DE2660717C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines porösen Keramikfilters mit einer Vielzahl miteinander verbundener und von einem Netzwerk aus Keramik umgebener Hohlräume, bei dem ein Schaumstoff mit offenzelliger Gerüststruktur aus einem hydrophoben organischen Schaumstoff mit einer wäßrigen viskosen keramischen Aufschlämmung imprägniert wird, danach überschüssige Aufschlämmung von imprägnierten Schaumstoff ausgequetscht, dann getrocknet und zum Entfernen der organischen Substanz erhitzt und gebrannt wird.

Ein derartiges Verfahren ist der US-PS 30 90 094 zu entnehmen, welche die Herstellung von Katalysatorenkörpern beschreibt und auch erwähnt, daß keramische Körper dieser Art für die Filtration von Metallen eingesetzt werden können. Ein praktischer Einsatz dieser Keramikfilter in der Metallfiltration war nicht möglich; der Erfinder selbst bekannte in einer späteren Druckschrift, daß diese Körper nach US-PS 30 90 094 zum Zufallen neigten.

Daß Keramikkörper zum Filtrieren von geschmolzenen Metallen Verwendung finden, kann auch der nicht vorveröffentlichten US-PS 38 93 917 der Anmelderin entnommen werden.

Geschmolzene Metalle, insbesondere geschmolzenes Aluminium, enthalten in der Praxis üblicherweise mitgeschleppte Feststoffe, die beim Gußmetallprodukt qualitätsmindernd wirken können. Diese mitgeschleppten Feststoffe treten als Einschlüsse im Gußmetallprodukt auf, nachdem sich das geschmolzene Metall verfestigt hat, und verursachen beim Endprodukt Minderung der Duktilität bzw. schlechtere Glanz- und Eloxierungseigenschaften. Die Einschlüsse können beispielsweise aus Oxidfilmen an der Metalloberfläche ausbrechen und in die Schmelze mitgeschleppt werden, oder sie mögen aus unlöslichen Verunreinigungen - wie Carbiden, Boriden und anderen Substanzen - bzw. abgebröckelten Ofen- und Wannenbaustoffen stammen.

Die gebräuchlichste Art einer Schmelzfiltrierung erfolgt in Transport- oder Gießrinnen oder in grobmaschigen Glasgeweben, die im noch flüssigen Metall am oberen Teil eines sich verfestigenden Blockes angeordnet sind. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Filter nur zum Teil wirksam sind, da sie nur größere Einschlüsse aussondern. Ein anderer üblicherweise angewendeter Typ eines Filters ist ein Schichtfilter aus tafelförmigem Aluminiumoxid. Die wohl wesentlichen Schwierigkeiten mit solchen Filtern ergeben sich beim Einstellen und Aufrechterhalten der für eine wirksame Filtration erforderlichen Porengrößen und/oder durch ihre Neigung, bei Beginn der Filtration Metall mit einer schlechten Qualität zu erzeugen, was sich bei jedem Gießansatz wiederholt. Dieses Verhalten resultiert aus einem sogenannten Blockendeneffekt, d. h., die Blöcke besitzen untere Enden von verhältnismäßig schlechter Qualität, die verschrottet und im Kreislauf geführt werden müssen. Des weiteren sind die Metalle in den Schichtfiltern auch dann in schmelzflüssigem Zustand zu halten, wenn die Filter nicht in Benützung sind.

Die Verwendung poröser Keramikfilter setzt bei diesen besondere physikalische und chemische Eigenschaften voraus, ohne die ein Einsatz solcher Filter nicht erfolgreich wäre.

So muß etwa das poröse Material einem chemischen Angriff des geschmolzenen Metalls widerstehen, um einen langdauernden und wiederholten Gebrauch des Materials als Filter zu gewährleisten.

Zum Herstellen von porösen keramischen Materialien mit Schaumstruktur sind bereits früher zahreiche Verfahren vorgeschlagen worden. So wird in der US-PS 31 11 396 angeregt, einen organischen Schaumstoff mit einer Aufschlämmung aus feuerfesten Material zu imprägnieren und dann zusammenzupressen, um ein Entfernen von überschüssigen feuerfesten Material zu bewirken. Nachteilig ist bei dieser Technik, daß die Aufschlämmung nicht vollständig gleichmäßig durch die Masse des Gegenstandes verteilbar ist. Demzufolge kann es vorkommen, daß der äußere Bereich des Gegenstandes mit der Aufschlämmung dünner als der näher zur Mitte gelegene Bereich überzogen wird. Derartige Nachteile treten besonders an den äußersten Grenzen desjenigen Durchlässigkeitsbereichs auf, der zur Anwendung bei der Herstellung von Filtern für geschmolzene Metalle als geeignet gefunden worden ist. Somit können Körper mit hoher Durchlässigkeit in unerwünschter Weise schwache Oberflächen und Kanten aufweisen, wohingegen Körper mit verhältnismäßig niedriger Durchlässigkeit in unerwünschter Weise eine Blockierungslinie im Inneren des Körpers zeigen können. Die vorgenannten Nachteile machen die erhaltenen porösen Filter ungeeignet zum Filtrieren von geschmolzenem Metall.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines porösen Keramikfilters der eingangs genannten Art bereitzustellen, das sich im wirtschaftlichen Rahmen zu einer raschen Erzeugung eines temperaturbeständigen porösen Keramikfilters eignet, welches die vorgenannten Nachteile ausschließt, ausschließt, die Schmelze nicht verunreinigt und keine Verschlechterung der wünschenswerten Eigenschaften beim metallischen Endprodukt ergibt. Die bei Durchführung des Verfahrens entstehenden Produkte sollen eine Durchlässigkeit innerhalb eines engen Bereichs besitzen und fehlerfrei sein, also keine Blockierung in der Mitte und keine Schwächung an der äußeren Oberfläche aufweisen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schaumstoff mit einer zur vollständigen Sättigung des Schaumstoffs ausreichenden Menge einer wäßrigen Aufschlämmung imprägniert wird unter Verwendung einer thixotropen wäßrigen keramischen Zusammensetzung mit einer Viskosität von 1 × 10³ bis 80 × 10³ Centipoise, die luftabbindende sowie rheologische Mittel enthält, die Aufschlämmung während der Imprägnierung einer Einwirkung von Scherkräften unterworfen wird und anschließend überschüssige Aufschlämmung von dem imprägnierten Schaumstoff beim mindestens zweimaligen Durchfahren des Spaltes zwischen je Walzengang fest eingestellten Walzen abgestreift wird und der imprägnierte Schaumstoff dabei zeitweilig um etwa 50 bis 90% bei einem Walzendurchgang sowie 70 bis 90% bei einem anderen Durchgang zusammengedrückt wird.

Es wird ein hochwirksames poröses keramisches Material mit offenzelliger Schaumstruktur zum Filtrieren von geschmolzenen Metallen, insbesondere geschmolzenem Aluminium, zur Verfügung gestellt mit einer Vielzahl von miteinander verbundenen Hohlräumen, die mit einem Netzwerk aus Keramik umgeben sind, wobei der Filter eine Luftdurchlässigkeit von 400 bis 8000 × 10^-7 cm², eine Porosität von 0,80 bis 0,95, eine Porenanzahl von 2 bis 20 Poren auf 1 cm Länge und eine Dicke von 10 bis 100 mm aufweist. Dieser Filter ist zum Filtrieren von geschmolzenem Metall, insbesondere Aluminium besonders geeignet.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird also ein keramisches Gebilde mit einer definierten Durchlässigkeit und strukturellen Gleichförmigkeit hergestellt, indem man einen Schaum mit schwammartiger Gerüststruktur aus einem hydrophoben organischen Polymerisat mit einer vorbestimmten Durchlässigkeit mit einer wäßrigen Aufschlämmung einer thixotropen keramischen Zusammensetzung mit einer oben näher bezifferten Viskosität in einer höchstmöglichen zur Tränkung und vollständigen Sättigung des Schaumstoffes ausreichenden Menge imprägniert, währenddessen man die Aufschlämmung einer Einwirkung von Scherkräften unterwirft, danach überschüssige Aufschlämmung von dem Schaumstoff abstreift. Dazu behandelt man den imprägnierten Schaumstoff etwa entsprechend den nachfolgend beschriebenen Beispielen oder führt ihn mindestens zweimal durch festeingestellte Walzen; er erfolgt ein zeitweiliges Zusammendrücken um etwa 50 bis 90% bei einem Durchgang und 70 bis 90% beim anderen Durchgang. Schließlich trocknet man den Schaumstoff und erhitzt ihn zum Entfernen der organischen Substanz daraus, wobei eine strukturelle Gleichförmigkeit mit gleichmäßig verteilten Poren hergestellt wird, welche gewundene Fließwege darstellen.

Der so entstandene Gegenstand ist dann gebrauchsfertig und kann gegebenenfalls noch weiter erhitzt werden, um das keramische Material zu sintern.

Eine bemerkenswerte Eigenschaft der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Filter besteht darin, daß sie eine im wesentlichen strukturelle Gleichförmigkeit aufweisen; um ein wirksames Filter für geschmolzenes Metall zu schaffen, muß die poröse Keramikmasse einen hohen Grad struktureller Gleichförmigkeit aufweisen. Einige Prozent blockierter Poren sind hilfreich und wünschenswert insofern, als sie die Gewundenheit des Fließweges erhöhen; diese Blockierungen müssen möglichst gleichmäßig durch die keramische Masse verteilt und nicht miteinander zu Gruppen angeordnet sein. Eine Gruppierung der Blockierungen führt zur Kanalbildung und damit zur Abschwächung der Filtrationswirkung.

Die Luftdurchlässigkeit der erzeugten keramischen Gegenstände hängt von der Durchlässigkeit des zur Herstellung verwendeten organischen Schaumstoffes ab. Beispielsweise sind keramische Schäume mit Durchlässigkeiten im Bereich von etwa 800 bis etwa 2200 × 10^-7cm² aus Polyurethanschaumstoffen mit Luftdurchlässigkeiten von 4500 bis 5400 × 10^-7cm² hergestellt worden. Weiterhin erleichert die Auswahl einer hohen Schaumdurchlässigkeit mit einer Genauigkeit im Bereich von +2% die Herstellung der keramischen Schäume mit einer innerhalb eines Bereichs von +5% vorbestimmten Durchlässigkeit.

Außer der Regelung der Luftdurchlässigkeit müssen die erfindungsgemäßen keramischen Schäume eine strukturelle Gleichförmigkeit und einen bestimmten Zellgrößenbereich besitzen. Wie gefunden wurde, steht die strukturelle Gleichförmigkeit mit der Rückprallelastizität des eingesetzten organischen Schaumstoffes in Beziehung. Insbesondere kann die Rückprallelastizität unter Bezugnahme auf bestimmte Standardvorschriften errechnet werden, wie sie in der Vorschrift ASTM-D-1564-71 aufgestellt sind, die sich auf die Eigenschaften der Zusammendrückbarkeit und die Rückprallelastizität beziehen, wie sie nach der Kugelrückprallmethode gemessen werden. Die Zusammendrückbarkeit, die nach der Durchbiegeprüfung durch Druckbelastung bestimmt wird, mißt das Ausmaß, bis zu dem der Schaum zu seiner ursprünglichen Größe oder Dicke nach einem Druck auf eine genau vorbestimmte Verkleinerung, wie beispielsweise um 50%, zurückkehrt. Schäume, die als geeignet gefunden worden sind, zeigen eine Zusammendrückbarkeit (bleibende Verformung) von unter 30% bei 50prozentiger Stauchung und kehrt daher zu mindestens 70% ihrer ursprünglichen Dicke nach Aufhebung der Stauchung zurück. Die Rückprallelastizität, die nach der Kugelrückprallprüfung bestimmt wird, mißt die Festigkeit des Materials gegenüber Druck, die mittels der Rückprallhöhe einer Stahlkugel gemessen wird, die von einer vorgegebenen Höhe auf die Schaumprobe herabfällt. Hierbei wird die Rückprallhöhe der Kugel in Prozenten, bezogen auf die ursprüngliche Höhe, vermerkt. Es ist gefunden worden, daß für vorliegende Erfindung geeignete Schäume einen Kugelrückprall von über 25% besitzen.

Die vorgenannten Eigenschaften sind bei Prüfungen gemessen worden, die unter trockenen Bedingungen stattgefunden haben, jedoch müssen solche Eigenschaften im wesentlichen auch in wäßriger Umgebung beibehalten werden, beispielsweise während der Imprägnierung mit einer wäßrigen keramischen Aufschlämmung gemäß vorliegender Erfindung. Demgemäß ist gefunden worden, daß hydrophobe Schäume bessere Leistungen erbringen und deshalb bevorzugt sind gegenüber hydrophilen Schäumen, da letztere einen erheblichen Verlust an Rückprallelastizität in wäßriger Umgebung erleiden. Dieser Verlust an Rückprallelastizität macht sich im Auftreten des früher genannten Nachteils einer Blockierung in der Mitte des Schaumstoffes bemerkbar.

Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Kriterien umfassen die erfindungsgemäß anwendbaren organischen polymeren Schaumstoffe eine Vielzahl hochelastischer, hydrophober Substanzen mit schwammartiger Gerüststruktur, wie auf Basis von Polyestern und Polyäthern aufgebaute Polyurethane, hochelastische oder kaltgehärtete Urethane, bei deren Herstellung polymere Isocyanate eingesetzt worden sind, Polyvinylschaumstoffe, wie Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat, ferner Polyvinylschaumstoffe von verschiedenen Mischpolymerisaten, weiterhin mit Polyäthylen oder Polysiloxanen oder deren Mischpolymerisaten beschichtete Polyurethane und schließlich Schaumstoffe, die aus geeigneten natürlichen Harzen, wie Cellulosederivaten, hergestellt worden sind. Die Schaumstoffe müssen unterhalb der Brenntemperatur des keramischen Materials, mit dem sie imprägniert sind, verbrennen oder sich verflüchtigen. Wie bereits weiter oben ausgeführt, müssen die Abmessungen des Schaumstoffes grob den Abmessungen des gewünschten keramischen Gegenstands entsprechen. So wird beispielsweise ein Schaumstoff mit einer Dicke von etwa 10 bis 100 mm eingesetzt.

Außer den Eigenschaften von Durchlässigkeit und Gleichförmigkeit müssen die vorstehend genannten Polymerisate auch eine Porengröße innerhalb definierter Grenzen aufweisen, um sie zum Herstellen von Filtern für geschmolzene Metalle brauchbar zu machen. Die Poren- oder Zellengröße ist bedeutsam für die strukturelle Gleichförmigkeit des keramischen Schaumstoffes und sollte innerhalb eines Bereichs von 2 bis 20 Poren je cm Länge variieren.

Die bewußte Regelung der vorgenannten Variablen trägt zur strukturellen Gleichförmigkeit und Durchlässigkeit der erhaltenen Filter bei und beeinflußt unmittelbar durch die Gewundenheit des Fließweges die Metallfließgeschwindigkeit und die Wirksamkeit. Obwohl diese Faktoren bedeutsam sind, werden nachstehend zusätzliche Faktoren besprochen, die im Verein mit den anderen Faktoren eine weitere Kontrolle der porösen keramischen Endprodukte ermöglichen.

Die unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungen ausgewählten organischen Schaumstoffe werden mit einer Aufschlämmung eines thixotropen keramischen Materials imprägniert. Die Eigenschaft der Thixotropie ist bei vorliegender Erfindung wesentlich, da sie die Gleichförmigkeit der Struktur und die Festigkeit des porösen keramischen Endproduktes beeinflußt. Thixotrope Substanzen haben einen hohen Widerstand gegen ein Fließen unter geringer Schereinwirkung und dementsprechend einen niedrigen Widerstand gegen ein Fließen unter einer verhältnismäßig starken Schereinwirkung. Infolgedessen muß die keramische Aufschlämmung eine geeignete Fließfähigkeit besitzen, um rasch einzudringen und die Hohlräume bzw. Poren des organischen Schaumstoffes zu füllen und dadurch das umgebende Netzwerk des Polymerisats zu überziehen, wobei diese Aufschlämmung aber eine ausreichende Viskosität benötigt, um ein Ablaufen oder Abtropfen von dem Schaumstoff zu verhindern, wenn die Imprägnierung erst einmal vollendet ist. Es ist gefunden worden, daß bestimmte keramische Materialien, die mit besonderen in Luft abbindenden Mitteln und mit zeitweiligen Bindemitteln kombiniert worden sind, die erwünschte thixotrope Eigenschaft für eine erfolgversprechende Durchführung der Imprägnierung zeigen.

Weil die hier verwendete keramische Aufschlämmung entsprechend dem Anwendungszweck des Schaums variiert, kann man eine große Zahl von keramischen Materialien unterschiedlicher Feuerfestigkeit einsetzen. Es können insbesondere solche Materialien, wie Aluminiumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Siliciumoxid und deren Gemische vorliegen. Derartige Substanzen sind wegen ihrer verhältnismäßig hohen Feuerbeständigkeit oder Fähigkeit bekannt, bei hohen Temperaturen von Nutzen zu sein. Jedoch können auch andere Materialien von geringerer Feuerfestigkeit, wie Mullit, gebrannter Ton oder zahlreiche Gläser hoher Erweichungstemperatur entweder allein oder in Kombination untereinander oder mit feuerbeständigeren Substanzen, eingesetzt werden, z. B. in einer Menge bis zu 15%, um die porösen Endprodukte herzustellen. Soweit die Verwendbarkeit des erhaltenen Gegenstands als Filter für geschmolzene Metalle betrachtet wird, ist das einzige Erfordernis bei der Auswahl der besonderen keramischen Materialien darin zu sehen, daß diese Materialien die Herstellung eines Gegenstands mit einer ausreichenden Beständigkeit gegen einen chemischen Angriff der geschmolzenen Legierungen während der Filtrierzeiten ermöglichen. Eine besondere Zusammensetzung, die sich erfindungsgemäß mit Erfolg einsetzen läßt, besteht aus einem Gemisch von Aluminiumoxid und Chromoxid.

Die vorgenannte Zusammensetzung enthält auch ein bei Raumtemperatur wirkendes Bindemittel oder ein Mittel, das in Luft abbindet, und der Aufschlämmung eine Grünfestigkeit insbesondere während des Verglühens und gegebenenfalls des Sinterns verleiht, wobei der Schaumstoff einer thermischen Beanspruchung unterworfen wird.

Nach der Erfindung verwendet man 2,5 bis 25% eines in Luft abbindenden Mittels, das gegenüber dem geschmolzenen Metall im wesentlichen indifferent ist. Das in Luft abbindende Mittel oder das Bindemittel befördert das Ansetzen der oder härtet die keramischen Aufschlämmung ohne Notwendigkeit eines Erhitzens, sondern vorzugsweise durch Trocknen, gewöhnlich mittels einer chemischen Reaktion, wobei auf mäßige Temperaturen erwärmt wird. Das bevorzugte in Luft abbindende Mittel ist Aluminiumorthophosphat, vorzugsweise in Form einer 50prozentigen wäßrigen Lösung. Andere einsetzbare, an Luft abbindende Mittel sind beispielsweise Magnesiumorthoborat, Aluminiumhydroxychlorid und dgl. Mindestens zum Teil können Aluminiummetallsilicate, wie Natriumsilicate, mitverwendet werden, jedoch sind sie weniger empfehlenswert, da bereits bei Temperaturen um 800°C ein Schmelzen und demzufolge ein Haftungsverlust auftritt. Weiterhin kann Silicium und vielleicht auch Natrium gelöst in die Schmelze gelangen. In ähnlicher Weise können Äthylsilicat und andere Phosphate eingesetzt werden, doch sind sie weniger empfehlenswert. Aluminiumorthophosphat ist besonders wegen seiner sehr erwünschten Kombination von Eigenschaften bevorzugt, d. h. wegen seiner Unempfindlichkeit, seiner Stabilität über einen weiten Temperaturbereich und seiner Abbindeeigenschaften.

Das in Luft abbindende Mittel wird-wie-gesagt vorzugsweise als wäßrige Suspension zugesetzt, die insbesondere im Falle von Aluminiumorthophosphat gleiche Mengen von Bindemittel und Wasser enthält. Das Bindemittel erzeugt eine Grünfestigkeit vor der Bildung einer keramischen Bindung, d. h. nach dem Brennen und Verflüchtigen des Netzwerkes des elastischen Schaumstoffes. Das Bindemittel schafft eine ausreichende Festigkeit, um das Gemisch für eine Bildung des Fertigproduktes zusammenzuhalten. In der Tat ist die durch das bevorzugte, in Luft abbindende Mittel hervorgerufene Stabilität und Festigkeit der chemischen Bindung für zahlreiche Anwendungsgebiete ausreichend, um einen Gebrauch des Erzeugnisses in diesem Zustand ohne ein Hochtemperatursintern zu gewährleiten. Diese Festigkeit ist sehr ausgeprägt und besteht über einen weiten Temperaturbereich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden 12 bis 17% Aluminiumorthophosphat verwendet.

Außer den vorgenannten Bindemitteln können des weiteren bestimmte Mittel mitverwendet werden, die als rheologische Mittel bezeichnet werden und zur Beschleunigung der erwünschten Thixotropie der Aufschlämmung dienen. Es sind zahlreiche Substanzen bekannt, die als rheologische Mittel dienen können, unter ihnen bestimmte organische Verbindungen, wie Carboxymethylcellulose und Hydroxyäthylcellulose, sowie bestimmte anorganische Verbindungen, wie Bentonit und Kaolin. Von diesen Substanzen wird erfindungsgemäß in bezug auf die Verfügbarkeit Bentonit besonders bevorzugt. Bentonit ist ein natürlich vorkommender Ton, der hauptsächlich Aluminium und zahlreiche Silikate enthält sowie gewöhnlich Magnesium und Eisen. Außer zur Förderung der Thixotropie der Aufschlämmung besitzt Bentonit eine schwache Bindemittelfunktion, da bestimmte Glasphasen beim Brennen des Gegenstands erzeugt werden, die eine erhöhte Festigkeit bei der porösen Endstruktur liefern. Außer Bentonit kann ebenfalls eine geringe Menge Kaolin mit verwendet werden, das sowohl eine Verbesserung beim Abbinden als auch eine rheologische Verbesserung bei der ferigen Aufschlämmung in gleicher Weise wie Bentonit hervorruft. Kaolin ist ein hauptsächlich aus Aluminium- und Siliciumoxid bestehender Ton. Natürlich kann man zu diesen vorgenannten Substanzen chemisch äquivalente Substanzen einsetzen, um sich diesen Zusammensetzungen anzupassen. Der übliche Bereich des rheologischen Zusatzmittels nach vorliegender Erfindung liegt innerhalb etwa 0,1 bis etwa 12 Gewichtsprozent, bezogen auf die Aufschlämmung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die rheologischen Mittel in einer Menge von etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent zugesetzt.

Obwohl nach den vorstehenden Ausführungen das thixotrope keramische Material in einer großen Mannigfaltigkeit von Rezepturen hergestellt werden kann, ist eine besondere Zusammensetzung gefunden worden, die ganz außerordentlich vorteilhaft ist und aus Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 40 bis 80%, vorzugsweise etwa 45 bis 50%, Chromoxid in einer Menge bis etwa 20%, vorzugsweise von etwa 10 bis 15%, Kaolin in einer Menge bis zu etwa 10%, vorzugsweise von etwa 2 bis 5%, Bentonit in einer Menge von etwa 0,1 bis 10% und vorzugsweise von etwa 0,5 bis 2%, kolloidalem Aluminiumorthophosphat (50prozentige Lösung) in einer Menge von etwa 5 bis 50% und vorzugsweise von etwa 25 bis 35% besteht. Zusätzliches Wasser kann der vorgenannten Rezeptur in Mengen bis zu etwa 20% und vorzugsweise von etwa 5 bis 10% zum Zwecke der Einstellung der Viskosität, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, zugegeben werden. Gewöhnlich liegen 10 bis 40% Wasser in der Aufschlämmung vor. Obwohl die vorgenannte Rezeptur in ihren bevorzugten Bereichen angegeben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Grenzen beschränkt, sondern es können andere Rezepturen mit den früher erwähnten Bestandteilen hergestellt werden.

Außer der Thixotropie muß die keramische Aufschlämmung vorliegender Erfindung eine sorgfältig eingestellte Viskosität bei und während der Imprägnierungszeit aufweisen. Die Viskosität hat eine bedeutsame Wirkung in bezug auf die Herstellung eines reproduzierbar gleichmäßigen keramischen Gegenstandes. Der wünschenswerte Viskositätsbereich liegt bei 1 × 10³ bis 80 × 10³ Centipoise und vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 10 × 10³ bis 40 × 10³ Centipoise. Die Viskosität wird während der Bildung der Aufschlämmung eingestellt und muß innerhalb des vorstehend genannten Bereichs gehalten werden, während der organischen Schaumstoff mit der Aufschlämmung imprägniert wird. Wie vorstehend angegeben, ist der übliche Weg zur Einstellung und dadurch Regelung der Viskosität eine Änderung des Wassergehalts innerhalb des vorgenannten besonderen Bereichs. Für die Belange vorliegender Erfindung wird die Viskosität bei 25°C mittels eines Brookfield RVT-Viskosimeters bei 20 UpM nach 20 Minuten Drehen bei 25°C gemessen. Die Aufschlämmung ist vorher 30 Minuten lang mit 60 UpM in einem 76,5 Liter fassenden Hobart-Mischer durchgemischt worden.

Wenn die keramische Aufschlämmung innerhalb der vorgenannten Viskositätsgrenzen hergestellt worden ist, kann die Imprägnierung des Schaumstoffs durchgeführt werden. Somit werden Platten von Polyurethanschaum mit schwammartiger Gerüststruktur und mit Porengrößen zwischen 2 und 20 Poren je 1 cm Länge in die Aufschlämmung getaucht, bis die Hohlräume des Schaums vollständig mit der Aufschlämmung gesättigt sind. Die Imprägnierung kann nach einer von zahlreichen Techniken durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Schaumplatte vollständig in die Aufschlämmung eingetaucht und dann durch ein Walzenpaar geführt werden, das in gleicher Weise eingetauscht ist, um die Luft aus den Poren des Schaums beim Zusammenpressen auszutreiben, wodurch der aus den Walzen austretende und sich wieder ausdehnende Schaumstoff die Aufschlämmung in sich hineinzieht und dadurch mit der Aufschlämmung gefüllt wird. Bei einer anderen anwendbaren Technik ordnet man den Schaumstoff über dem Aufschlämmungsbad in einem geschlossenen Gefäß an, setzt das Gefäß unter verminderten Druck, taucht den Schaumstoff in das Aufschlämmungsbad und belüftet das Gefäß wieder. Dieses Verfahren, das eine Modifikation der Vakuumimprägnierung darstellen würde, ermöglicht in gleicher Weise eine vollständige Sättigung des Schaumstoffes mit der Aufschlämmung. Natürlich sind auch andere Imprägnierungsformen - einschließlich der normalen Vakuumimprägnierungstechnik, bei der lediglich ein Unterdruck auf einer Seite des Schaumstoffes ausgeübt wird, während die Aufschlämmung durch die gegenüberliegende Seite eingesaugt wird - anwendbar, daher ist die Erfindung nicht auf eine besondere Technik per se beschränkt.

Das bevorzugte Imprägnierungsverfahren, das erfindungsgemäß angewendet wird, besteht in einem vollständigen Eintauchen des Schaumstoffes in das Aufschlämmungsbad und in einem wiederholten Zusammendrücken und Ausdehnenlassen des Schaumstoffs mittels einer mechanisch betriebenen Kolbenpumpenvorrichtung, die aus perforiertem Stahlblech hergestellt ist. Dieses Verfahren wird während 30 bis 60 Sekunden durchgeführt oder natürlich so lange, bis die Hohlräume des Schaumstoffes vollständig angefüllt sind. Im Hinblick auf die bereits früher besprochene thixotrope Natur der Aufschlämmung während der Imprägnierung kontinuierlich der Einwirkung von Scherkräften zu unterwerfen, um die gewünschte Fließgeschwindigkeit in den Schaumstoff hinein beizubehalten. Diese Einwirkung von Scherkräften kann auf zahlreichen Wegen erfolgen, wie einem kontinuierlichen Bewegen der Aufschlämmung mit hoher Geschwindigkeit. Das nach der Erfindung bevorzugt angewendete Verfahren besteht in einem kontinuierlichen Vibrieren der Aufschlämmung während des Imprägnierens. Es ist an dieser Stelle zu betonen, daß alle vorstehend besprochenen Imprägnierungstechniken erfordern, die Aufschlämmung in ihrem in höchsten Maße fließfähigen Zustand durch eine bestimmte Form von Scherkrafteinwirkung, wie der Vibration oder dgl. zu halten. Ist die Imprägnierung des Schaumstoffs vollständig, wird die Einwirkung der Scherkräfte unterbunden. Die innerhalb des Schaumstoffs befindliche Aufschlämmung wird gegen ein Fließen beständig und verbleibt im wesentlichen vollständig darin, höchstens mit einem ganz geringen Verlust infolge Abtropfens während des anschließenden Überführens des Schaumstoffs aus dem Imprägnierungsbereich.

Wenn die Imprägnierung des Schaumstoffs mit der Aufschlämmung abgeschlossen ist, folgt eine Behandlung, bei der überschüssige Aufschlämmung aus dem Schaumstoff entfernt wird. Dieses Entfernen oder Austreiben der überschüssigen Aufschlämmung muß sehr sorgfältig kontrolliert und gleichmäßig im ganzen Schaumkörper durchgeführt werde, um einen gleichmäßigen keramischen Gegenstand zu erhalten. Wie bereits früher ausgeführt worden ist, sind zahlreiche übliche Verfahren zum Entfernen von Aufschlämmung aus imprägnierten Schaumstoffen bekannt, jedoch liefern Verfahren, einschließlich Abquetschen, Ausblasen mit Druckluft, Zentrifugieren und sogar Durchleiten durch Walzen, in dieser Hinsicht keine befriedigenden Ergebnisse. Gewöhnlich besitzen in dem Falle, in dem die erhaltenen Gegenstände durch Walzen geführt werden, diese entweder den Nachteil einer Blockierung in der Mitte - in der überschüssige Aufschlämmung verbleibt und innerhalb der Mitte des Gegenstands agglomeriert - oder sie zeigen eine äußere Oberflächenschwäche, wobei eine ungenügende Menge an keramischem Material nach dem Austreiben an der Oberfläche verbleibt und dadurch den Gegenstand mechanisch schwächt.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Austreiben vorteilhafter unter Erzielung eines gleichförmigen porösen Keramikwerkstückes durchgeführt, indem letzteres bzw. der imprägnierte Schaumstoff mindestens zweimal durch fest eingestellte Walzen geführt wird, um ein Zusammenpressen dieses Schaumstoffs in einem Bereich von etwa 50 bis 90% seiner Dicke beim ersten Durchgang und 70 bis 90% der Dicke beim zweiten Durchgang zu bewirken. So führt ein mehrmaliger Walzendurchgang, der bei gleichen oder erhöhten prozentualen Stauchungen durchgeführt wird, zu keramischen Werkstücken, die eine erhöhte Festigkeit besitzen und frei von einer Blockierung in der Mitte des Schaumstoffes sind. Weiterhin bietet die Anwendung eines mehrfachen Walzendurchgangs eine sorgfältige Kontrolle der Durchlässigkeit des keramischen Fertigprodukts, was bei Filtern für geschmolzene Metalle besonders kritisch ist.

Ein weiterer bedeutsamer Gesichtpunkt bei der Austreibtechnik nach vorliegender Erfindung besteht darin, von der thixotropen Art der Aufschlämmung bei der Walzenbehandlung Gebrauch zu machen. Da die Aufschlämmung unter hohen Schergeschwindigkeiten frei fließt, jedoch tatsächlich statisch bleibt, wenn der Einfluß der Scherwirkung aufhört, steht eine genaue Kontrollmöglichkeit über das Entfernen der Aufschlämmung zur Verfügung, nämlich durch eine Steuerung des Walzenspalts (prozentuale Verminderung), der Walzengeschwindigkeit und/oder des Walzendurchmessers. Insbesondere bestimmen die Steuerung des Walzenspalts und der Walzengeschwindigkeit das Ausmaß der Einwirkung der Scherkräfte auf die Aufschlämmung und somit das Ausmaß des Entfernens der Aufschlämmung und die Geometrie seiner Neuverteilung auf das Netzwerk des durch die Walzen geführten Schaumstoffs.

Die bevorzugte Walzentechnik vorliegender Erfindung verwendet das Zweigangschema, obwohl ein Mehrgangschema in bestimmten Fällen wünschenswert sein kann, nämlich wenn die Schaumstoffe eine Dicke über 5 cm besitzen.

Das Austreiben kann mit üblichen Walzgerüsten aus zwei zusammenwirkenden Walzen durchgeführt werden; somit wird der Schaumstoff ein erstes Mal durch das Walzgerüst geführt und danach für den zweiten Durchgang rückgeführt. Muß der zweite Durchgang bei einer unterschiedlichen prozentualen Zusammendrückung durchgeführt werden könnten zwei Walzgerüste zweckmäßig sein, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind und von dem Schaumstoff durch die jeweiligen Einstellungen in aufeinanderfolgender Weise durchlaufen werden. Eine weitere Möglichkeit, aufeinanderfolgende Walzenspalteinstellungen zu schaffen, besteht darin, einen einzigen Durchgang durch einen Walzenstuhl mit drei Walzen mit den jeweiligen aufeinanderfolgenden Walzenspalteinstellungen vorzusehen. Diese Technik liefert die Vorteile eines Zweigangschemas in einer einzigen Arbeitsstufe unter Verwendung lediglich eines einzigen Walzgerüstes.

Die verwendeten Walzen können vorteilhaft mit Substanzen, wie Sand, Kies oder dgl., beschichtet sein, um die Reibung zwischen dem Schaumstoff und den Walzen zu erhöhen und dadurch einen Schlupf beim Walzen zu verhindern oder auf ein möglichst geringes Maß herabzusetzen. Die beim Austreiben der Aufschlämmung eingesetzte Vorrichtung kann einen am Austritt an den Walzgerüsten angeordneten beweglichen Rolltisch aufweisen, um den frischgewalzten Schaumstoff beim Austritt abzustützen und weiter zu fördern. Insgesamt kann die Anwendung von beschichteten Walzen und eines beweglichen Rolltisches dazu dienen, die Unversehrtheit und die Gleichförmigkeit der Struktur und Gestalt des gewalzten Produkts zu fördern, da solche Geräte unerwünschte Verformungswirkungen verringern und eine unnötige Handhabung des porösen Gegenstands auf ein Mindestmaß herabsetzen, was die Verteilung der Aufschlämmung beeinträchtigen könnte.

Wie gesagt, hat ein mehrfacher Walzendurchgang den Vorteil eines unerwarteten Anstiegs der Durchlässigkeit beim porösen Endprodukt. Im Falle zweier Durchgänge durch die Walzen bei gleichem prozentualem Zusammendrücken ist die Durchlässigkeit des Endprodukts um 30 bis 50% erhöht. Dieser Anstieg ist bemerkenswert; das Durchgangsschema führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Aufschlämmung und schließlich zu festeren und gleichförmigeren Gegenständen, als sie mittels vergleichbarer Zusammendrückungen bei einem einzigen Durchgang erhältlich wären. Weiterhin ergeben die durchgeführten Durchgangsschemata, bei denen der zweite und der nachfolgende Walzendurchgang ein prozentual höheres Zusammendrücken als der erste Durchgang verursacht, einen Durchlässigkeitsanstieg von mehr als 100% gegenüber einem Zusammendrückungsschema mit nur einem einzigen Durchgang.

Sobald das Austreiben der überschüssigen Aufschlämmung beendet ist, können die erhaltenen Schaumgefüge getrocknet und gegebenenfalls gebrannt werden, um gesinterte poröse Keramikgegenstände zu schaffen. Die Trockenstufe wird primär dazu angewendet, um den organischen Schaumstoff aus dem Gegenstand zu entfernen. Im allgemeinen können übliche Trocknungsverfahren eingesetzt werden, jedoch ist zu berücksichtigen, daß eine zweckmäßige Erhitzungsgeschwindigkeit die durch die Oxydation des Schaumes selbst hervorgerufene Wärme berücksichtigen muß. Die Wirkung dieser Erscheinung ist besonders bemerkenswert beim Erhitzen umfangreicher Schaummassen, wo ein bedeutendes Volumen des Erhitzungsraumes vom Gegenstand selbst ausgefüllt sein mag. In derartigen Fällen kann es erforderlich sein, das Material auf einer Temperatur im Bereich von 200 bis 370°C zu halten, um ein übermäßiges Aufheizen zu vermeiden, das sich aus der chemischen Reaktion ergibt; dies würde ein Brechen der keramischen Fasern unter thermischer Beanspruchung verursachen. Die genaue Temperatur wird durch den verwendeten besonderen organischen Schaumstoff bestimmt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden.

Der keramische Schaum kann gegebenenfalls weiterhin wärmebehandelt oder gebrannt werden, um die keramischen Teilchen zu einem in hohem Maße feuerfesten Gefüge zu sintern. Wie erwähnt, ist diese Maßnahme fakultativ; beim Einsatz der porösen Keramikkörper als Filter für geschmolzenes Aluminium bedarf das geschäumte Material lediglich eines Erhitzens auf eine Temperatur von 540 bis 600°C, um die organische Komponente zu entfernen. Der erhaltene Gegenstand ist als solcher geeignet zum Einsatz bei Schmelzen von Aluminiumlegierungen bei Temperaturen bis 760°C. In einem solchen Falle würde schon ein in Luft abbindendes Mittel oder ein Bindemittel die erforderliche Festigkeit bei dem Gegenstand schaffen, und es würde keine vollständige Sinterbehandlung erforderlich sein.

Bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann man poröse keramische Gegenstände mit einer Dicke von 6 bis 100 mm und einer Oberflächenausdehnung bis zu etwa 1 m² oder sogar noch darüber herstellen. Die porösen Gegenstände besitzen, bezogen auf den eingesetzten rohen Schaum, eine Porenzahl von etwa 2 bis 20 Poren je 1 cm Länge, Durchlässigkeiten im Bereich von etwa 100 × 10^-7cm² bis 10 000 × 10^-7cm² und Raumgewichte von 0,2 g/cm³ bis 1 g/cm³.

Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein verhältnismäßig feinporiges Filter mit einer Luftdurchlässigkeit von 400 bis 2500 × 10^-7cm², einer Porosität oder einem Hohlraumanteil von 0,80 bis 0,95 und einer Porenanzahl von 8 bis 18 Poren je 1 cm Länge, und zwar insbesondere zum Filtern von Aluminiumlegierungen der Reihe 5000 entstehen. Wenn jedoch das zugeführte Metall besonders verunreinigt ist, muß man das Metall zuvor durch ein verhältnismäßig grobporiges keramisches Filter mit einer Porengröße zwischen 2 und 8 Poren je cm, einer Luftdurchlässigkeit von 2500 bis 8000 × 10^-7cm² und Porositäten oder Hohlraumanteilen zwischen 0,90 und 0,95 filtrieren. Hierfür kann man ein einziges keramisches Filter mit abgestuften Eigenschaften herstellen oder man wendet eine Reihe von Filtern unterschiedlicher Porosität an. Es hat sich gezeigt, daß eine Fließgeschwindigkeit von 0,127 bis 1,27 cm³/cm² der Filterfläche je Minute besonders günstig ist.

Die Luftdurchlässigkeit wird mittels Blasen von Luft durch das poröse keramische Schaummaterial bei einer gemessenen Geschwindigkeit bestimmt. Nach diesem Verfahren wird der Druckabfall durch Messen des Druckunterschieds zwischen der in das poröse Material eintretenden Luft und der aus dem porösen Material austretenden Luft bei einem definierten Oberflächenbereich und einer definierten Dicke des porösen keramischen Materials bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit wird dann nach der folgenden Gleichung berechnet:

in der K die Luftdurchlässigkeit, µ die absolute Viskosität der Luft, Q die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Masse, L die Länge, d. h. die Dicke des keramischen Filtermetalls, A der Bereich, d. h. der definierte Bereich des porösen Materials und Δ P der Druckabfall ist.

Es wird eine Luftströmungsgeschwindigkeit von 0,857 m³ je Minute und einen Bereich von 73 cm² angewendet. Die vorstehend genannte Bestimmung der Durchlässigkeit kann dem Buch "Micromeretics" von J. M. Dallavalle, Verlag Pitman 1948, Seite 263 entnommen werden. Die Luftdurchlässigkeit ist eine Funktion von mehreren Variablen, z. B. vom Raumgewicht, von der Porengröße, vom Oberflächenbereich und von der Gewundenheit der Fließwege. Durchlässigkeiten von über 2500 × 10^-7cm² ergeben eine unzulängliche Filtration, wenn die Schmelze nicht besonders verunreinigt ist, wobei in diesem Falle Durchlässigkeiten bis zu 8000 × 10^-7cm² angewendet werden können, während Durchlässigkeiten von unten 400 × 10^-7cm² zu unerwünscht hohen Materialstauungen und einen Druckaufbau führen. Im Bereich der Durchlässigkeit von 1000 bis 1500 × 10^-7cm² ist ein Höchstmaß an Filtration und ein niedriger Druckaufbau gegeben.

Die Porosität bezeichnet die Menge an Poren oder Hohlräumen in der keramischen Masse und kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden:

in der f _p die Gesamtporosität oder Hohlraumanteil, d _t die wahre Dichte der festen keramischen Masse und d _b das Raumgewicht gemäß dem Buch "Introduction to Ceramics" von W. D. Kingery, Verlag John Wiley 1960, Seite 416 ist. Man hat gefunden, daß die besten Ergebnisse mit Porositätswerten von 0,85 bis 0,90 erhalten werden. Selbstverständlich hängt der spezifische Wert für d _t von der speziell verwendeten keramischen Masse ab, z. B. von keramischen Massen auf Basis von Aluminiumoxid und Chromoxid. Die vorstehend genannten Porositätswerte entsprechend Raumgewichten von 0,65 bis 0,25 g/cm³ und die besten Werte entsprechend den Raumgewicht von 0,35 bis 0,45 c/cm³. Wie vorstehend angegeben, muß das verhältnismäßig grobporöse Vorfilter eine Porosität zwischen 0,90 und 0,95 aufweisen.

Des weiteren müssen die Keramikfilter nach vorliegender Erfindung, wie vorstehend ausgeführt worden ist, einen wirksamen Bereich der Porengröße oder Porendichte in Form einer Anzahl von Poren auf 1 cm Länge, nämlich von 2 bis 20 Poren auf 1 cm Länge, insbesondere 8 bis 18 Poren je cm Länge und im am meisten bevorzugten Falle 10 bis 14 Poren auf 1 cm Länge aufweisen.

Die vorstehend genannten drei Variablen, nämlich die Durchlässigkeit, die Porosität und die Porengröße, sind kritisch, um die außerordentlich verbesserten Eigenschaften nach vorliegender Erfindung zu erreichen. Diese Variablen beeinflussen nämlich einander beim Erzielen der überraschenden Wirkung des Filters vorliegender Erfindung. Sie legen tatsächlich fest, wieviele Poren oder Hohlräume im Filter vorhanden sind, wie sie miteinander verbunden sind und wie groß sie sind, sie definieren weiterhin die Oberflächenausdehnung des keramischen Netzwerkes, und schließlich sind sie die Hauptursache für die überraschende Wirkung des porösen Keramikfilters mit Schaumstruktur.

Des weiteren müssen die porösen Keramikfilter nach vorliegender Erfindung einen wirksamen Bereich hinsichtlich der Filterdicke von 10 bis 100 mm haben, d. h. eine Dicke in der Richtung des Metallflußes. Der günstigste Bereich der Filterdicke beträgt 35 bis 65 mm. Es ist gefunden worden, daß Filter unter 10 mm Dicke zum Entfernen von nichtmetallischen Stoffen aus dem geschmolzenen Metall unwirksam sind, wohingegen Dickenwerte über 100 mm die Filtrationsgeschwindigkeiten stark verringern, so daß der wirksamste Bereich des Filters die ersten 25 mm bis 35 mm der Dicke sind. Eine zusätzliche und bemerkenswerte Eigenschaft bei Filtern, die mit dem Verfahren nach vorliegender Erfindung hergestellt wurden, besteht darin, daß sie eine im wesentlichen strukturelle Gleichförmigkeit in hohem Grade aufweisen, die für ein wirksames Filter für geschmolzenes Metall erforderlich ist. Obwohl einige Prozent blockierter Poren hilfreich und wünschenswert insofern sind, als sie die Gewundenheit des Fließweges erhöhen, müssen diese Blockierungen möglichst gleichmäßig durch die keramische Masse verteilt und nicht miteinander zu Gruppen angeordnet vorliegen. Eine Gruppierung von Blockierungen führt nur zur Kanalbildung und damit zur unwirksamen Filtration.

Eine große Anzahl von Materialien kann zur erfindungsgemäßen Herstellung der porösen Keramikfilter eingesetzt werden. Es ist ein Vorteil bei vorliegender Erfindung, daß geringe Kosten und die Leichtigkeit bei der Herstellung der Filter diese sehr bequem für einen Einsatz auf Wegwerfbasis machen.

Der Hauptbestandteil des porösen Keramikmaterials nach vorliegender Erfindung ist vorzugsweise Al₂O₃ in einer Menge von 40 bis 95% und insbesondere von 45 bis 55%. Al₂O₃ ist besonders erwünscht zum Einsatz als Keramikfilter, da es beispielsweise nicht durch geschmolzenes Aluminium oder geschmolzenes Kupfer angegriffen wird, wohingegen Siliciumdioxid von diesen Metallen angegriffen wird. Weiterhin weist Aluminiumoxid eine brauchbare Festigkeit auf, um sowohl chemischen Angriffen als auch strukturellen und/oder mechanischen Beanspruchungen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, standzuhalten. Außerdem können die keramischen Materialien vorliegender Erfindung 1 bis 25% Cr₂O₃, vorzugsweise 10 bis 17% Cr₂O₃, enthalten. Dieser Bestandteil ist besonders bedeutungsvoll, da gefunden worden ist, daß er in auffälliger Weise eine bessere Hochtemperaturbeständigkeit verleiht, d. h. einen Widerstand gegen einen Angriff der geschmolzenen Metalle bei erhöhten Temperaturen.

Des weiteren enthalten die porösen keramischen Materialien im allgemeinen Erzeugnisse einer thermischen Zersetzung und 0,1 bis 12% Kaolin und/oder Bentonit und 2,5 bis 25% eines Abbindemittels in Luft, das im wesentlichen nicht mit dem geschmolzenen Material reagiert und vorzugsweise Aluminiumphosphat ist.

Der Verfahren vorliegender Erfindung ermöglicht die genaue Kontrolle der Durchlässigkeit des erhaltenen porösen Keramikgegenstandes. Weiterhin zeigen nach vorliegender Erfindung hergestellte keramische Schäume eine strukturelle Gleichförmigkeit, da weder eine Blockierung in der Mitte des keramischen Körpers noch eine Schwächung an den äußeren Oberflächen zu verzeichnen ist. Werden die Gegenstände vorliegender Erfindung bei der Filtrierung von geschmolzenem Metall eingesetzt, so widerstehen sie der Beanspruchung durch einen Metallfluß ohne Verstopfungen (Blockierungen) oder Brüche, und daß die erhaltenen Metallfiltrate besitzen eine unerwartet verbesserte Reinheit.

Das erhaltene Endprodukt ist ein verbundenes poröses keramisches Material mit einer offenzelligen Struktur, die durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen und durch ein keramisches Netzwerk umgebenen Hohlräumen charakterisiert ist, wobei das poröse Material die vorstehend angegebenen Eigenschaften besitzt. Wenn man ein einziges poröses Filter mit einer Abstufung der Eigenschaften von grob zu fein durch die Dicke des Filtermaterials hindurch wünscht, kann man zwei oder mehrere Platten Polyurethanschaum mit in geeigneter Weise unterschiedlichen Porengrößen kombinieren. Selbstverständlich kann der poröse Keramikgegenstand jede gewünschte Konfiguration aufweisen. Eine große Anzahl von geeigneten Konfigurationen kann in einfacher und üblicher Weise im Hinblick auf die durch das hier angewendete Herstellungsverfahren sich bietende Flexibilität hergestellt werden. Es ist ein besonderer Vorteil bei dem porösen keramischen Material vorliegender Erfindung, daß der keramische Schaum eine befriedigende Festigkeit aufweist, um einem Angriff durch geschmolzenes Metall zu widerstehen, und ebenfalls ist es vorteilhaft, daß keine übermäßigen Gießköpfe von geschmolzenem Metall erforderlich sind, um das Filtrationsverfahren in Gang zu setzen.

Die Metallschmelze wird durch das keramische Material mit einer Geschwindigkeit von 12,5 bis 125 dm³ je dm² Filterfläche je Minute und vorzugsweise von 25 bis 75 dm³ je dm² Filterfläche je Minute für Aluminium gegossen. Die Metallfließgeschwindigkeiten bei normalen Aluminiumgießverfahren variieren von einem Minimum bei etwa 90 kg je Minute bis zu einem Maximum über 900 kg Metall je Minute mit einer typischen Fließgeschwindigkeit einer Metallmenge von etwa 225 kg je Minute. Die keramischen Materialien die nach dem Verfahren vorliegender Erfindung hergestellt werden, sind sehr gut geeignet, unter Anwendung der vorbeschriebenen Fließgeschwindigkeit der Metallmassen erfolgreich zu arbeiten. Gewöhnlich sollte die besonders spezifische Fließgeschwindigkeit für Aluminium innerhalb des Filters 35 kg Metall je dm² des Filterquerschnitts je Minute nicht übersteigen und vorzugsweise unter 21 kg je dm² je Minute betragen. Höhere Fließgeschwindigkeiten durch das Filter als vorstehend angegeben, lassen bei den Filterdurchläufen zuviele unerwünschte nichtmetallische Anteile bei einer Erzeugung von hochwertigem Blech entstehen. Die untere Grenze wird durch die praktischen Größenerwägungen bestimmt und würde unpraktisch große Filter erfordern, um Fließgeschwindigkeiten von Metallmassen über 450 kg je Minute zu handhaben; das keramische Filter würde über 114 cm im Quadrat oder 130 dm² erfordern. Ein typisches Filter vorliegender Erfindung kann deshalb derart definiert werden, daß es 40 cm Quadrat oder etwa 16 dm² aufweist und für einen Durchsatz von 225 kg Metall je Minute bei einer spezifischen Fließgeschwindigkeit von 14 kg je dm² je Minute angelegt ist.

Um eine gute Austragsqualität zu gewährleisten kann man das geschmolzene Metall zuerst durch ein verhältnismäßig grobporiges Keramikfilter und optimal eine Reihe von porösen Filtern mit abnehmender Porosität leiten. Eine typische Erstfiltrationsstufe würde so ein verhältnismäßig grobporiges Keramikfilter mit einer Porengröße zwischen 2 und 8 Poren je 1 cm Länge, mit Luftdurchlässigkeiten von 2500 bis 8000 × 10^-7cm², Porositäten oder Hohlraumanteilen zwischen 0,90 und 0,95, Raumgewichten zwischen 0,20 und 0,35 und Dicken von 10 bis 100 mm umfassen. Eine Reihe derartiger Filter mit abnehmender Durchlässigkeit ist besonders geeignet. Gegebenenfalls kann ein einziges Vorfilter oder ein einziges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Filter mit einer Abstufung der Eigenschaften von grob (hohe Durchlässigkeit) bis fein (niedrige Durchlässigkeit) durch seine Dicke hindurch verwendet werden.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung:

Vergleichsbeispiel A

Es wird ein Polyurethanschaumstoff auf Polyesterbasis mit einer Dicke von 5 cm hergestellt, der 12 Poren je 1 cm Länge und eine Luftdurchlässigkeit von 4600 × 10^-7cm² aufweist. Danach wird eine wäßrige keramische Aufschlämmung mit 47% Aluminiumoxid, 13% Chromoxid, 3,5% Kaolin, 1% Bentonit und 29% einer 50prozentigen wäßrigen Lösung von Aluminiumorthophosphat (= 14,5% Aluminiumorthophosphat) durch einstündiges Mischen mit 60 UpM in einem 76,5 Liter fassenden Hobart-Mischer zubereitet. Nach 30 Minuten Mischen wird eine Probe zur Viskositätsuntersuchung entnommen. Diese Probe zeigt, daß die Aufschlämmung eine Viskosität von 25,5 × 10³ Centipoise bei 25°C besitzt, gemessen nach einer 20 Minuten dauernden Prüfung bei 20 UpM in einem "Brookfield-RVT-Viscosimeter" mit einer Spindel Nr. 6. Eine Probe des Schaumstoffs wird in die Aufschlämmung getaucht und etwa 30 Sekunden wiederholt mittels einer Kolbenvorrichtung zusammengepreßt und wieder ausdehnen gelassen, währenddessen die Aufschlämmung mit 50 Zyklen je Sekunde vibrieren gelassen wird, um die Hohlräume bzw. Poren mit der Aufschlämmung zu füllen. Die derart imprägnierte Schaumprobe wird aus der Aufschlämmung entnommen und durch fest eingestellte, mit Sand beschichtete Walzen geführt, wobei ein 70prozentiges Zusammendrücken hinsichtlich der Dicke erfolgt, um überschüssige Aufschlämmung auszutreiben. Die Walzen besitzen einen Durchmesser von 76 mm und werden mit einer Geschwindigkeit von 12,5 UpM angetrieben. Die Probe zeigt ein praktisch vollständiges Zurückspringen in den Ausgangszustand nach Beendigung des Walzens.

Die Probe wird dann eine Stunde bei 65°C und zwei Stunden bei 95°C in einem Ofen getrocknet. Die getrocknete Probe wird dann von 95°C auf eine Temperatur von 315°C mit einer stündlichen Erwärmung um 11°C und schließlich auf eine Temperatur von 345°C mit einer stündlichen Erwärmung um 56°C erhitzt und danach vier Stunden auf dieser Temperatur gehalten, um die Polyurethanfasern zu entfernen, ohne daß das keramische Netzwerk zusammenfällt, die niedrige Erhitzungsgeschwindigkeit von 260 auf 315°C ist erforderlich, um einen plötzlichen Temperaturanstieg zu vermeiden, der aus der Oxidation des Polyurethans herrührt.

Die erhaltene Probe wird dann in einem Brennofen gebrannt, wobei Erhitzungsgeschwindigkeiten von stündlich um 56°C auf eine Temperatur von 540°C und danach stündlich um 224°C auf eine Temperatur von 1315°C angewendet werden. Danach wird die Probe in dem Ofen abkühlen gelassen.

Die gebrannte Probe ist fehlerfrei und zeigt Festigkeit der Oberflächen gegen Abblättern. Die Durchlässigkeit der Probe wird mit 400 × 10^-7cm² und das Raumgewicht 0,74 g/cm³ gemessen. Die Masse weist eine gute physikalische Festigkeit auf und zeigt einen Bruchmodul von 17,6 g/mm². Ein Zerteilen der Masse zeigt jedoch, daß sie keine gleichförmige Struktur besitzt, da sie eine Blockierungslinie in der Mitte aufweist, was die Verwendung der Masse bei zahlreichen Anwendungsgebieten, wie ein Filtrieren von geschmolzenem Metall ausschließt.

Beispiel 1

Nach der im Vergleichbeispiel beschriebenen Praxis wird eine weitere Probe hergestellt, die einem zweimaligen Walzendurchgang unterworfen wird, wobei ein Schema angewendet wird, wobei beim ersten Durchgang eine Zusammendrückung um 75% und beim zweiten Durchgang um 86% erfolgt. Dieser doppelte Durchgang liegt innerhalb des Bereichs vorliegender Erfindung.

Die gebrannte Probe ist fehlerfrei und besitzt feste Oberflächen und Kanten. Es wird eine Durchlässigkeit von 1700 × 10^-7cm² und ein Raumgewicht von 0,41 g/cm³ gemessen. Die Masse besitzt eine ausgezeichnete Festigkeit und einen Bruchmodul von 19 g/mm². Beim Zerteilen der Masse zeigt sich, daß sie ausgezeichnet gleichförmig ist und nur eine mäßige Anzahl von verstopften Poren aufweist, die sich gleichmäßig durch die Masse verteilen. Die gleichförmige feste Probe würde für kritische Anwendungsgebiete, wie ein Filtrieren von geschmolzenem Metall, brauchbar sein.

Beispiel 2

Es wird eine weitere Probe aus einem Polyurethanschaumstoff auf Polyesterbasis hergestellt, der eine Dicke von 5 cm und eine Porenzahl von 12 Poren je 1 cm Länge sowie eine Durchlässigkeit 6000 × 10^-7cm² besitzt. Die angewendete keramische Aufschlämmung ist die gleiche wie in Vergleichsbeispiel A, besitzt jedoch eine Viskosität von 31 × 10³ Centipoise infolge des Zusatzes von etwas Wasser.

Die Schaumstoffprobe wird folgendermaßen imprägniert. Für den Polyurethanschaum mit einer Dicke von etwa 5 cm wird eine wäßrige keramische Aufschlämmung mit folgender Zusammensetzung zubereitet: 47% Al₂O₃, 13% Cr₂O₃, 3,5% Kaolin, 1% Bentonit und, als wäßrige Lösung mit einer gleichen Menge Wasser zugegeben, 14,5% kolloidales Aluminiumorthophosphat. Die Aufschlämmung bzw. der Schlicker enthält 82% Feststoffe und 18% Wasser. Der Schaumstoff wird in die Aufschlämmung getaucht und darin geknetet, um die Luft zu entfernen und praktisch alle Hohlräume mit der Aufschlämmung zu füllen und auch das Netzwerk des Schaums mit der Aufschlämmung zu überziehen. Der erhaltene imprägnierte Schaumstoff wird aus der Aufschlämmung entnommen und einem Druck durch fest eingestellte Walzen unterworfen.

Das Austreiben der Aufschlämmung geschieht mittels eines zweimaligen Durchgangs durch Walzen, wobei der erste Durchgang mit einer Zusammendrückung um 42% und der zweite Durchgang mit einer Zusammendrückung um 86% erfolgt.

Die erhaltene Probe wird getrocknet und gebrannt. Bei der Untersuchung wird beobachtet, daß sie eine Luftdurchlässigkeit von 1700 × 10^-7cm² besitzt. Des weiteren weist die Probe eine gleichförmige Struktur auf, was auf eine Freiheit von Oberflächenzerbrechlichkeit und Blockierung in der Mitte hinweist, so daß sie zum Einsatz als Filter für geschmolzenes Metall geeignet ist.

Beispiel 3

Es wird nach dem in Vergleichsbeispiel A angegebenen Verfahren eine weitere Probe hergestellt, um die vorliegende Erfindung näher zu erläutern. Es wird ein Polyurethanschaumstoff auf Polyesterbasis verwendet, der sich von den zuvor verwendeten Proben dadurch unterscheidet, daß er eine Luftdurchlässigkeit von 4700 × 10^-7cm² besitzt. Auch die keramische Aufschlämmung ist die gleiche, jedoch mit der Ausnahme, daß die Viskosität 25 × 10³ Centipoise beträgt.

Wie angegeben, ist die Bearbeitung identisch mit der des Vergleichsbeispiels A, jedoch mit dem Unterschied, daß beim ersten Durchgang eine Zusammendrückung um 84% erfolgt, während beim zweiten Durchgang eine Zusammendrückung von 86% erfolgt.

Nach dem Trocknen und Brennen ist die erhaltene Probe ebenfalls fehlerfrei und gleichförmig und frei von Oberflächenschwächen und Blockierungen in der Mitte. Die Probe besitzt eine Durchlässigkeit von 2650 × 10^-7cm² und wird als brauchbar zum Einsatz als Filter für geschmolzenes Metall betrachtet.

Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich sämtliche Prozentangaben auf das Gewicht.

Wie vorstehend ausgeführt worden ist, liefert ein mittels des vorliegenden Verfahrens hergestelltes Filter zahlreiche Vorteile beim Filtrieren von geschmolzenem Metall, insbesondere Aluminium, beispielsweise das Filtrieren geschmolzenen Metalls mittels einer in üblicher Weise entfernbaren Filterplatte, die in Filtrierapparate in einfacher Weise und rasch eingesetzt und darauf auch glatt und in üblicher Weise entfernt werden kann. Bei einer porösen keramischen Filterplatte werden außerordentlich hohe Filtrationswirksamkeiten erhalten, und diese Wirksamkeiten werden bei Verwendung einer zur Verfügung stehenden Filterplatte erreicht, die glatt und in üblicher Weise eingesetzt und aus der Filtriervorrichtung entfernt werden kann.

Den Figuren der beiliegenden Zeichnung sind beispielshaft verschiedene Anwendungsformen der porösen Keramikfilter und der Gestaltungen dieser Filter zu entnehmen. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Filterkammer mit darin i. w. waagerecht angeordneter Filterplatte;

Fig. 2 den Längsschnitt durch Fig. 1 nach deren Linie II-II;

Fig. 3 eine Schrägsicht auf eine Ausführungsform einer Filterplatte;

Fig. 4 eine Schrägsicht auf eine andere Filterplatte;

Fig. 5 die Draufsicht auf eine andere Filterkammer mit darin i. w. senkrecht angeordneter Filterplatte;

Fig. 6 den Längsschnitt durch Fig. 5 nach deren Linie VI-VI;

Fig. 7 eine Schrägsicht auf eine in Fig. 5, 6 eingesetzte Filterplatte;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine teilweise wiedergegebene Filterkammer mit oberhalb einer einzelnen Gießtülle angeordneter Filterplatte.

Eine Filtervorrichtung 2 weist nach Fig. 1, 2 eine Filterkammer 3 auf, wie sie in Umguß-Systemen für geschmolzenes Metall, Gießtiegeln, Gießbehältern, Transportrinnen, Metallbearbeitungsabteilen od. dgl. verwendet wird. Die Filtervorrichtung 2 kann aus zwei Teilen 2 a, 2 b zusammengesetzt sein, die miteinander beispielsweise an - nicht gezeigten - Flanschen am Rand verschraubt sind.

Im gewählten Ausführungsbeispiel dient als Filtervorrichtung 2 eine Transportrinne, in deren Filterkammer 3 durch einen Einlaß 4 über eine Gießtülle 6 eine Metallschmelze eingespeist und durch einen Auslaß 5 hinausgeführt wird.

Die Filterkammer 3 weist einen stufenförmigen Absatz 30 auf, so daß der Boden 31 am Einlaß 4 um ein Maß i höher liegt als der Boden 32 am Auslaß 5. In die Filterkammer 3 eingespeiste Metallschmelze wird durch eine an der Stufe 30 vorgesehene Filterplatte 11 geführt und trifft unter dieser auf den Auslaßboden 32. Hierzu umgibt den die Filterplatte 11 aufnehmenden Bereich des Bodens 31 eine kragenartige Umrandung 7, die vollständig den oberen Teil der Filterkammer 3 umgibt, ausgenommen den an den Einlaß 4 angrenzenden Bereich.

Das Filter 11 ruht in einer Ausnehmung 9 des Filterkammerbodens 31, deren Rand 10 rundumlaufend abgeschrägt bzw. geneigt ist, wie Fig. 2 verdeutlicht. Dieser Rand 10 steht mit der ebenfalls abgeschrägten - also geneigten - Seitenfläche 12 der Filterplatte 11 in Eingriff.

Die schräge Seitenfläche 12 der Filterplatte 11 ist mit einer elastischen, gegenüber der Metallschmelze wiederstandsfähigen Dichtung 13 belegt. Die Filterplatte 11 und die Dichtung 13 sind so in die Filterkammer 3 eingesetzt, daß die Einheit der Filterplatte/Dichtung in der Ausnehmung 9 der Filterkammer 3 fest sitzt.

Die Filterplatte 11 ist mittels der Dichtung 13 derart eingepaßt, daß sie in einfacher Weise durch einen senkrecht abwärts gerichteten Druck eingesetzt und durch einen senkrecht nach oben ausgeübten Druck leicht entfernt werden kann.

Die gemäß Fig. 1, 2 im wesentlichen waagerecht eingebaute Filterplatte 11 weist beispielhaft quadratische Form auf, jedoch können ohne weiteres beliebige übliche Formen zur Anwendung gelangen, etwa runde, hexagonale oder andere Formen.

Die Metallschmelze läuft - wie gesagt - nach unten durch die Filterplatte 11 in eine untere Kammer 14 unter der Filterplatte 11. Die abgeschrägte Seitenfläche 12 der Filterplatte 11 ist unter einem Winkel von 2 bis 20° geneigt, wobei die Neigung des Ausnehmungsrandes 10 diesem Winkel entspricht.

Die Filterplatte 11 ist zwar im wesentlichen waagerecht, aber geringfügig unter einem Winkel von etwa 1 bis 5° abwärts gegen den Metallauslaß 5 geneigt angeordnet, um einen Lufteinschluß gegen die Unterseite der Filterplatte 11 zu verhindern. Auch der Boden 32 der Kammer 14 ist unterhalb der Filterplatte 11 abwärts mit einem Winkel von etwa 1 bis 5° gegen den Auslaß geneigt, um das Ablaufen des Metalls während des Betriebs und bei Beendigung des Gießens oder des Transports zu erleichtern.

Gegebenenfalls kann die Filterkammer waagerecht - beispielsweise längs der waagerechten Ebene unter dem Boden 31 oder unter einem Winkel zum Boden 31 - geteilt sein, um insbesondere ein Reinigen der unteren Kammer 14 in einfacher Weise zu ermöglichen. Es kann erwünscht sein, die Richtung der Schräge des schrägen Randes 10 umzukehren, so daß eine einwandfreie Dichtung mittels des Wandteils bei der Kammer bewirkt wird.

Die Filterplatte 11 weist nach Fig. 3 eine angepaßte abgeschrägte Seitenfläche 12 auf, mit der der ebenso abgeschrägte Rand 10 der Filterkammerausnehmung 9 in Eingriff steht.

Gemäß Fig. 4 ist um den gesamten Umfang der Filterplatte 11 ein gerader Randteil 16 vorgesehen, an den der abgeschrägte Rand 12 angrenzt.

Die Fig. 3, 4 zeigen Filterplatten, bei denen sich der abgeschrägte Rand 12 um deren gesamten Umfang erstreckt, jedoch kann es auch zweckmäßig sein, die Schräge nicht am gesamten Umfang anzuordnen, wie aus Fig. 7 ersichtlich ist; dort findet sich der abgeschrägte Rand 12 an zwei gegenüberliegenden Flächen 33 der Filterplatte 11.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sollte vorzugsweise der höchste Punkt der Oberfläche einer waagerecht angeordneten Filterplatte 11 bei deren vom Einlaß 4 fernliegenden Ende derart liegen, daß das Entweichen der Luft beim Ausbreiten des Metallstromes zunimmt. Es ist ersichtlich, daß das Merkmal einer im wesentlichen waagerecht angeordneten, abwärts geneigten Filterplatte 11 in hohem Maße vorteilhaft ist, so daß hierbei ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden, ohne daß die Verwendung einer abgeschrägten Seitenwand 12 - wie beispielsweise bei einer geteilten Filterplatte 11 und Halten der Filterplatte 11 darin mit einer Art Zwinge erforderlich würde.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine senkrecht angeordnete Filterplatte 11 in einer Transportrinne. Diese Filterplatte 11 wird mittels einer Dämmung 21 aus feuerfestem Material in einem Schlitz 22 der Filterkammer 3 in der richtigen Stellung gehalten. Dieser Filterkammer 3 wird über den Einlaß 4 geschmolzenes Metall zugeführt, das waagerecht in einen Filterkammerschacht 25 und von dort aus durch die Filterplatte 11 in einen Auslaßbehälter 26 läuft, an dem oben der Auslaß 5 sitzt.

Die Filterplatte 11 ist gegen den Schlitz 22 mittels einer keramischen Filterdichtung 27 abgedichtet, die vollständig die Filterplatte 11 umgibt. Filterplatte 11 und Dämmung 21 sind im Schlitz 22 mittels Keilen 28 verriegelt. Am Fuße des Auslaßbehälters 26 ist ein Abflußloch 29 vorgesehen, um aus Auslaßbehälter 26 und Filterkammerschacht 25 nach Beendigung des Gieß- oder Transportvorgangs das Metall abfließen lassen zu können. Das Abflußloch 29 kann im Betrieb mittels einer Stopfenstange oder anderer üblicher Verschlußmittel, verschlossen werden.

Die Filterplatte 11 nach Fig. 5, 6 ist ein Kegelstumpf oder ein Segment eines festen Gebildes mit abgeschrägten Seiten; der Filterkammschacht 25 hat eine entsprechende abgeschrägte Innenwandoberfläche 34 (Fig. 5), die mit der abgeschrägten Wandfläche 33 der Filterplatte 11 (Fig. 7) in Eingriff steht. Es können Filterplatte 11 bis zu mehreren Zentimetern Dicke und mehreren Quadratzentimetern Fläche in üblicher Weise in vorstehend beschriebenen Art angeordnet werden. Die Dämmung 21 und die Filterkammer 3 können aus üblichen Baumaterialien hergestellt sein. Der Filterkammerschacht 25 und die entsprechenden Behälterauskleidungen können in üblicher Weise aus gießbaren feuerfesten oder keramischen Platten hergestellt werden. Die Dämmung 21 und die Keile 28 können aus feuerfesten Preßlingen hergestellt sein, wenn das zu filtrierende Metall Aluminium oder eine andere niedrig schmelzende Legierung ist. Selbstverständlich grenzt die Dichtung 27 vorzugsweise an die abgeschrägte Filterplattenfläche 33 an. Wie aus Fig. 5 bis 7 ersichtlich, grenzt die Dichtung 27 vorzugsweise an alle Seitenflächen der Filterplatte 11 einschließlich nicht abgeschrägter Seitenflächen.

Die Fig. 8 schließlich zeigt ein Ausführungsbeispiel einer waagerecht gelagerten, kegelstumpfartigen Filterplatte 11, um eine einzige Charge der Gießtülle 6 zuzuführen. Bei dieser Einheit ist die Filterplatte 11 in einer Ausnehmung 9 in der feuerfesten Grundmasse 41 eines Gießtiegels oder einer Gießwanne 40 angeordnet. Während des Gießens fließt das Metall aus dem Tiegel 40 senkrecht durch die Filterplatte 11 in einen Kanal 42 unter der Filterplatte 11 und somit in die Gießtülle 6, die zu einem Barren oder einem Gußstück darunter führt. Die Filterplatte 11 ist mit einer abgeschrägten Seitenfläche 12 versehen, die mit einer entsprechenden abgeschrägten Fläche 10 in der Ausnehmung 9 sitzt. Zwischen den entsprechenden abgeschrägten Flächen ist die elastische Dichtung 13 vorgesehen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines porösen Keramikfilters mit einer Vielzahl miteinander verbundener und von einem Netzwerk aus Keramik umgebener Hohlräume, bei dem ein Schaumstoff mit offenzelliger Gerüststruktur aus einem hydrophoben organischen Schaumstoff mit einer wäßrigen viskosen keramischen Aufschlämmung imprägniert wird, danach überschüssige Aufschlämmung von impräginerten Schaumstoff ausgequetscht, dann getrocknet und zum Entfernen der organischen Substanz erhitzt und gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß der Schaumstoff mit einer zur vollständigen Sättigung des Schaumstoffs ausreichenden Menge einer wäßrigen Aufschlämmung imprägniert wird unter Verwendung einer thixotropen wäßrigen keramischen Zusammensetzung mit einer Viskosität von 1 × 10³ bis 80 × 10³ Centipoise, die luftabbindende sowie rheologische Mittel enthält,
• b) die Aufschlämmung während der Imprägnierung einer Einwirkung von Scherkräften unterworfen wird und
• c) anschließend überschüssige Aufschlämmung von dem imprägnierten Schaumstoff beim mindestens zweimaligen Durchfahren des Spaltes zwischen je Walzengang fest eingestellten Walzen abgestreift wird und der imprägnierte Schaumstoff dabei zeitweilig um etwa 50 bis 90% bei einem Walzendurchgang sowie 70 bis 90% bei einem anderen Durchgang zusammengedrückt wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Suspension mit einer Viskosität von 10 × 10³ bis 40 × 10³ Centipoise verwendet und/oder der imprägnierte Schaumstoff bei einem Walzendurchgang um 70 bis 80% zusammengedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 80% der Aufschlämmung aus dem Schaumstoff abgequetscht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaumstoff mit einer vorbestimmten Rückprallelastizität von mehr als 25% und einer Zusammendrückbarkeit zur bleibenden Verformung von unter 30% nach 50% Zusammendrückung eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige keramische Aufschlämmung verwendet wird, die als luftabbindende Mittel kolloidales Aluminiumorthophosphat, Alkalimetallsilicate, Äthysilicat, Aluminiumhydroxychlorid, Magnesiumorthohoborat und/oder deren Gemische enthält in einer Menge von 2,5 bis 25%, bezogen auf die Gesamtaufschlämmung, und die als rheologisches Mittel organische Cellulosederivate, Bentonit, Kaolin und/oder deren Gemische in einer Menge von 0,1 bis 12 Gewichtsprozent bezogen auf die Aufschlämmung, enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung mit etwa 18% Wassergehalt verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung, die etwa 50 bis 95% Aluminiumoxid, bis zu 20% Chromoxid, Aluminiumorthophospat in einer Menge von 2 bis 25%, Kaolin in einer Menge bis zu etwa 10% und Bentonit in einer Menge bis zu etwa 10% enthält, verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung, die 40 bis 50% Aluminiumoxid, 10 bis 15% Chromoxid, 12 bis 18% Aluminiumorthophosphat, 2 bis 15% Kaolin und 0,5 bis 2% Bentonit enthält, verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägnieren durch wiederholtes Drücken und Ausdehnenlassen des Schaumes während einer Zeitdauer von 30 bis 60 Sekunden durchgeführt wird.

10 Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Imprägnieren die Bewegung der Aufschlämmung durch Hochgeschwindigkeitsrühren oder durch Hochgeschwindigkeitsvibrieren erzeugt wird.