ES2252517T3 - Dispositivo de filtracion para la filtracion de acero fundido. - Google Patents

Dispositivo de filtracion para la filtracion de acero fundido.

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ES2252517T3 ES02774727T ES02774727T ES2252517T3 ES 2252517 T3 ES2252517 T3 ES 2252517T3 ES 02774727 T ES02774727 T ES 02774727T ES 02774727 T ES02774727 T ES 02774727T ES 2252517 T3 ES2252517 T3 ES 2252517T3
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Abstract

Dispositivo (1) de filtración para la filtración de acero fundido que tiene una red aglutinada de carbono grafitado, que contiene al menos dos placas (2, 4) de cribado, teniendo cada una de las placas una superficie (6, 6a) ondulada (picos y depresiones) y un bastidor (5, 5a) sobresaliente estando unidas entre sí dichas placas para formar un espacio o cámara de depósito.

Description

Dispositivo de filtración para la filtración de acero fundido.
La presente invención se refiere a un dispositivo de filtración para la filtración de acero fundido y a un procedimiento para la preparación del mismo.
Para el procesado de metales fundidos, en particular el acero, es deseable eliminar las inclusiones intermetálicas exógenas tales como las procedentes de impurezas de las materias primas, de la escoria, desperdicios y óxidos que se forman en la superficie de la masa fundida y de los pequeños fragmentos o materiales refractarios que se usan para formar la cámara o vaso en la que se forma la fusión del metal fundido.
La eliminación de estas inclusiones forma una fusión homogénea que asegura una alta calidad de los productos especialmente en la fundición de metales de acero, hierro y aluminio. Actualmente, los filtros de cerámica se usan amplias mente debido a su gran capacidad para resistir choques térmicos extremos debido a su resistencia a la corrosión química y a su capacidad para resistir la tensión mecánica.
La producción de este tipo de filtros cerámicos generalmente requiere la mezcla de polvo cerámico con aglutinantes orgánicos adecuados y agua con el fin de preparar una pasta o lechada. La lechada se usa para impregnar una espuma de poliuretano que posteriormente se seca y se cuece a una temperatura del orden de 1000 a 1700ºC. Mediante este tratamiento el material combustible se quema durante la sinterización para producir un cuerpo poroso. Los documentos US-A-2.460.929 y US-A-2.752.258 pueden servir como ejemplos del procedimiento común.
Asimismo, un filtro de poros abiertos que, en vez de una distribución aleatoria de pasadizos de interconexión irregular, consta de una serie de conductos paralelos que pasan a través del material generalmente a medida que se hacen comprimiendo hidráulicamente un polvo cerámico húmedo con un aglutinante orgánico dentro de un molde que contiene pasadores perpendiculares. De esta manera se obtiene una estructurada perforada que puede tener forma de disco o bloque. Seguidamente, el artículo perforado se cuece a una temperatura del orden de 1000 a 1700ºC, dependiendo de la aplicación final, para producir un disco perforado. Durante la cocción se desarrolla un aglutinado cerámico y/o vítreo.
La patente de EE. UU. A-4.721.567 se refiere a un filtro de vertido cerámico para su uso en el moldeo de metal fundido que comprende varios elementos perforados espaciados estrechamente que definen cavidades de filtrado entre los mismos con sus aberturas escalonadas de manera que el metal que sale de las aberturas de un elemento pasa a través de una reducción antes de entrar en las aberturas del siguiente elemento. Esta patente describe un filtro cerámico con todos los inconvenientes de gran concentración térmica, susceptibilidad al choque térmico, alargamiento gradual y degradación térmica. El filtro consta de dos o más piezas independientes que no están unidas entre sí. Cuando el filtro está ensamblado finalmente no queda espacio alguno o una cámara creada entre las capas. Existe también una prescripción respecto de los espacios entre los orificios así como respecto del diámetro de los orificios. La fabricación de este filtro es particularmente costosa debido a los muchos defectos.
La patente de EE. UU. 6.216.768 B1 se refiere a la relación entre, por una parte, el número de orificios libres de la placa de filtración situados en las áreas que no son cubiertas por la inserción de material de tratamiento y, por otra, el número total de orificios de dicha placa de filtración, que no es menor que el 10% y/o ni mayor que el 75%. Este filtro está diseñado especialmente para la adición de hierro. Es solo apto para fundición de hierro. Se suministra en dos piezas no unidas. Lo ensambla el cliente en el lugar de la fundición. Es de cerámica y utiliza una frisa situada entre las dos mitades.
La patente de EE. UU. A-5.785.851 describe un filtro cerámico reticulado para metal fundido que tiene una parte de entrada con una superficie de entrada, una parte de cuerpo intermedio contigua a la parte de entrada y una parte de salida con una superficie de salida. La superficie de entrada no es plana sino que tiene superficies superiores e inferiores para permitir un área de contacto sustancial para el metal fundido suministrado a la superficie de entrada. Esta patente se refiere a un filtro de espuma con alguna modificación en la superficie de la espuma. Sobre la parte superior del filtro de espuma puede estar situada una placa perforada superior, que actúa como filtro previo. Prácticamente, este filtro no es efectivo debido al enfriamiento excesivo del metal durante el colado ya que el metal tiene que pasar a través del filtro previo cerámico así como a través del filtro cerámico. Por otra parte, la patente no explica el tipo de mecanismo usado para unir el filtro previo al filtro de espuma.
Además, la patente WO 01/40414 A1 se refiere a un material poroso basado en carbón que tiene una densidad de entre alrededor de 0,1 gramos por centímetro cúbico y alrededor de 0,6 gramos por centímetro cúbico producido por el calentamiento controlado del carbón en partículas pequeñas "molde" y en una atmósfera no oxidante. El producto poroso producido de esta manera preferiblemente como modelo casi neto, se puede mecanizar, adherir y en cualquier caso fabricar para producir una amplia variedad de productos de baja densidad y bajo coste, o se puede usar en la forma en que se realizó como filtro, aislador eléctrico o térmico, etc. Estos productos porosos sin un tratamiento posterior muestran resistencias a la compresión de hasta alrededor de 6000 libras por pulgada cuadrada. El tratamiento posterior de dichos productos por carbonización o grafitación produce productos que se pueden usar como conductores eléctricos o térmicos. Esta patente se refiere a una espuma con una porosidad principalmente cerrada y aleatoria. Es difícil de producir en masa debido a la limitación de uso de un molde de acero. La única aplicación de filtración citada es solo para metal alumínico y la fabricación de esta espuma exige presión y atmósfera controladas. Esta patente depende de la regulación de la presión dentro del molde para obtener una estructura porosa. Además, en este caso, la porosidad no es completamente abierta. El uso de la filtración reivindicada es uno de los muchos usos y no existe prueba alguna de que el filtro haya sido usado realmente para la filtración de metales. Asimismo solo se mencionó el aluminio para su filtración, ya que este tipo de filtro es demasiado débil para la filtración de acero. La patente describe solo un filtro de carbono sin cerámica alguna. El procedimiento de fabricación del filtro se basa en la regulación de la presión dentro del molde. Este procedimiento es de control difícil.
La patente de EE. UU A-4.395.333 describe un elemento de filtro mejorado para su uso en un aparato de filtración de metal fundido, y para el procedimiento de fabricación de dicho elemento de filtro. El aparato consta de un vaso de filtrado instalado con un elemento de filtro. En una realización de la presente invención el elemento de filtro mejorado se rehumedece con metal antes de la puesta en servicio del aparato de filtración. En una segunda realización de la presente invención el elemento de filtro mejorado se refuerza con uno o más miembros de refuerzo. El elemento de filtro mejorado se puede usar en vasos de filtración de diseños variados. Este filtro es solo para aluminio. Es de cerámica y está reforzado con una estructura cerámica. El objetivo principal de esta patente es mejorar la integridad mecánica del filtro durante su uso en la filtración de aluminio.
La patente europea 0 490 371 A2 se refiere a un procedimiento para el tratamiento de aluminio fundido con contenido de partículas en el mismo para eliminar dichas partículas del aluminio fundido; dicho procedimiento comprende el paso del aluminio fundido a través de un primer medio rígido de filtración que tiene una primera superficie para eliminar una fracción de las partículas, recoger dichas partículas sobre dicha primera superficie como torta de filtración, las partículas se pueden eliminar de dicha superficie contactando la torta de filtro con burbujas de gas y pasando dicho aluminio fundido a través de un segundo medio de filtro rígido para eliminar del mismo las partículas que tienen un tamaño generalmente menor que las partículas eliminadas por el primer medio. Un aparato útil para la filtración de metal fundido comprende un filtro grueso rígido y un filtro fino rígido. Esta patente se refiere solamente a la filtración de aluminio. Ambos filtros son filtros de espuma cerámica y no están unidos entre sí.
La patente de EE. UU. A-4.514.346 usa resina fenólica para reaccionar con silicio a alta temperatura y formar carburo de silicona. No existe aglutinante de carbono asociado alguno. Esta patente es solamente para fabricar carburo de silicona. Se usa una temperatura por encima de 1600ºC para obtener el carburo de silicona. El procedimiento no es acuoso. La porosidad obtenida con este procedimiento es porosidad cerrada que no tiene utilidad alguna en la filtración que requiere porosidad abierta.
La patente del Reino Unido A 970 591 se refiere a la fabricación de artículos de grafito de alta densidad y baja permeabilidad. Usa un disolvente orgánico, particularmente alcohol furfurílico como disolvente y no agua. Sin cerámica en absoluto se usa un aglutinante en forma de betún al 25%. El calentamiento final es por encima de 2700ºC. La porosidad es porosidad cerrada más bien que porosidad abierta.
La patente de EE. UU. A-3.309.433 describe un procedimiento para la fabricación de grafito de alta densidad. Usa la compresión en caliente como medio para obtener artículos de grafito de alta densidad para aplicaciones nucleares. Usó un material especial llamado Dibenzantrone para aglutinar el grafito. No tiene aplicación útil alguna en el campo de la filtración de metales. No se usa cerámica alguna en el procedimiento. Usa una temperatura de hasta 2700ºC.
La patente europea 0 251 634 B81 describe un procedimiento conveniente para la fabricación de los cuerpos cerámicos porosos definidos que tienen celdas con paredes suaves formadas por los primeros poros y por poros con bordes redondeados que interconectan las celdas.
La patente de EE. UU. 5.520.823 se refiere a filtros sólo para aluminio. El aglutinante se obtiene usando vidrio de borosilicato. La cocción se lleva a cabo en aire por lo que se perderá una cantidad considerable de grafito debido a la oxidación causada por el aire. Los filtros usados para la filtración de aluminio se cuecen normalmente a temperaturas de unos 1200ºC mientras que los diseñados para su uso con hierro se cuecen a temperaturas de unos 1450ºC y para acero por encima de 1600ºC.
A pesar de su amplio uso para metales, en particular acero, los filtros cerámicos de filtración de los tipos mencionados anteriormente tienen varios inconvenientes que limitan su aplicabilidad:
1. Los filtros cerámicos, aunque se precalienten, tienden a obstruirse por el enfriamiento de partículas en el primer contacto con el metal fundido. Para prevenir la obstrucción de los filtros, normalmente, se usa metal fundido sobrecalentado que es metal a una temperatura de alrededor 100ºC por encima de la temperatura del líquido. Esta práctica es poco económica en cuanto al consumo de energía y al coste, por lo que cualquier procedimiento que reduzca la temperatura del metal fundido es de gran provecho. En la patente europea 0 463234 B1 se ha propuesto la aplicación de recubrimientos de carbono en la superficie de los filtros cerámicos de la técnica anterior para reducir la concentración térmica de la parte que se pone en contacto directo con el metal fundido. Asimismo, en la patente europea 0 463 234 B1 se ha propuesto un material de termita de reactividad exotérmica aplicado a una superficie del filtro cerámico recubierta de carbono. Esta última solución, si bien reduce la temperatura necesaria para el flujo de metal fundido, se añade al coste de producción de los filtros y limita muy estrechamente su aplicabilidad ya que el recubrimiento de termita tiene que estar de acuerdo con el tipo de metal fundido con el que se usa. En todo caso, tanto el recubrimiento de carbono como el de termita sirven para superar el inconveniente de la alta concentración térmica de los filtros cerámicos sin que se solucionen los retos de otros varios inconvenientes.
2. Los aglutinados de tipo cerámico y vítreo tienden a ablandarse y a alargarse gradualmente a altas temperaturas, lo que da lugar frecuentemente a la erosión del filtro y a la posterior contaminación de la fundición.
3. El agrietamiento debido al choque térmico o a la corrosión química (reductiva) de la fundición de metal caliente es un problema que se encuentra asociado con frecuencia a los filtros de aglutinado de cerámica y vidrio.
4. La necesidad de temperaturas de cocción extremadamente altas, especialmente en el caso de cerámicas diseñadas para la filtración de acero, es un inconveniente grave de los filtros cerámicos convencionales que es incluso peor cuando se considera la necesidad de materia prima cerámica de alto coste.
5. Además, el uso de zirconia, con su trasfondo de radiación relativamente fuerte, es peligroso y se debe evitar.
6. Los filtros de zirconia de gran tamaño son de producción difícil debido a su gran contracción durante le cocción.
7. El quemado de la espuma de poliuretano durante el procedimiento de fabricación de filtros de espuma produce contaminación medioambiental por gases peligrosos.
La solicitud de patente europea copendiente EP-A1-1288178, presentada el 01 de septiembre de 2001, se refiere a un filtro cerámico adecuado para la filtración de metal fundido que comprende una red aglutinada de carbono grafitado. Las cerámicas con aglutinado de carbono, en general, son débiles y presentan una baja resistencia mecánica. Los filtros de aglutinado de carbono de acuerdo con esta referencia tienen una resistencia mecánica limitada que causa problemas durante el transporte y el uso y limitan la capacidad del filtro en cuanto a la resistencia de la presión del metal fundido sobre el mismo.
Asimismo, estos filtros son fragmentables y tienden a romperse en pequeños fragmentos que se caen en el molde antes de que la fundición cause la contaminación de la colada.
La solicitud copendiente de patente europea
02 012 031, presentada el 31 de mayo de 2002, se refiere a un filtro de aglutinado de carbono que está reforzado por la presencia de fibras cerámicas, fibras de vidrio, fibras orgánicas, fibras de carbono, fibras metálicas y mezclas de las mismas.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proveer un dispositivo 1 de filtración para metal, que supera las desventajas de los tipos mencionados anteriormente. En particular, los puntos 1. a 3. mencionadas anteriormente. También, un objetivo de la presente invención es proveer un filtro con eliminación de pequeños fragmentos mejorada, interrupción mejorada del flujo de metal fundido, en particular acero, de fabricación más económica sin limitación por tamaño. La fabricación de este tipo de filtro sería más respetuoso con el medio ambiente evitando el quemado de la espuma de poliuretano.
En una primera realización, la invención se refiere a un dispositivo 1 de filtración que comprende una red aglutinada de carbono grafitado para metal fundido, en particular acero, caracterizándose la filtración por la presencia de al menos dos placas 2, 4 teniendo cada una de las placas una superficie (6, 6a) ondulada (picos y depresiones) y un bastidor (5, 5a) sobresaliente estando unidas entre sí dichas placas de cribado separadas entre sí que proporcionan una cámara 7 de depósito.
La figura 1 es una vista desde arriba de un dispositivo 1 de filtración de acuerdo con la presente invención. El dispositivo 1 tiene geometría cuadrada, sin embargo, se puede hacer con cualquier otra geometría tal como rectangular, circular, etc. La placa 2 de cribado superior y la placa 4 de cribado inferior (no se muestra) contienen una serie de orificios 3 que permiten la filtración del metal fundido, en particular acero. Las placas 2, 4 de cribado son el paso hacia/desde una cámara 7 de depósito que reduce la velocidad del flujo de metal fundido unificando los flujos individuales resultantes de la serie de orificios y dividiendo de nuevo la admisión del depósito en la cámara 7 en una serie de flujos individuales de metal fundido, en particular acero, que pasan a través de la placa de cribado inferior.
La figura 2 es una sección transversal del dispositivo 1 de filtración de acuerdo con la figura 1. Las dos placas 2, 4 de cribado están situadas separadas entre sí. La distancia entre las placas 2, 4 de cribado está estipulada por cada bastidor 5, 5a y asegura que las superficies 6, 6a interiores de las placas 2, 4 de cribado enfrentadas entre sí no están en contacto entre sí, en particular durante el uso del dispositivo 1 de filtración para metal fundido, en particular acero. La conexión entre los dos bastidores 5, 5a se puede establecer, por ejemplo, para un aglutinado de cerámica o de carbono a alta temperatura. Aunque la figura 2 ilustra la presencia de dos placas 2, 4 de cribado cuyas superficies 6, 6a interiores están enfrentadas entre sí, la placa 2 de cribado inferior o la placa 4 de cribado superior se puede adaptar de manera que el bastidor 5, 5a de una placa 2, 4 de cribado esté unido directamente al siguiente a condición de que al menos esté presente una cámara 7 de depósito. De la misma manera, se pueden combinar tres o más placas 2, 4 de
cribado.
Las placas 2, 4 de cribado contienen varios orificios pasantes que no tienen que estar necesariamente en la dirección directa del flujo como los orificios 3 y 3a. Por ejemplo, los orificios pasantes 3b y 3c están espaciados lateralmente y no permiten un flujo directo del metal fundido. La placa 2 de cribado tiene una superficie 6 ondulada (picos y depresiones) con una gran irregularidad superficial o rugosidad superficial que actúa incrementando el tiempo de permanencia del metal fundido, por ejemplo acero, en el espacio (cámara de depósito) entre la primera y la segunda placas 2, 4 de cribado, e incrementando también el área de la superficie del filtro. Dicha superficie 6, 6a ondulada se puede hacer por compresión con las herramientas de acero usadas para prensar los filtros.
La figura 3 ilustra la rugosidad de la superficie 6, 6a de una placa 2, 4 de cribado con una serie de picos y depresiones. Las superficies 6, 6a interiores de las dos placas 2, 4 de cribado están onduladas mientras que las superficies exteriores de las dos placas 2, 4 de cribado pueden estar onduladas aunque esto puede de contribuir a la complejidad de las herramientas de prensado.
La figura 4 ilustra un dispositivo de filtración realmente similar al de la figura 1. Sin embargo, las superficies 6, 6a interiores de la cámara 7 de depósito no están onduladas sino que tiene una geometría tridimensional definida similar a montes y valles que produce el mismo efecto de reducción de la velocidad del flujo de metal fundido, en particular acero, que pasa por los orificios 3, 3a, 3b.
La figura 5 ilustra una vista desde arriba de una placa 2, 4 de cribado representada en la figura 4.
El dispositivo 1 de filtración se puede hacer con cualquier material conocido comúnmente en el campo de la filtración de metales fundidos tales como alúmina, sílice, zirconia, magnesia, arcilla, mica, pirofilita, mullita o cualquier otro material usado en la técnica de la fabricación de cerámica. Preferiblemente, el dispositivo 1 de filtración está hecho de material cerámico, en particular de un material cerámico que contiene una red de carbono grafitado y, opcionalmente, que contiene fibras. Sin embargo, el uso de un material sin cerámica tiene la ventaja de una mejor reutilización porque el metal fundido no se contamina con el material cerámico.
El término "grafitable" significa que el aglutinado de carbono obtenido por pirolisis del precursor del carbono se puede convertir en un aglutinado similar a grafito a una alta temperatura en ausencia de aire. El carbono grafitable se distingue del carbono vítreo por el hecho de que es imposible convertir carbono vítreo en un aglutinado similar al grafito sin que importe lo alta que haya sido la temperatura a la que fue calentado.
El aglutinado de carbono de este tipo presenta las siguientes características convenientes:
- Producción significativamente más económica.
- La cocción se puede realizar a una temperatura mucho más baja con el fin de desarrollar la red de aglutinado de carbono plenamente a partir del precursor del aglutinado de carbono. En general, los filtros tienen que ser cocidos a una temperatura en el entorno de 500ºC a 1000ºC.
- Es necesario un supercalentamiento significativamente más bajo.
- Baja concentración térmica.
- Mejor resistencia al choque térmico.
- Sin contaminación.
El dispositivo 1 de filtración de acuerdo con la presente invención presenta una concentración térmica relativamente baja. Una consecuencia de esto es que no es necesario sobrecalentar el metal a filtrar, en concreto el acero, lo que reduce el consumo de energía.
El añadido de hasta un 20% en peso de fibras a las instrucciones de filtración contribuye a una mejora significativa en la realización de los filtros. La mejora se debe principalmente al incremento de la resistencia mecánica, a la rigidez mejorada, a la mayor resistencia al impacto y a un choque térmico mejor. La mejora se manifiesta en el incremento de la capacidad de filtración, en la mejor integridad física y en menos contaminación de la colada de acero. Asimismo, debido al incremento de la resistencia mecánica debido al uso de fibras, el peso total del filtro se puede reducir lo que tiene como consecuencia la reducción de costes y la eficiencia mejorada del filtro.
Debido a la notable resistencia mecánica del aglutinante de carbono en combinación con fibras a alta temperatura no puede tener lugar ablandamiento o doblado alguno durante el procedimiento de colado del metal. Esto contribuye a una colada de metal aún más limpia.
Los dispositivos de filtración de aglutinado de carbono grafitable que contienen fibras de acuerdo con la presente invención ofrecen las siguientes ventajas en comparación con los filtros de aglutinado de carbono vítreo:
- Alta resistencia a la oxidación
- Alta resistencia mecánica
- Alta resistencia al impacto.
- Baja microporosidad
- Baja superficie específica
- Flexibilidad estructural
- Comportamiento no quebradizo
- Uso económico.
Tradicionalmente, se añaden fibras a los materiales cerámicos y a los compuestos con el fin de mejorar la resistencia mecánica y dar rigidez a los artículos. Estas fibras pueden ser bien fibras metálicas, fibras orgánicas tales como fibras de poliéster, fibras de viscosa, fibras de polietileno, fibras de poliaquilonitrilo (PAN), fibras de aramida, fibras de poliamida, etc., o fibras de cerámica tales como fibras de silicato de aluminio, fibras de alúmina o fibras de vidrio, o fibras de carbono con el 100% de carbono. Todos estos tipos de fibras se usan en diferentes grados en cerámica para obtener ventajas añadidas a las propiedades de la cerámica, tales como alta resistencia mecánica, alta resistencia al impacto y mejor choque térmico.
El añadido de dichos tipos de fibras a los filtros de aglutinado de carbono de la técnica anterior produce una mejora significativa en la resistencia mecánica de los filtros así como una mejora en la resistencia al impacto y al choque térmico. La resistencia podría ser doble como consecuencia del uso de fibras. También aumentan, consecuentemente, la resistencia al impacto y la resistencia al choque térmico. Como consecuencia, el dispositivo de filtración ahora puede, al menos, duplicar su capacidad de filtración. Por ejemplo, un filtro de carbono hecho con una sola placa 2 de cribado de 100 mm x 100 mm x 20 mm que tenga una capacidad normal de 100 kg de filtración de acero, el mismo dispositivo 1 de filtración duplicado por dos placas 2, 4 de cribado tiene una capacidad para filtrar 200 kg de acero. Además la corriente de metal fundido es mucho más amplia al salir del dispositivo 1 de filtración y, por lo tanto, su velocidad es menor.
Para obtener el rendimiento óptimo del carbono grafitado que constituye la red aglutinada de acuerdo con la presente invención, el carbono grafitado debe estar presente en una cantidad de hasta el 15% del peso del filtro, preferiblemente hasta el 10% del peso, aún más preferido en una cantidad de entre al menos el 2% del peso y hasta el 5% del peso.
En una realización posterior de la presente invención los dispositivos de filtración de acuerdo con la presente invención se producen mediante un procedimiento que comprende las etapas de:
a) compresión de una mezcla semihúmeda que comprende polvo cerámico y, opcionalmente un precursor de aglutinante grafitable, fibras y otros aditivos, en una prensa hidráulica para obtener una placa 2, 4 de cribado perforada en forma de disco con un bastidor 5, 5a sobresaliente, con una superficie 6, 6a ondulada con picos y depresiones o colinas y valles en al menos una de las superficies 6, 6a de la placa 2, 4 de cribado,
b) unión de dos placas 2,4 de cribado entre sí usando un aglutinante de cerámica o de carbono de manera que se forme un espacio (cámara de depósito) entre las dos placas 2, 4 de cribado y
c) cocción del filtro ensamblado en atmósfera reductora o no oxidante a una temperatura de hasta 1000ºC, preferiblemente entre 600ºC y 700ºC.
En un procedimiento alternativo, las placas 2, 4 de cribado primero se cuecen separadamente y posteriormente unidas entre sí.
La rugosidad de la superficie 6 interior de las placas 2, 4 de cribado se puede obtener fresando una superficie lisa o imprimiendo directamente la geometría rugosa o la geometría deseada con un troquel que permita un estriado o diferencia de altura entre los picos y las depresiones (colinas y valles), colinas y valles de al menos 0,1 mm a 10 mm, en particular 1 mm a 5 mm.
Ejemplos Ejemplo 1
Se usó betún mineral como betún con punto de fusión alto (HPM) grafitable que tiene una temperatura de transición a vidrio de 210ºC, un valor de cocido del 85%, un valor de cenizas del 0,5% y que está disponible comercialmente como polvo fino.
Se preparó una mezcla de 50 g fibras cerámicas de silicato de aluminio, 70 g de dicho polvo de betún con punto de fusión alto, 900 g de polvo cerámico (alúmina calcinada), 100 g de polvo de grafito, 20 g de aglutinante de PVA y 60 g de agua en un mezclador Hobart o Eirich. El objeto del proceso de mezclado fue hacer una mezcla semihúmeda y homogénea. Se depositó un peso predeterminado de la mezcla en un molde de acero que contenía pasadores verticales en la parte inferior y una superficie 6, 6a ondulada (picos y depresiones) en la parte superior de la herramienta de compresión. La compresión de la mezcla produjo una placa 2, 4 de cribado perforada con bastidor 5, 5a sobresaliente, superficie plana en un lado y superficie 6, 6a ondulada en el otro.
Después de comprimir cada dos placas 2, 4 se unieron entre sí de manera tal que las dos superficies 6,6a onduladas quedaron enfrentadas entre sí creando, consecuentemente, un espacio de cámara de depósito entre las mismas.
Posteriormente, se coció el filtro resultante en una atmósfera inerte a una temperatura en el entorno de 600ºC a 900ºC durante 20 a 120 minutos con una velocidad de calentamiento en el entorno de 1ºC/min. a 10ºC/min.
Se usó el dispositivo 1 de filtración perforado con aglutinado de carbono grafitable reforzado en una prueba de campo para filtrar acero fundido. Se observó que el dispositivo 1 de filtración no requería metal fundido extracaliente ya que generó una cantidad de calor en el contacto del metal fundido con el filtro que fue suficiente para mantener el flujo de acero fundido durante la filtración. Esto fue debido a la reacción exotérmica de la superficie del filtro y del acero fundido. Asimismo, el dispositivo 1 de filtración no sufrió choque térmico o distorsión durante la prueba. Estas ventajas abren la puerta a la filtración mejorada, económica y eficiente de la colada de acero.

Claims (11)

1. Dispositivo (1) de filtración para la filtración de acero fundido que tiene una red aglutinada de carbono grafitado, que contiene al menos dos placas (2, 4) de cribado, teniendo cada una de las placas una superficie (6, 6a) ondulada (picos y depresiones) y un bastidor (5, 5a) sobresaliente estando unidas entre sí dichas placas para formar un espacio o cámara de depósito.
2. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una de las superficies (6, 6a) de dichas placas (2, 4) de cribado enfrentadas entre sí tiene una ondulación superficial en el entorno de 0,1 mm a 10 mm, en particular 1 mm a 5 mm.
3. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los orificios (3, 3a) pasantes de las respectivas placas (2, 4) de cribado están espaciadas lateralmente entre sí.
4. Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el diámetro de los orificios (3, 3a) pasantes de las respectivas placas (2, 4) de cribado están en el entorno de 1 a 10 mm, en particular 2 a 5 mm.
5. Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la geometría de los orificios (3, 3a) pasantes de dichas placas (2, 4) de cribado es circular, elíptica, triangular, cuadrada, rectangular, pentagonal o exagonal.
6. Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la geometría de cada una de las placas (2, 4) de cribado es
idéntica.
7. Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el filtro está hecho de materia prima cerámica, en particular hecho de material cerámico que comprende una red de carbono grafitado y, opcionalmente, fibras de refuerzo.
8. Un procedimiento para producir un dispositivo (1) de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende las etapas de
a) compresión de una mezcla semihúmeda que comprende polvo cerámico y un precursor de aglutinante grafitable, fibras y otros aditivos en una prensa hidráulica para obtener una primera y una segunda placas (2, 4) de cribado perforadas en forma de disco con un bastidor (5, 5a) sobresaliente, con una superficie (6, 6a) ondulada (picos y depresiones) de al menos una de las superficies (6, 6a) interiores de la placa (2, 4) de cribado,
b) unión de dichas dos placas (2, 4) de cribado entre sí mediante el bastidor (5, 5a) sobresaliente usando un aglutinante cerámico o de carbono de manera que se forma un espacio o cámara (7) de depósito entre las dos placas (2, 4) y c) cocción del dispositivo (1) de filtración ensamblado en una atmósfera reductora o no oxidante a una temperatura de hasta 1000ºC, preferiblemente entre 600°C y 700°C.
9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 caracterizado porque la superficie (6, 6a) se ondula en una etapa adicional antes o después de la cocción de la placa (2, 4) de cribado.
10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque dicha mezcla semihúmeda contiene un precursor de aglutinante de carbono grafitable, polvo cerámico y otros aditivos.
11. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque dicho precursor se cuece a una temperatura en el entorno de 500ºC a 2000ºC, en particular 500ºC a 1000ºC.
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