DE102020000969A1 - Filter aus kohlenstoffgebundenen Materialien für die Aluminiumschmelzefiltration - Google Patents

Abstract

Kohlenstoffgebundene oder kohlenstoffhaltige Filter für die Metallschmelzefiltration, welche sich in Kontakt mit Aluminiumschmelze Kollektoren aus Al2O3und/oder C bilden, an denen sich endogene und exogene Einschlüsse abscheiden lassen und diese beladenen Kollektoren in den funktionalen Makroporen der Filterkeramik bleiben bzw. sich an der Filteroberfläche abscheiden lassen. An der Filteroberfläche entsteht auch eine in situ Schicht, die aus Al2O3und C besteht und die Filtration unterstützt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen kohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffgebundenen keramischen Filter für die Aluminiumschmelzefiltration, zur Entfernung von nicht-metallischen Einschlüssen aus einer Aluminiumschmelze.
• Nahezu alle Werkstoffe weisen Fehler in Form von Einschlüssen, gelösten Verunreinigungen und ungleichmäßiger Verteilung der chemischen Elemente auf. Diese Fehler entstehen bei der Herstellung und Weiterverarbeitung der Werkstoffe. Als nicht-metallische 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). Für Aluminiumschmelzen stellen beispielsweise Aluminiumoxid aus der Reaktion des flüssigen Aluminiums mit Luftsauerstoff endogene Einschlüsse dar, während exogene Einschlüsse z.B. aus dem Feuerfestmaterial stammen. Die Reduzierung von nicht-metallischen Einschlüssen kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, a) Vermeidung von Einschlussbildung und b) Abscheidung der Einschlüsse.
• Die nicht-metallischen Einschlüsse beeinflussen die Gießbarkeit der Aluminiumschmelze, die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit des Gussstücks. Die Verringerung der mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit, Bruchdehnung) des Aluminiums ist auf die verschiedenen physikalischen Eigenschaften (Dichte und Ausdehnungskoeffizient) von Aluminium und den nicht-metallischen Einschlüssen und auf ihr Vorliegen als zwei getrennte Phasen ohne Anbindung aneinander zurückzuführen [Liu 1998, Samuel 1993, Cambell 2003 S. 282-301]. Diese Unterschiede führen bei Abkühlprozessen oder unter dem Einfluss von äußeren Spannungen zu kritischen Spannungsfeldern. Außerdem verschlechtern nicht-metallische Einschlüsse die Spanbarkeit und Bearbeitbarkeit, da die Einschlüsse eine höhere Härte besitzen als Aluminium und dadurch die Werkzeuge einem größeren Verschleiß unterliegen. Die nicht-metallischen Einschlüsse führen zu einer Minderung der Oberflächenqualität von Glanzprodukten. Weiterhin wurde beobachtet, dass ein höherer Gehalt an nicht-metallischen Einschlüssen eine höhere Porosität verursacht.
• Für die Entfernung von Verunreinigungen aus Metallschmelzen stellen maßgeschneiderte keramische Filter, die während des Metallgusses im Strahlengang positioniert sind, ein wichtiges Werkzeug dar. Durch ihre offene Porenstruktur (Makro- und Mikroporen) bei gleichzeitig großer Oberfläche gewährleisten Keramikfilter einen hohen Wirkungsgrad bei der Entfernung der nicht-metallischen Einschlüssen aus dem Schmelzestrom.
• Es gibt diverse Arten von Filtern für die Metallschmelzefiltration zum Beispiel Schüttbettfilter, Gewebefilter bestehend aus anorganisch-nicht-metallischen Fasern, gepresste Sieblochfilter aus Keramik, Nutzung von anorganischen oder organischen Blähstoffen ( AT 395314 B ), Beschichtung von geblähten Perliten mit keramischen Schlickern ( DE 19605149 ). Die sogenannten Schaumkeramikfilter, hergestellt mit dem Schwartzwalder oder auch Replikaverfahren ( EP 0 341 203 A1 und DE 23 01662 A1 ), werden häufig im Bereich des Formen- und des Stranggusses eingesetzt.
• Das Schwartzwalder Verfahren beruht auf der keramischen Abformung von Polymerschaumstoffen. 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 Kunststoffschäume können unterschiedlichste Größen der Makroporen im Endprodukt generiert werden. Für die Aluminiumschmelzefiltration werden häufig Filter auf Basis von Aluminiumoxid (Strangguss und Formenguss) oder Siliziumcarbid (Formenguss) eingesetzt.
• Im Gegensatz zur Filtration von Eisen (1450°C - 1550°C) und Stahl (1550° - 1650°C) sind die Schmelzetemperaturen wesentlich niedriger bei der Filtration von Aluminium (670° - 750°C), wodurch die Anforderungen an die Filter hinsichtlich der thermischen Beständigkeit geringer sind, aber auch keine Sintereffekte zwischen nicht-metallischen Einschlüssen und Filterwand auftreten, wodurch die nicht-metallischen Einschlüsse leicht wieder von der Filterwand abgelöst werden können.
• Eine Besonderheit bei der Aluminiumschmelzefiltration ist dessen hohe Affinität zu Sauerstoff wodurch sich auf der Aluminiumoberfläche in kürzester Zeit eine Oxidhaut bildet. Das Auftreten einer Oxidhaut im Filter erschwert den Kontakt der nicht-metallischen Einschlüsse zur Filteroberfläche und behindert damit die Abscheidung der nicht-metallischen Einschlüsse. Beim Durchgang der Aluminiumschmelze durch den Schaumkeramikfilter reißt die Oxidhaut auf, wird aber stetig neu gebildet, da in den Filterporen ausreichend Luft (Sauerstoff) zur Verfügung steht.
• Es gibt diverse Ansätze die Filtrationseffizienz mittels Oberflächenmodifizierung zu verbessern. DE 10 2011 109 681 B4 , DE 10 2011 109 684 B4 schlagen vor, dass Oberflächenbeschichtungen aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Magnesiumaluminat-Spinell (Mg·OAl₂O₃), Hercynit (FeO·Al₂O₃), Jakobsit (MnO·Fe₂O₃), Galaxit (MnO·Al₂O₃), Mullit (3Al₂O_3·2SiO₂), Rodonit (MnO_·SiO₂) oder Fayalit (2FeO·SiO₂) oder Mischungen vorgenannter Stoffe für die Filtration von Stahlschmelzen verwendet werden bzw. die Oberfläche MgO-C mit oder ohne Metall oder Spodumen mit oder ohne Metall für Stahl- und Aluminiumschmelzefilter verwendet werden.
• DE 694 01 105 T2 umfasst einen Filter für Metallschmelzen und Verfahren zur Behandlung von Metallschmelzen. Keramikkugeln sind dabei mit Mullit-Kristallen beschichtet. Angewendet werden diese Filter beim Abgießen von Aluminium-Heißschmelzen.
• DE 39 05 080 C1 beschreibt einen Keramikfilter auf der Basis von hochschmelzender Keramik zum Filtrieren von Metallschmelzen. Die Seitenflächen des Filters sind mit einer geschlossenen Schicht aus feuerfestem Material versehen. Auch die Zellstege sind mit der gleichen Keramik beschichtet. Als feuerfeste Schicht sind Al₂O₃, Sillimanit, Mullit oder Schamotte benannt.
• Erfindungsgemäß werden kohlenstoffgebundene bzw. kohlenstoffhaltige Filter in Kombination mit weiteren Oxiden, wie z.B. Al₂O₃ im Sinne vom kohlenstoffgebundenen oder kohlenstoffhaltigen Al₂O₃ (Al₂O₃-C) oder kohlenstoffgebundenen oder kohlenstoffhaltigen Filtern mit weiteren Oxiden am Beispiel SiO₂, CaO, ZrO₂, MgO, MgAl₂O₄, TiO₂, Al₂SiO₄ eingesetzt. Weiterhin werden erfindungsgemäß kohlenstoffgebundene oder kohlenstoffhaltige Filter in Kombination mit Nicht-Oxiden wie Karbiden, z.B. SiC im Sinne vom kohlenstoffgebundenen SiC (SiC-C) oder Nitriden z.B. Si₃N₄ im Sinne vom kohlenstoffgebundenem Si₃N₄ (Si₃N₄-C) oder Boriden usw. eingesetzt. Der Betreiber würde normalerweise solche Filter in der Aluminiumschmelzefiltration nicht einsetzen, da einerseits Kohlenstoff u.a. in Form von Grafit zu den typischen Einschlüssen zählt, die aus der Aluminiumschmelze entfernt werden sollen. Andererseits können aus der Reaktion des Kohlenstoffs mit dem flüssigen Aluminium neue Einschlüsse auf der Basis von Aluminiumkarbiden entstehen, die auch entfernt werden müssen.
• Es ist aus der Literatur bekannt [Ditt2017], dass gewisse Gase in der Aluminiumschmelze die „Krätze-bildung“ unterstützen und Aluminiummetall verloren geht. Die Aluminium-Krätze ist ein Gemisch aus Aluminiumoxid und nicht koagulierten Metalltröpfchen, die üblicherweise von der Aluminiumschmelze-Oberfläche entfernt wird. In der aufgelisteten Literatur wird die unterschiedliche Wirkung von Gasen in Aluminiumschmelzen wissenschaftlich untersucht. Dabei führen CO₂, CO zur größten „Krätze-bildung“ gefolgt von C₄H₁₀, CH₄ und O₂.
• Erfindungsgemäß führen kohlenstoffhaltige bzw. kohlenstoffgebundene Schaumkeramik-Filter über die Reaktion des Kohlenstoffs mit dem Sauerstoff aus der Aluminiumschmelze bzw. aus dem Sauerstoff in der offenen Porosität der Filter bei den Anwendungstemperaturen zu CO, CO₂ Bildung bzw. reagieren erfindungsgemäß das flüssige Aluminium mit dem festen Kohlenstoff aus dem Filter zur Bildung von Aluminiumkarbiden, z.B. Al₄C₃. Dabei reagiert das Al₄C₃ mit dem CO₂ zur Bildung von Al₂O₃ und C (Kohlenstoff).
• In Summe laufen erfindungsgemäß folgende Rektionen in den funktionalen Makroporen der kohlenstoffgebundenen bzw. kohlenstoffhaltigen Schaumkeramik ab:
• Das gebildete CO₂ (aus der Reaktion des Sauerstoffs aus dem Filter und der Aluminiumschmelze) reagiert mit der Aluminiumschmelze.
$${\text{Al}}_{\left(\text{l}\right)}+3\text{/}2{\text{ CO}}_{\text{2}\left(\text{g}\right)}=\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.{\text{Al}}_2{\text{O}}_{3\left(\text{s}\right)}+3\text{/}2{\text{ CO}}_{\left(\text{g}\right)}$$

• Das CO reagiert weiterhin mit dem Al(l). $${\text{Al}}_{\left(\text{l}\right)}+3\text{/}2{\text{ CO}}_{\left(\text{g}\right)}=\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.{\text{Al}}_2{\text{O}}_{3\left(\text{s}\right)}+3\text{/}2{\text{ C}}_{\left(\text{s}\right)}$$

  
• Darüber hinaus reagiert das Al(l) mit dem Kohlenstoff des Filters oder dem auf dem Filter abgeschiedenen Kohlenstoff. $${\text{Al}}_{\left(\text{l}\right)}+\raisebox{1ex}{$3$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.{\text{C}}_{\left(\text{s}\right)}=\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.{\text{Al}}_4{\text{C}}_{3\left(\text{s}\right)}$$

  
• Wobei das Al₄C₃ weiter mit dem CO₂ reagieren kann. $${\text{1/4Al}}_4{\text{C}}_{3\left(\text{s}\right)}+\raisebox{1ex}{$3$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.{\text{ CO}}_{\text{2}\left(\text{g}\right)}=\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.{\text{Al}}_2{\text{O}}_{3\left(\text{s}\right)}+3\text{/}2{\text{ C}}_{\left(\text{s}\right)}$$

  
• Erfindungsgemäß führen die oben aufgelisteten Reaktionen zur in situ Bildung von Al₂O₃ und/oder Kohlenstoff welche in den funktionalen Makroporen erfindungsgemäß als Kollektoren (Abscheidungszentren) für weitere in der Schmelze vorhandenen Einschlüssen fungieren. Diese mit weiteren Einschlüssen beladenen Kollektoren bleiben in den funktionalen Poren der Schaumkeramik und wachsen weiter.
• Erfindungsgemäß bildet sich auf der Oberfläche der kohlenstoffgebundenen bzw. kohlenstoffhaltigen Keramik eine neue Schicht aus Al₂O₃ und Kohlenstoff u.a. gemäß der Reaktion (4). Diese führt zu einer Verjüngung der funktionalen Makroporosität der Schaum-Filterkeramik und als Folge zu einem größeren Druckabfall, der im Sinne der Filtration in der mechanischen Verfahrenstechnik auch zu einer höheren Abscheidung von Partikeln (in unserem Fall Einschlüssen) beiträgt.
• Erfindungsgemäß führt eine höhere Rauheit zu einem höheren Anteil an Sauerstoff an der Filter-Schaumkeramik, der die Bildung von Reaktionsprodukten gemäß der Reaktionsgleichungen (1)bis (4) unterstützt und dementsprechend auch zu einer höheren Filtrationseffizienz beiträgt.
• Darüber hinaus verhindern die erfindungsgemäßen, kohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffgebundenen Filter die in situ Neubildung der Aluminiumoxidhaut während die Aluminiumschmelze den Filter passiert.
• Erfindungsgemäß dienen als Kohlenstoffquellen bei den kohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffgebundenen Filtern Graphit, Ruß, Koks, Kohlenstoffnanoröhrchen, Bindemittel die nach dem Verkoken zu Kohlenstoffstrukturen beitragen, wie z.B. Peche, synthetische Peche, Bitumen, Harze, Phenolharze oder auch organische Bindungen, wie z.B. Kohlehydrate u.a. Saccharide, die nach dem Verkoken mindestens 15% Restkohlenstoff im kohlenstoffhaltigen Filter generieren.
• Die erfindungsgemäße in situ Bildung von Kollektoren, die erfindungsgemäße in situ Bildung der Al₂O₃/C-Schicht auf der Filteroberfläche als auch Gießversuche im Vergleich mit kohlenstofffreien, oxidhaltigen Schaumkeramik-Filtern unterstreichen das hohe Filtrationspotential von kohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffgebundenen Filtern.
• Die kohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffgebundenen Filter können erfindungsgemäß auch als Spaghetti-Filterstrukturen, als Wabenkörper-Filterstrukturen oder als Elemente z.B. Kugelelemente oder Faser in Gießkastensystemen ausgeführt werden.
• Ausführungsbeispiel
• Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben, ohne diese zu beschränken.
• Dabei zeigen:
• 1 einen Aufbau des Gießsystems eines Abguss-Versuchs;
• 2 links eine kohlenstoffgebundene Schicht mit Aluminiumoxid, Mitte in situ gebildete Al₂O₃/C Schicht mit angedockten Einschlüssen, rechts Aluminiumschmelze
• 3 im Bild links, unten ein Al₂O₃-Filterskelett, oben eine Al₂O₃-C-Schicht aufgebracht vor dem Aluminium-Schmelzefiltration-Test, darauf die in situ gebildete Al₂O₃/C-Schicht mit Si Verunreinigungen und auf dieser Schicht Abscheidung von Einschlüssen, und ganz oben die Aluminiumschmelze; rechts eine EDX - Analyse der in situ gebildeten Al₂O₃/C-Schicht mit Si Verunreinigungen und
• 4 unten ein Al₂O₃-Filterskelett, oben eine Al₂O₃-C-Schicht aufgebracht vor dem Aluminium-Schmelzefiltration-Test, darauf die in situ gebildete Al₂O₃/C-Schicht und auf dieser Schicht Abscheidung von in situ gebildeten Kollektoren beladen mit Einschlüssen oben die Aluminiumschmelze mit den in situ gebildeten Kollektoren beladen mit Einschlüssen in den funktionalen Makroporen des Schaumkeramik-Filters.
• Es folgt ein Beispiel zur Herstellung eines Schaumkeramikfilters mit einer Filteroberfläche aus kohlenstoffgebundenem Aluminiumoxid und dessen Verwendung zur Filtration von Aluminiumschmelze. Dabei kann die Herstellung des Schaumkeramikfilters mit einer Filteroberfläche aus kohlenstoffgebundenem Aluminiumoxid komplett aus kohlenstoffgebundenem Aluminiumoxid (Beispiel 1) oder aus einem Skelettfilter (zum Beispiel Aluminiumoxid) mit einer Beschichtung von kohlenstoffgebundenem Aluminiumoxid erfolgen (Beispiel 2).
• Beispiel 1
• Zur Herstellung wurde ein Al₂O₃-C Schlicker mit der Zusammensetzung aus Tabelle 1 genutzt, um Polyurethanschäume zu beschichten. Dazu wurden diese in den aufbereiteten Schlicker eingetaucht und der überschüssige Schlicker wurde mittels Nutzung einer Zentrifuge oder von zwei sich entgegengesetzt drehenden Walzen entfernt. Die Beschichtung der Polyurethanschäume kann auch mittels eines Sprühverfahrens erfolgen beziehungsweise Kombinationen der verschiedenen Verfahren. Nach der Trocknung wurde der Schaumkeramik-Filter in einem Petrolkoksbett bei Temperaturen zwischen 800° bis 1400°C verkokt. Bei der Temperaturbehandlung entsteht das Kohlenstoffgerüst, und der Polyurethanschaum zersetzt sich. Tabelle 1: Masseversatz kohlenstoffgebundenes Aluminiumoxid (*Gehalte der Additive basieren auf der Summe der Feststoffe)

  	Al2O3-C / wt%
  Al2O3 Martoxid MR-70 (Martinswerk)	66.0
  Steinkohleteerpech Carbores P (Rütgers)	20.0
  Russ N991 (Lehmann & Voss & Co.)	6.3
  Graphit AF 96-97 (Graphit Kropfmühl)	7.7
  Binder and Dispergator Ammonium ligninsulfonate* (Otto Dille)	1.5
  Dispergator MelPers® 9360* (BASF)	0.3
  Entschäumer Contraspum K 1012* (Zschimmer & Schwarz)	0.1
  Lösungsmittel deionisiertes Wasser*	Abhängig von der Aufbereitungsmethode

• Beispiel 2
• Es besteht weiterhin die Möglichkeit einen Skelettfilter (zum Beispiel aus Al₂O₃) mit dem Al₂O₃-C Schlicker zu beschichten, indem der Al₂O₃-C Schlicker (Zusammensetzung Tabelle 1) mittels sprühen oder eines kombinierten Eintauch-Spin-Beschichtungsverfahren aufgetragen wird. Nach der Trocknung wurde der Schaumkeramik-Filter in einem Petrolkoksbett bei Temperaturen zwischen 800° bis 1400°C verkokt. Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit Filter mit einer höheren mechanischen Festigkeit herzustellen allerdings sind zwei Temperaturbehandlungsschritte notwendig.
• Diese beiden Filtervarianten wurden im nächsten Schritt mittels eines Abguss-Versuchs (Aufbau siehe 1 und folgender PoDFA Untersuchung (Porous Disk Filtration Analysis) des abgegossenen Aluminiums hinsichtlich ihrer Filtrationseigenschaften untersucht. Dazu wurden ein kohlenstofffreier Al₂O₃-Filter als Referenzfilter, ein Al₂O₃-C-Filter verkokt bei 800°C und ein Al₂O₃-C-Filter verkokt bei 1400°C verwendet. Die PoDFA Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt und zeigen für die kohlenstoffgebundenen Aluminiumoxidfilter deutlich besser Ergebnisse als für den als Referenz verwendeten kohlenstofffreien Al₂O₃-Filter. Tabelle 2: PoDFA Ergebnisse

  Einschluss-Arten	Al2O3 Referenzfilter	Al2O3-C 800°C Filter	Al2O3-C 1400°C Filter
  Al2O3 Filme / Anzahl pro kg	66 (Länge < 250 µm, Dicke < 1 µm)	65 (Länge < 250 µm, Dicke < 1 µm)	106 (Länge < 250 µm, Dicke < 1 µm)
  Carbide / mm2 kg-1	Spuren	0,019	Spuren
  Magnesiumoxid / mm2 kg-1	0,055	. Spuren	0,012
  Spinell / mm2 kg-1	0,076	0,029	0,070
  Reagiertes Feuerfestmaterial (Spinell ähnlich) / mm2 kg-1	0,765	0,395	0,492
  Nicht-reagiertes Feuerfestmaterial (α-Al2O3, CaO, SiO2) / mm 2 kg-1	0,043	0,039	0,019
  Nicht-reagiertes Feuerfestmaterial (Grafit) / mm2 kg-1	0,120		0,025
  Eisen-/ Manganoxide / mm2 kg-1		Spuren	0,025
  Summe / mm2 kg-1	1,060	0,482	0,618

• In der 2 wird beispielhaft die erfindungsgemäße in situ Schicht aus Al₂O₃ und C demonstriert, auf der sich Al₂O₃-haltige Einschlüsse abscheiden.
• In der 3 wird beispielhaft eine andere Stelle der erfindungsgemäßen in situ Schicht mit Einschlüssen demonstriert.
• In 4 werden die in situ gebildete Al₂O₃/C-Schicht und die in situ gebildeten Kollektoren beladen mit Einschlüssen in der Aluminiumschmelze bzw. beladene Kollektoren, die sich auf der in situ gebildeten Al₂O₃/C-Schicht abscheiden lassen, demonstriert.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• AT 395314 B [0005]
• DE 19605149 [0005]
• EP 0341203 A1 [0005]
• DE 2301662 A1 [0005]
• DE 102011109681 B4 [0009]
• DE 102011109684 B4 [0009]
• DE 69401105 T2 [0010]
• DE 3905080 C1 [0011]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• Liu 1998, Samuel 1993, Cambell 2003 S. 282-301 [0003]

Claims (7)

1. Filter für die Aluminiumschmelzefiltration dadurch gekennzeichnet, dass der Filterwerkstoff aus porösen kohlenstoffgebundenen oder kohlenstoffhaltigen Werkstoffen in Kombination mit Oxiden oder Nicht-Oxiden besteht.
2. Filter für die Aluminiumschmelzefiltration nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Oxide Al₂O₃, SiO₂, CaO, ZrO₂, MgO, MgAl₂O4, TiO₂, Al₂SiO₄ und als Nicht-Oxide Karbide, Nitride, Boride, SiC, Si₃N₄ oder Mischungen davon eingesetzt werden.
3. Filter für die Aluminiumschmelzefiltration nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenstoffquellen bei den kohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffgebundenen Filtern Graphit, Russ, Kohlenstoffnanoröhrchen, Bindemittel, die nach dem Verkoken zu Kohlenstoffstrukturen beitragen, wie z.B. Peche, synthetische Peche, Bitumen, Harze, Phenolharze oder auch organische Bindungen, wie z.B. Kohlehydrate u.a. Saccharide, die nach dem Verkoken mindestens 15% Restkohlenstoff im kohlenstoffhaltigen Filter generieren, fungieren.
4. Filter bzw. Filtersysteme für die Aluminiumschmelzefiltration nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass als Filter Schaumkeramiken, Spaghetti-Filterstrukturen, Wabenkörper-Filterstrukturen, Kugelstrukturen oder als Elemente z.B. Kugelelemente oder Faser in Gießkastensystemen oder Kombinationen von diesen Filtern als Filtersysteme dienen.
5. Filter bzw. Filtersysteme für die Aluminiumschmelzefiltration nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoff und der Sauerstoff aus den Filtern mit der Aluminiumschmelze reagieren und zur in situ Bildung von Al₂O₃ und/oder Kohlenstoff in der Aluminiumschmelze beitragen, welche in den funktionalen Makroporen als Kollektoren für weitere in der Schmelze vorhandenen Einschlüssen fungieren und dabei diese mit weiteren Einschlüssen beladenen Kollektoren in den funktionalen Poren der Schaumkeramik bleiben, wachsen und sich gegebenenfalls an der Filteroberfläche abscheiden.
6. Filter bzw. Filtersysteme für die Aluminiumschmelzefiltration nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoff und der Sauerstoff aus den Filtern mit der Aluminiumschmelze reagieren und zu einer neuen Schicht auf der Filteroberfläche aus Al₂O₃ und Kohlenstoff führen, welche zu einer Verjüngung der funktionalen Makroporosität der Schaum-Filterkeramik und zu einem größeren Druckabfall beiträgt und im Sinne der Filtration zu einer höheren Abscheidung von Partikeln führt.
7. Filter bzw. Filtersysteme für die Aluminiumschmelzefiltration nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Erhöhung der Rauheit der kohlenstoffgebundenen oder der kohlenstoffhaltigen Filter zu einer Erhöhung der Filtrationseffizienz beiträgt.

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