis 100 µm.
Aus DE 10 2017 216 964 A1 sind silikatische Aluminiumschmelzefilter mit einer Beschichtung bekannt. DE 10 2011 109 681 B4 offenbart einen Stahlschmelzefilter mit einer aktiven Oberflächenbeschichtung. Beschichtungen von Metallschmelzefilter erfordern Know-How und Equipment und einen zusätzlichen Prozessschritt zur Herstellung/Beschichtung der Metallschmelzefilter. Aus DE 694 01 105 T2 ist ein Filtermedium für eine Metall-Heißschmelze aus einzelnen Keramikkugeln mit auf der Oberfläche ausgefällten nadelförmigen Kristalliten bekannt.
DE 10 2016 106 708 A1 offenbart keramische Filter und Filtersysteme für die kontinuierliche Metallschmelzefiltration. Als Filtersysteme dienen poröse, drehbare/wechselbare Behälter, in denen gestampfte Fasern, Fasergewebe, Kugeln oder splittrige Körnungen vorliegen. Aus WO 2018 / 050751 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung einer Metallschmelze bekannt, wobei als Filtersystem poröse Behälter, in denen gestampfte Fasern, Fasergewebe, Kugeln oder splittrige Körnungen vorliegen, genutzt wird.
DE 10 2018 201 577 A1 offenbart einen keramischen Metallschmelze-Hybrid-Filter aus wenigstens einem ersten porösen, keramischen Filter und einem zweiten porösen, keramischen Filter zwischen denen eine aktive Filtrationsschicht angeordnet ist und die miteinander verbunden sind. Die aktive Filtrationsschicht kann aus Fasern oder Nanopartikeln gebildet sein.
Aus DE 10 2016 000 270 A1 ist ein Verfahren zur Filtration metallischer Schmelzen mit Hilfe eines Schüttgutfilters bekannt, der aus einer Vielzahl keramischer, filteraktiver Körper mit einer Größe von 1 mm bis 20 mm besteht, die sich in der Schüttung gegenseitig stützen und stabilisieren. Die filteraktiven Körper werden mittels 3D-Druck, Strang- oder Walzpressen hergestellt und weisen eine regellose oder besondere geometrische Form, wie z.B. Tetrapoden auf. Die filteraktiven Körper werden vor dem Abguss der Metallschmelze zugegeben und durch ein Rückhaltesieb zurückgehalten oder sind im Gießsystem auf einem Rückhaltesieb oder zwischen zwei Rückhaltesieben fixiert. Die Filtration der Metallschmelze erfolgt durch den Kontakt der filteraktiven Körper mit der Metallschmelze.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen keramischen Metallschmelzefilter bereitzustellen, welcher flexibel vor Ort beim Anwender an unterschiedliche Filtrationsaufgaben anpassbar ist und welcher eine erhöhte Filtrationseffizienz aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen keramischen Metallschmelzefilter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10.
Ein keramischer Metallschmelzefilter zur Anordnung in einem Gießsystem umfasst mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter und eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper, wobei die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper als lose Schüttung auf mindestens einem Teil der Oberfläche des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters angeordnet sind. Der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und/oder die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper sind dabei Schaumkeramikfilter.
Vorteilhaft ist ein derartiger keramischer Metallschmelzefilter flexibel und einfach vor Ort beim Anwender an verschiedene Filtrationsaufgaben anpassbar. Der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter als auch die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper sind kommerziell verfügbare Standardmaterialien, die vor Ort beim Anwender je nach anstehender Filtrationsaufgabe kombiniert werden. Weiterhin vorteilhaft weist ein erfindungsgemäßer keramischer Metallschmelzefilter eine erhöhte Filtrationseffizienz auf, da der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper zur Filtration der Metallschmelze beitragen. Somit ist beim Anwender vor Ort kein Know-How und Equipment nötig, um aus dem Stand der Technik bekannte Schaumkeramikfilter mit einer Beschichtung zu versehen, um deren Filtrationseffizienz zu erhöhen. Vorteilhaft erfolgt die Filtration der Metallschmelze durch den erfindungsgemäßen Metallschmelzefilter nach dem Mechanismus der Sieb- und Tiefenfiltration. Verunreinigungen, die größer als die Porenweite des porösen, keramischen Trägerfilters und/oder der porösen, keramischen Füllkörper sind, werden auf deren Oberfläche abgeschieden. Verunreinigungen, die kleiner als die Porenweite sind, gelangen in die Poren des porösen, keramischen Trägerfilters und/oder der porösen, keramischen Füllkörper und werden dort abgeschieden oder gebunden. Weiterhin vorteilhaft kann vor Ort beim Anwender die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper hinsichtlich Anzahl und Material variiert werden, je nach anstehender Filtrationsaufgabe und/oder den Gegebenheiten des Gießsystems. Weiterhin vorteilhaft ermöglicht ein erfindungsgemäßer keramischer Metallschmelzefilter eine beliebige Kombination von Materialien des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters und der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper, da der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper kommerziell verfügbar sind.
Dem Fachmann ist bekannt, dass unterschiedliche keramische Materialien zur Abscheidung von unterschiedlichen Arten von Verunreinigungen in der Metallschmelze geeignet sind. So können der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper aus dem gleichen oder aus unterschiedlichen keramischen Materialien bestehen, je nach anstehender Filtrationsaufgabe. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die einzelnen, porösen, keramischen Füllkörper aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Weiterhin vorteilhaft bietet ein derartiger keramischer Metallschmelzefilter, aufgrund der losen Schüttung der keramischen Füllkörper, einen geringen Druckverlust beim Durchströmen der Metallschmelze. Dadurch weist ein derartiger keramischer Metallschmelzefilter im Bereich der losen Schüttung Zonen mit stark unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten auf, die sich vorteilhaft auf die Abscheidung der Verunreinigungen auswirken. So wird der Schmelzefluss beim Durchströmen des porösen, keramischen Trägerfilters und der porösen, keramischen Füllkörper beruhigt. Gleichzeitig werden die porösen, keramischen Füllkörper innerhalb der losen Schüttung turbulent von der Metallschmelze umströmt. Dadurch wird die Agglomeration von Verunreinigungen innerhalb der Metallschmelze gefördert. Derartige Agglomerate werden beim Auftreffen auf den porösen, keramischen Trägerfilter und/oder die porösen, keramischen Füllkörper und/oder beim Durchströmen des porösen, keramischen Trägerfilters und/oder der porösen, keramischen Füllkörper abgeschieden. Kleinere Verunreinigungspartikel oder Agglomerate hingegen werden vorteilhaft, bedingt durch die Beruhigung der Schmelzeströmung, beim Durchströmen des porösen, keramischen Trägerfilters und/oder der porösen, keramischen Füllkörper abgeschieden. Der Geschwindigkeitsgradient zwischen der losen Schüttung und den Füllkörpern ist also höher als in einem Standard-Schaumkeramikfilter, was sowohl die Prozesssicherheit als auch die Abscheidung begünstigt.
Ein poröser keramischer Trägerfilter im Sinne der Erfindung meint einen offenzelligen, keramischen Filter mit einer Gesamtporosität von mehr als 45 Vol.-%, in Form einer Schaumkeramik oder eines Spaghettifilters oder eines Zellstrukturfilters, bevorzugt in Form einer Schaumkeramik. Ein Spaghettifilter im Sinne der Erfindung meint einen porösen, keramischen Filter mit einer Vielzahl teilweise durchgehender Öffnungen, die ungleichmäßig, in ungeordneter Struktur, über das Volumen des Filters verteilt sind. Hergestellt werden derartige Spaghettifilter durch das Ablegen eines Stranges einer keramischen bildsamen Masse und anschließendes Trocknen und Brennen und werden auch als Loopfilter bezeichnet. Ein Zellstrukturfilter im Sinne der Erfindung meint einen porösen, keramischen Filter mit einer Vielzahl gerader, durchgehender Öffnungen, die gleichmäßig, in geordneter Struktur, über das Volumen des Filters verteilt sind. Hergestellt werden derartige Zellstrukturfilter beispielsweise durch Extrusion als sogenannte Zellfilter oder Wabenfilter oder Kanalfilter oder durch Pressen als gepresste Rundlochfilter.
Der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter kann dabei eine dem jeweiligen Einsatzzweck angepasste Form aufweisen. Im Gießereiwesen übliche Formen für Filter sind beispielsweise zylindrische oder prismatische Formen, die horizontal oder vertikal in das Gießsystem eingebaut werden. Gießsysteme für Metallschmelzen umfassen üblicherweise ein Zuführsystem, einen Formhohlraum und sich daran anschließende Entlüftungs-, Kühl- und Speisersysteme. Metallschmelzefilter werden üblicherweise im Zuführsystem des Gießsystems eingesetzt.
Ein horizontal ins Gießsystem eingebauter keramischer Metallschmelzefilter wird von der Metallschmelze in vertikaler Richtung, von oben nach unten durchströmt. Ein vertikal ins Gießsystem eingebauter keramischer Metallschmelzefilter wird von der Metallschmelze in horizontaler Richtung, bspw. von rechts nach links durchströmt. Bei horizontalen Einbau des erfindungsgemäßen Metallschmelzefilters in das Gießsystem ist es vorteilhaft, wenn die lose Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper eine Höhe von mindestens 40 mm aufweist, wobei die Höhe der losen Schüttung die Ausdehnung der losen Schüttung in Richtung der Durchströmrichtung der Metallschmelze ist.
In einer Ausführungsform ist der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter als Vollkörper ausgebildet. Ein Vollkörper meint dabei, dass der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter außer den die Porosität bedingenden Poren keine weiteren Aussparungen aufweist. Der mindestens eine poröse keramische Trägerfilter weist als Vollkörper in einer Ausführungsform eine Dicke von 15 mm bis 50 mm auf. Die Dicke des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters entspricht dabei der Ausdehnung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters in Richtung der Durchströmrichtung der Metallschmelze. Die Ausdehnungen des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters in einer Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze sind entsprechend den Einbaugegebenheiten des keramischen Metallschmelzefilters gewählt.
Eine lose Schüttung im Sinne der Erfindung meint, dass die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper lose auf dem mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter angeordnet sind und eine Umlagerung einzelner Füllkörper infolge des Durchströmens der Metallschmelze durch den keramischen Metallschmelzefilter möglich ist. Vorteilhaft bildet die lose Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper Hohlräume, so dass die Metallschmelze die porösen, keramischen Füllkörper turbulent umströmt und die Metallschmelze beim Durchströmen der porösen, keramischen Füllkörper beruhigt wird. Vorteilhaft wird durch die Umlagerung der einzelnen Füllkörper beim Durchströmen der Metallschmelze die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit der Füllkörper mit den Verunreinigungen der Metallschmelze und damit die Abscheidewahrscheinlichkeit der Verunreinigungen erhöht.
Mindestens ein Teil der Oberfläche des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters im Sinne der Erfindung meint, dass die lose Schüttung mit mindestens einem Teil der Oberfläche des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters in Kontakt steht und der mindestens eine Teil der Oberfläche des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ausgerichtet ist
Eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper im Sinne der Erfindung meint mehr als einen porösen, keramischen Füllkörper, vorliegend jeweils als offenzellig poröse, keramische Füllkörper mit einer Gesamtporosität von mehr als 45 Vol.-%, in Form einer Schaumkeramik oder eines Spaghettifilters oder eines Zellstrukturfilters, bevorzugt in Form einer Schaumkeramik.
Vorteilhaft treten die Verunreinigungen der Metallschmelze sowohl miteiner äußeren Oberfläche von Trägerfilter und Füllkörper als auch, bedingt durch die offenzellige Porosität von Trägerfilter und Füllkörper, mit einer inneren Oberfläche von Trägerfilter und Füllkörper in Wechselwirkung. Dadurch erreicht ein erfindungsgemäßer Metallschmelzefilter eine erhöhte Filtrationseffizienz als aus dem Stand der Technik bekannte Metallschmelzefilter.
Eine innere Oberfläche im Sinne der Erfindung meint eine Oberfläche, die aufgrund der offenzellig, porösen Struktur von Trägerfilter und Filterkörper durch Poren eines Schaumkeramikfilters oder durch Zellen eines Zellstrukturfilters gebildet wird. Die innere Oberfläche wird auch als spezifische Oberfläche bezeichnet. Eine äußere Oberfläche im Sinne der Erfindung meint eine von außen direkt ersichtliche Oberfläche eines Trägerfilters oder Filterkörpers, die sich entlang den makroskopischen Abmessungen des Trägerfilters oder des Filterkörpers erstreckt.
In einer Ausführungsform umfasst die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper mindestens zwei Füllkörper. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper mindestens neun oder mehr Füllkörper.
Die einzelnen porösen, keramischen Füllkörper können unterschiedliche Formen aufweisen, beispielsweise eine prismatische Form. Bevorzugt weisen die einzelnen porösen, keramischen Füllkörper eine Würfelform auf. Vorteilhaft ermöglicht die Würfelform die Umlagerung einzelner Füllkörper beim Durchströmen der Metallschmelze durch den keramischen Metallschmelzefilter. In einer Ausführungsform weisen die einzelnen porösen, keramischen Füllkörper Abmessungen von mindestens 10 x 10 x 10 mm³ auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter eine Porendichte von 5 bis 40 Poren pro 2,54 cm, entsprechend 5 bis 40 ppi, auf. Vorteilhaft sind poröse, keramische Trägerfilter mit diesen Porendichten kommerziell verfügbar. Die Porendichte wird üblicherweise in der Einheit ppi angegeben, auch pores per inch, eine für Filtermaterialien bekannte Maßeinheit, wobei eine Porendichte von 5 ppi bedeutet, dass 5 Poren auf einer Länge von 1 Inch, entsprechend 2,54 cm, vorliegen. Bestimmt wird die Porendichte üblicherweise mittels bekannten Linienschnittverfahren.
Der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter kann aus oxidischen oder nichtoxidischen keramischen Materialien oder aus kohlenstoffgebundenen keramischen Materialien oder Mischungen daraus bestehen. Oxidische, keramische Materialien sind beispielsweise Aluminiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid, Calciumsilikate, Magnesiumaluminat oder eisenhaltige Spinelle oder Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Calciumaluminate oder Mischungen davon. Nichtoxidische, keramische Materialien sind beispielsweise Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Magnesiumborat, Borkarbid, Aluminiumnitrid, Aluminiumkarbid, Titannitrid, Titankarbid oder Mischungen davon. Die keramischen Materialien können auch in Kombination mit Kohlenstoff als kohlenstoffgebundene Keramik vorliegen, beispielsweise als kohlenstoffgebundenes Aluminiumoxid.
Der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter kann aus den in DE 10 2017 216 964 A1 bekannten keramischen Material bestehen oder eine Beschichtung aufweisen, wobei das keramische Material oder die Beschichtung mindestens eine der Verbindungen im ungesättigten Zustand aufweist und ausgewählt ist aus Feldspaten, Feldspatvertretern, Eisen(II)-Silikaten und Eisen(III)-Doppelsilikaten oder Mischungen dieser Verbindungen. In einer Ausführungsform weist der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter eine Beschichtung auf. Derartige Beschichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in DE 10 2017 216 964 A1 und DE 10 2011 109 681 B4 offenbart. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter aus Al₂O₃. Vorteilhaft lassen sich dadurch Aluminiumoxidpartikel, die als Verunreinigung in Metallschmelzen auftreten, herausfiltern.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper eine Porendichte von 5 bis 80 Poren pro 2,54 cm auf. Bevorzugt ist die Porendichte der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper höher als die Porendichte des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass die Verunreinigungen maßgeblich an der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper abgeschieden werden. Es kann auch vorteilhaft sein, dass die Porendichte der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper niedriger oder gleich der Porendichte des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters ist. Dadurch wird vorteilhaft der Durchfluss der Metallschmelze durch den Metallschmelze-filter gewährleistet.
In einer Ausführungsform weisen die einzelnen porösen, keramischen Füllkörper unterschiedliche Porendichten auf, wobei die Porendichte eines einzelnen porösen, keramischen Füllkörpers jeweils im Bereich von 5 bis 80 ppi liegt. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper mit unterschiedlicher Porendichte können in der losen Schüttung derart angeordnet sein, dass die Porendichte innerhalb der losen Schüttung heterogen verteilt ist. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper mit unterschiedlichen Porendichten können aber auch derart in der losen Schüttung angeordnet sein, dass sich ein Gradient der Porendichte innerhalb der losen Schüttung ausbildet, wobei die Porendichte der einzelnen porösen, keramischen Füllkörper in der losen Schüttung zum mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter hin ansteigt.
Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper kann aus oxidischen oder nichtoxidischen keramischen Materialien oder aus kohlenstoffgebundenen, keramischen Materialien oder Mischungen daraus bestehen. Oxidische, keramische Materialien sind beispielsweise Aluminiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid, Calciumsilikate, Magnesiumaluminat oder Eisenhaltige Spinelle oder Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Calciumaluminate oder Mischungen davon. Nichtoxidische, keramische Materialien sind beispielsweise Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Magnesiumborat, Borkarbid, Aluminiumnitrid, Aluminiumkarbid, Titannitrid, Titankarbid oder Mischungen davon. Die keramischen Materialien können auch in Kombination mit Kohlenstoff als kohlenstoffgebundene Keramik vorliegen.
Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper kann aus den in DE 10 2017 216 964 A1 bekannten keramischen Material bestehen oder eine Beschichtung aufweisen, wobei das keramische Material oder die Beschichtung mindestens eine der Verbindungen im ungesättigten Zustand aufweist und ausgewählt ist aus Feldspaten, Feldspatvertretern, Eisen(II)-Silikaten und Eisen(III)-Doppelsilikaten oder Mischungen dieser Verbindungen. In einer Ausführungsform weisen die porösen, keramischen Füllkörper eine Beschichtung auf. Derartige Beschichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in DE 10 2017 216 964 A1 und DE 10 2011 109 681 B4 offenbart. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper aus Al₂O₃. Vorteilhaft lassen sich dadurch Aluminiumoxidpartikel, die als Verunreinigung in Metallschmelzen auftreten, herausfiltern.
Weiterhin vorteilhaft lassen sich die keramischen Materialien des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters und der Vielzahl poröser keramischer Füllkörper je nach anstehender Filtrationsaufgabe aufeinander abstimmen. So kann es vorteilhaft sein, dass der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper aus unterschiedlichen keramischen Materialien bestehen. Dadurch können vorteilhaft verschiedene Arten von Verunreinigungen aus der Metallschmelze entfernt werden. So kann das keramische Material des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters auf eine Art von Verunreinigung und das keramische Material der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper auf eine andere Art von Verunreinigungen innerhalb der Metallschmelze abgestimmt sein. Dadurch wird vorteilhaft die Filtrationseffizienz erhöht. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, dass die einzelnen porösen keramischen Füllkörper der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper aus unterschiedlichen keramischen Materialien bestehen. Dadurch können vorteilhaft verschiedene Arten von Verunreinigungen aus der Metallschmelze entfernt und die Filtrationseffizienz erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter als zylindrischer oder prismatischer Hohlkörper mit einer nicht-durchgängigen Aussparung entlang einer Längsachse des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters ausgebildet. Die Längsachse des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters ist dabei in Richtung der Durchströmrichtung der Metallschmelze ausgerichtet. Die nicht-durchgängige Aussparung geht dabei von einer ersten Außenseite des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters aus, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper sind als lose Schüttung innerhalb der Aussparung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters angeordnet. Vorteilhaft ist ein derartiger keramischer Metallschmelzefilter einfach handhabbar. Der keramische Metallschmelzefilter aus Trägerfilter mit nicht-durchgängiger Aussparung und darin angeordneten keramischen Füllkörpern kann einfach in das Gießsystem eingesetzt und wieder entfernt werden. Weiterhin vorteilhaft ist die lose Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper in der Aussparung fixiert Bevorzugt beträgt die Dicke des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters mit einer nicht-durchgängigen Aussparung entlang einer Längsachse des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters 40 bis 200 mm.
Die erste Außenseite des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters im Sinne der Erfindung meint die Außenseite, die im Einsatzfall des keramischen Metallschmelzefilters zuerst mit der zu filtrierenden Metallschmelze in Kontakt kommt.
Eine nicht-durchgängige Aussparung im Sinne der Erfindung meint, dass die Aussparung ausgehend von der ersten Außenseite mindestens bis 50 % und maximal bis zu 70 % der Dicke des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters in diesen hineinreicht. Die Aussparung bildet vorteilhaft einen nicht-durchgängigen Hohlraum in dem mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter, wobei der Hohlraum zur ersten Außenseite hin, von der die Aussparung ausgeht, offen ist. Die Aussparung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters weist vorteilhaft die gleiche Form wie der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter auf. So weist beispielsweise ein zylindrischer Trägerfilter eine zylindrische Aussparung auf. Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass die Aussparung eine andere Form als der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter aufweist. Die Ausdehnungen der Aussparung in einer Ebene, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist, betragen mindestens 30 %, jedoch maximal 70 % der Ausdehnungen des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters in der Ebene, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist. Vorteilhaft weist der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter dadurch eine umlaufende Wandstärke auf. Die Wandstärke entspricht dabei der Differenz der Ausdehnung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters und der Ausdehnung der Aussparung entlang einer Richtung in der Ebene, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist. In einer Ausführungsform beträgt die Wandstärke des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters mindestens 40 % und maximal 70 % der Ausdehnung des Trägerfilters in einer Ebene, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist.
In einer Ausführungsform umfasst der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter mit einer nicht-durchgängigen Aussparung einen ersten porösen, keramischen Trägerfilter mit einer nicht-durchgängigen Aussparung, ausgehend von einer Außenfläche des ersten porösen, keramischen Trägerfilters, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist und maximal bis 70 % der Dicke des ersten porösen, keramischen Trägerfilters in diesen hineinreicht und einen zweiten porösen, keramischen Trägerfilter mit einer durchgängigen Aussparung, wobei der erste poröse, keramische Trägerfilter oberhalb des zweiten, porösen, keramischen Trägerfilters angeordnet ist und die Aussparungen des ersten und des zweiten porösen, keramischen Trägerfilters deckungsgleich übereinanderliegen. Die Aussparungen des ersten und zweiten porösen, keramischen Trägerfilters bilden dann eine vergrößerte Aussparung, in der die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper angeordnet ist. Beim Durchströmen der Metallschmelze kommt die Metallschmelze erst mit dem zweiten, porösen, keramischen Trägerfilter und danach mit dem ersten, porösen, keramischen Trägerfilter in Kontakt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der keramische Metallschmelzefilter zusätzlich mindestens einen porösen, keramischen Deckfilter auf, der auf der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper angeordnet ist. Vorteilhaft wird dadurch die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper zwischen dem mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter und dem mindestens einen porösen, keramischen Deckfilter fixiert. Der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter kann dabei eine dem jeweiligen Einsatzzweck angepasste Form aufweisen. Im Gießereiwesen übliche Formen für Filter sind beispielsweise zylindrische oder prismatische Formen, die horizontal oder vertikal in das Gießsystem eingebaut werden. Vorteilhaft weist der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter die gleiche Form wie der mindestens eine poröse keramische Trägerfilter auf.
Der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter weist in einer Ausführungsform eine Dicke von 15 mm bis 50 mm auf. Die Dicke des mindestens einen porösen, keramischen Deckfilters entspricht dabei der Ausdehnung des mindestens einen porösen, keramischen Deckfilters in Richtung der Durchströmrichtung der Metallschmelze. Die Ausdehnungen des mindestens einen porösen, keramischen Deckfilters in einer Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze sind entsprechend den Einbaugegebenheiten des keramischen Metallschmelzefilters gewählt. Bevorzugt sind der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter bezüglich ihrer Ausdehnungen in der Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze deckungsgleich.
Ein poröser, keramischer Deckfilter im Sinne der Erfindung meint einen offenzellig, keramischen Filter mit einer Gesamtporosität von mehr als 45 Vol.-% in Form einer Schaumkeramik oder eines Spaghettifilters oder eines Zellstrukturfilters, bevorzugt in Form einer Schaumkeramik.
Der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter kann aus oxidischen oder nichtoxidischen keramischen Materialien oder aus kohlenstoffgebundenen, keramischen Materialien oder Mischungen daraus bestehen. Oxidische, keramische Materialien sind beispielsweise Aluminiumoxid, Calciumoxid, Siliziumdioxid, Calciumsilikate, Magnesiumaluminat oder Eisenhaltige Spinelle oder Titandioxid, Zirkondioxid, Magnesiumoxid, Calciumaluminate oder Mischungen davon. Nichtoxidische, keramische Materialien sind beispielsweise Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Magnesiumborat, Borkarbid, Aluminiumnitrid, Aluminiumkarbid, Titannitrid, Titankarbid oder Mischungen davon. Die keramischen Materialien können auch in Kombination mit Kohlenstoff als kohlenstoffgebundene Keramik vorliegen.
Der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter kann aus den in DE 10 2017 216 964 A1 bekannten keramischen Material bestehen oder eine Beschichtung aufweisen, wobei das keramische Material oder die Beschichtung mindestens eine der Verbindungen im ungesättigten Zustand aufweist und ausgewählt ist aus Feldspaten, Feldspatvertretern, Eisen(II)-Silikaten und Eisen(III)-Doppelsilikaten oder Mischungen dieser Verbindungen. In einer Ausführungsform weist der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter eine Beschichtung auf. Derartige Beschichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in DE 10 2017 216 964 A1 und DE 10 2011 109 681 B4 offenbart. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter aus Al₂O₃. Vorteilhaft lassen sich dadurch Aluminiumoxidpartikel, die als Verunreinigung in Metallschmelzen auftreten, herausfiltern.
Ist der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter als zylindrischer oder prismatischer Hohlkörper mit einen nicht-durchgängigen Aussparung ausgebildet, so ist vorteilhaft der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter auf der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper derart angeordnet, dass der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter die nicht-durchgängige Aussparung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters abschließt. „Abschließen“ meint dabei, dass die nicht-durchgängige Aussparung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters durch den mindestens einen porösen, keramischen Deckfilter vollständig abgedeckt wird. In einer Ausführungsform weist der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter die gleichen äußeren Abmessungen wie der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter auf. Der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter sind deckungsgleich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter ein Schaumkeramikfilter.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen keramischen Metallschmelzefilters in einem Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze. Vorteilhaft wird dadurch die Filtrationseffizienz erhöht, so dass mehr Verunreinigungen aus der Metallschmelze entfernt werden. Der erfindungsgemäße keramische Metallschmelzefilter kann dabei in jeglichen bekannten Verfahren zur Filtration von Metallschmelzen verwendet werden, bei denen die Metallschmelze einen Filter oder ein Filtersystem durchströmt. So wird ein erfindungsgemäßer keramischer Metallschmelzefilter in einem Gussverteiler in diskontinuierlichen Gießprozessen eingesetzt, um Verunreinigungen aus der Metallschmelze zu entfernen. Der keramische Metallschmelzefilter kann horizontal oder vertikal in das Gießsystem eingebaut werden.
Weiterhin zur Erfindung gehört ein Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze durchströmt die Metallschmelze einen keramischen Metallschmelzefilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Dabei umfasst der keramische Metallschmelzefilter mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter und eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper, die als lose Schüttung auf mindestens einem Teil der Oberfläche des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter angeordnet sind. Vorteilhaft werden die in der Metallschmelze enthaltenen Verunreinigungen größtenteils an der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper abgeschieden. Weiterhin vorteilhaft ermöglicht die lose Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper mit den resultierenden Hohlräumen, dass die Metallschmelze durch den keramischen Metallschmelzefilter frei fließen kann und der Druckverlust beim Durchströmen des keramischen Metallschmelzefilters gering ist. Beim Durchströmen der Füllkörper und/oder des Trägerfilters wird die Metallschmelze beruhigt, so dass vorteilhaft Verunreinigungen an der inneren Oberfläche von Trägerfilter und Füllkörper abgeschieden werden. Gleichzeitig umströmt die Metallschmelze die Füllkörper turbulent, so dass Verunreinigungen agglomerieren und die Agglomerate an der äußeren Oberfläche von Trägerfilter und/oder Füllkörper abgeschieden werden. Weiterhin vorteilhaft ist die Filtrationseffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht, so dass mehr Verunreinigungen aus der Metallschmelze entfernt werden, da der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter und die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper zur Filtration der Metallschmelze beitragen.
Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren.
Figurenliste
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 keramischen Metallschmelzefilter mit einem porösen, keramischen Trägerfilter und einer Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper.
2 zeigt schematisch einen keramischen Metallschmelzefilter mit einem porösen, keramischen Trägerfilter und einer Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper und einem zusätzlichen porösen, keramischen Deckfilter.
3 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des keramischen Metallschmelzefilters mit einem porösen, keramischen Trägerfilter, ausgebildet als Hohlkörper mit einer nicht-durchgängigen Aussparung.

1 zeigt schematisch einen keramischen Metallschmelzefilter 1 mit einem porösen, keramischen Trägerfilter 2, ausgebildet als Vollkörper der Dicke 2a und einer Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 ist auf mindestens einem Teil der Oberfläche des porösen, keramischen Trägerfilters 2 als lose Schüttung angeordnet. Innerhalb der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 bilden sich Hohlräume 4, durch die die Metallschmelze frei fließen kann. Der Pfeil gibt die Durchströmrichtung der Metallschmelze an, die vertikal durch den keramischen Metallschmelzefilter 1 verläuft. Der keramische Metallschmelzefilter 1 ist horizontal in das Gießsystem 5 eingebaut.
2 zeigt schematisch einen keramischen Metallschmelzefilter 1 mit einem porösen, keramischen Trägerfilter 2, ausgebildet als Vollkörper der Dicke 2a und einer Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 und einem zusätzlichen porösen, keramischen Deckfilter 6 der Dicke 6a. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 ist auf mindestens einem Teil der Oberfläche des porösen, keramischen Trägerfilters 2 als lose Schüttung angeordnet. Innerhalb der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 bilden sich Hohlräume 4, durch die die Metallschmelze frei fließen kann. Der poröse, keramische Deckfilter 6 ist auf der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 angeordnet. Die äußeren Abmessungen des porösen, keramischen Trägerfilters 2 und des porösen, keramischen Deckfilters 6 senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze sind identisch, der poröse, keramische Trägerfilter 2 und der poröse, keramische Deckfilter 6 sind deckungsgleich. Der Pfeil gibt die Durchströmrichtung der Metallschmelze an, die vertikal durch den keramischen Metallschmelzefilter 1 verläuft. Der keramische Metallschmelzefilter 1 ist horizontal in das Gießsystem 5 eingebaut.
3 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des keramischen Metallschmelzefilters 1. Der keramische Metallschmelzefilter 1 umfasst einen porösen, keramischen Trägerfilter 2 der Dicke 2a, ausgebildet als Hohlkörper mit einer nicht-durchgängigen Aussparung 7 und eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3, die als lose Schüttung innerhalb der Aussparung 7 angeordnet sind. Innerhalb der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 bilden sich Hohlräume 4, durch die die Metallschmelze frei fließen kann. Weiterhin umfasst der keramische Metallschmelzefilter 1 einen porösen, keramischen Deckfilter 6 der Dicke 6a, der auf der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper 3 derart angeordnet ist, dass der poröse, keramische Deckfilter 6 die Aussparung 7 abdeckt. Die äußeren Abmessungen des porösen, keramischen Trägerfilters 2 und des porösen, keramischen Deckfilters 6 senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze sind identisch, der poröse, keramische Trägerfilter 2 und der poröse, keramische Deckfilter 6 sind deckungsgleich. Der Pfeil gibt die Durchströmrichtung der Metallschmelze an, die vertikal durch den keramischen Metallschmelzefilter 1 verläuft. Der keramische Metallschmelzefilter 1 ist horizontal in das Gießsystem 5 eingebaut.
Beispiel 1: keramischer Metallschmelzefilter mit einem porösen, keramischen Trägerfilter und einer Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper
Ein keramischer Metallschmelzefilter nach 1 umfasst einen porösen, keramischen Trägerfilter, ausgebildet als Vollkörper. Der poröse, keramische Trägerfilter ist ein Al₂O₃-Schaumkeramikfilter und weist eine Dicke von 20 mm und eine Porendichte von 30 Poren pro 2,54 cm auf. Die Abmessungen des Trägerfilters in der Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze betragen 50 x 50 mm². Auf der Oberfläche des Trägerfilters wird eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper als lose Schüttung angeordnet. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper umfasst dabei neun Füllkörper. Die Füllkörper sind Al₂O₃-Schaumkeramikfilter mit den Abmessungen 17 × 17 × 20 mm³ und einer Porendichte von 30 Poren pro 2,54 cm.
Ein derartiger keramischer Metallschmelzefilter wird horizontal in das Gießsystem eingesetzt und von der Metallschmelze vertikal durchströmt und erreicht eine erhöhte Filtrationseffizienz gegenüber einem kommerziell erhältlichen Al₂O₃-Schaumkeramikfilter mit einer Dicke von 40 mm und den Abmessungen in der Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung von 50 × 50 mm² und einer Porendichte von 30 ppi.
Beispiel 2: keramischer Metallschmelzefilter mit einem porösen, keramischen Trägerfilter, einer Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper und einem porösen, keramischen Deckfilter
Ein keramischer Metallschmelzefilter nach 3 besteht aus einem porösen, keramischen Trägerfilter. Der poröse, keramische Trägerfilter, ausgebildet als Hohlkörper mit einer nicht-durchgängigen Aussparung, ist ein Al₂O₃-Schaumkeramikfilter und weist eine Dicke von 60 mm und eine Porendichte von 30 Poren pro 2,54 cm auf. Die Abmessungen des Trägerfilters in der Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze betragen 50 × 50 mm². Der poröse, keramische Trägerfilter weist eine nicht-durchgängige Aussparung mit den Abmessungen 30 × 30 mm² in einer Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze auf. Die nicht-durchgängige Aussparung erstreckt sich ausgehend von einer ersten Außenfläche des Trägerfilters 40 mm entlang einer Längsachse des porösen, keramischen Trägerfilters in diesen hinein. Innerhalb der Aussparung ist eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper als lose Schüttung angeordnet. Die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper umfasst dabei max. 16 Füllkörper. Die Füllkörper sind Al₂O₃-Schaumkeramikfilter mit den Abmessungen 10 × 10 × 10 mm³ und einer Porendichte von 30 Poren pro 2,54 cm. Weiterhin umfasst der keramische Metallschmelzefilter einen porösen, keramischen Deckfilter, der derart angeordnet ist, dass die Aussparung des porösen, keramischen Trägerfilters durch den porösen, keramischen Deckfilter abgedeckt ist. Der poröse, keramische Deckfilter ist ein Al₂O₃-Schaumkeramikfilter mit einer Dicke von 10 mm und einer Porendichte von 30 Poren pro 2,54 cm. Die Abmessungen des Deckfilters in der Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze betragen 50 × 50 mm², so dass der poröse, keramische Trägerfilter und der poröse, keramische Deckfilter deckungsgleich sind.
Ein derartiger keramischer Metallschmelzefilter wird horizontal in das Gießsystem eingesetzt und von der Metallschmelze vertikal durchströmt und erreicht eine erhöhte Filtrationseffizienz gegenüber einem kommerziell erhältlichen Al₂O₃-Schaumkeramikfilter mit einer Dicke von 60 mm und den Abmessungen in der Ebene senkrecht zur Durchströmrichtung von 50 × 50 mm² und einer Porendichte von 30 ppi.
Bezugszeichenliste

1: Keramischer Metallschmelzefilter
2: Mindestens ein poröser, keramischer Trägerfilter
2a: Dicke des mindestens einen porösen keramischen Trägerfilters
3: Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper
4: Hohlräume
5: Gießsystem
6: Mindestens ein poröser, keramischer Deckfilter
6a: Dicke des mindestens einen porösen, keramischen Deckfilters
7: Nicht-durchgängige Aussparung des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters

Claims

Keramischer Metallschmelzefilter (1) zur Anordnung in einem Gießsystem umfassend mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilter (2) und eine Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3), wobei die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3) als lose Schüttung auf mindestens einem Teil der Oberfläche des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters (2) angeordnet ist, und wobei der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter (2) und/oder die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3) Schaumkeramikfilter sind.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine poröse keramische Trägerfilter (2) eine Porendichte von 5 bis 40 Poren pro 2,54 cm aufweist.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine poröse keramische Trägerfilter (2) aus Al₂O₃ besteht.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3) eine Porendichte von 5 bis 80 Poren pro 2,54 cm aufweisen.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3) aus Al₂O₃ bestehen.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine poröse, keramische Trägerfilter (2) als zylindrischer oder prismatischer Hohlkörper mit einer nicht-durchgängigen Aussparung (7) entlang einer Längsachse des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters (2) ausgebildet ist, und die Längsachse des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters (2) in Richtung der Durchströmrichtung der Metallschmelze ausgerichtet ist, wobei die nicht-durchgängige Aussparung (7) von einer ersten Außenseite des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters (2) ausgeht, die senkrecht zur Durchströmrichtung der Metallschmelze ist, und die Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3) als lose Schüttung innerhalb der nicht-durchgängigen Aussparung (7) des mindestens einen porösen, keramischen Trägerfilters (2) angeordnet sind.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Metallschmelzefilter (1) zusätzlich mindestens einen porösen, keramischen Deckfilter (6) aufweist, wobei der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter (6) auf der losen Schüttung der Vielzahl poröser, keramischer Füllkörper (3) angeordnet ist.
Keramischer Metallschmelzefilter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine poröse, keramische Deckfilter (6) ein Schaumkeramikfilter ist.
Verwendung eines keramischen Metallschmelzefilters (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze.
Verfahren zur Filtration einer Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze einen keramischen Metallschmelzefilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchströmt.