JP4355654B2 - 溶融鋼濾過用フィルター装置 - Google Patents

溶融鋼濾過用フィルター装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4355654B2
JP4355654B2 JP2004508984A JP2004508984A JP4355654B2 JP 4355654 B2 JP4355654 B2 JP 4355654B2 JP 2004508984 A JP2004508984 A JP 2004508984A JP 2004508984 A JP2004508984 A JP 2004508984A JP 4355654 B2 JP4355654 B2 JP 4355654B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
ceramic
carbon
fibers
filter device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004508984A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006512209A (ja
Inventor
ジュマ,カシム
Original Assignee
ベスビウス クルーシブル カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ベスビウス クルーシブル カンパニー filed Critical ベスビウス クルーシブル カンパニー
Publication of JP2006512209A publication Critical patent/JP2006512209A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4355654B2 publication Critical patent/JP4355654B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/116Refining the metal
    • B22D11/119Refining the metal by filtering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/03Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements self-supporting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/50Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D29/56Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in series connection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/086Filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • B22D43/001Retaining slag during pouring molten metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

本発明は、溶融鋼濾過用フィルター装置及びその製造方法に関する。
溶融金属、特に鋼の処理には、外因性金属間介在物、例えば、原料の不純物からの介在物、スラグ、ドロス、及び溶融物の表面に形成される酸化物からの介在物、並びに金属溶融物を形成するチャンバー又は容器を形成するのに使用される耐火材料の小断片からの介在物を除去することが望ましい。
これらの介在物を除去することにより、とりわけ鋼、鉄及びアルミニウム金属の鋳造において高品質の製品が確実に得られる均一溶融物を得ることができる。現在のところ、極めて大きな熱衝撃に非常に良好に耐え、化学的腐食に耐え、かつ機械的応力に耐えることができることから、セラミックフィルターが広く使用されている。
このようなセラミックフィルターを製造する際、一般的にセラミック粉末を好適な有機バインダー及び水と混合してペースト又はスラリーを調製することがおこなわれる。このスラリーを使用してポリウレタンフォームに含浸させ、含浸ポリウレタンフォームを、乾燥し、1000〜1700℃の温度範囲で焼成する。この処理により、燃焼性材料が焼結中に焼失して多孔体が生成する。例えば、米国特許第2,460,929号及び同第2,752,258号に、一般的な手順が記載されている。
また、開口気孔フィルターは、不規則な連続通路がランダムに分布する代わりに、一般的に湿ったセラミック粉末と有機バインダーを垂直ピンを有する金型に液圧により圧入することにより製造される材料を通過する一連の平行ダクトから構成されている。このように、有孔構造が得られる。この有孔構造は、ディスク状でも、ブロック状でもよい。この有孔物品を、次に、最終用途に応じて1000〜1700℃の温度範囲で焼成して有孔ディスクを得る。焼成中、セラミック及び/又はガラス状結合が生じる。
米国特許第4,721,567号は、溶融金属の鋳造に使用するセラミック注入フィルターに関する。このフィルターは、多数の密集した開口部を備えた要素を備えている。これらの要素は、それらの間に濾過キャビティーを形成している。これらの開口は、一つの要素の開口から流れ出る金属が、次の要素の開口に入る前に絞りを通過するようにジグザグとなっている。この特許は、高サーマルマス、熱衝撃の影響を受けやすい、クリープ及び熱劣化の全ての欠点を有するセラミックフィルターを記載している。フィルターは、互いに接合していない2つ以上の別個の部分からなる。フィルターを最終的に組み立てるときにできる層間の空間又はチャンバーがない。また、穴の間の空間だけでなく穴径についての規定もある。このフィルターは、特に数多くの欠点を有するために、製造が高価である。
米国特許第6,216,768B1号は、一方での材料を処理するインサートによりカバーされない領域に位置する瀘板における自由穴の数の、他方での瀘板における穴の総数に対する比に関し、この比が、10%以上及び/又は75%以下である。このフィルターは、特に鉄鋳造用に設計されている。これは、鉄鋳に好適でしかない。また、これは、ツーピースとして未接合状態で供給され、鋳造の場所でカスタマーにより組立られる。また、これは、セラミック製であり、キャスケットが両半分の間に配置されている。
米国特許第5,785,851号は、溶融金属用の網状セラミックフィルターを記載している。このフィルターは、入口表面を有する入口部分と、この入口部分と隣接している中間ボディ部分と、出口面を有する出口部分を備えている。この入口面は、上面及び下面と非平面であり、入口面に供給される溶融金属のための実質的な接触領域が得られる。この特許は、フォームフィルターに関し、フォームの表面が多少改良されている。上有孔プレートは、プレフィルターとしての役割を果たすフォームフィルターの上に配置してもよい。実際には、このフィルターは、鋳造中に金属が過剰に冷えるので正常に機能しない。これは、金属が、セラミックフィルターだけでなく、セラミックプレフィルターも通過しなければならないからである。また、この特許は、プレフィルターをフォームフィルターに接合するのに、どんな種類の機構を使用するかについて説明していない。
さらに、国際公開第01/40414号A1は、多孔質コール系材料に関する。この材料は、密度約0.1g/cm3〜約0.6g/cm3を有し、「金型」に小石炭粒子を入れ、非酸化性雰囲気下で制御加熱に附することにより製造される。これにより好ましくはほぼネット形状で製造された多孔質製品は、機械加工し、接着し、さもなければ加工して多種多様な低コスト、低密度製品とするか、又はその形状をフィルター、断熱材又は絶縁材等として使用される。これらの多孔質製品は、さらなる処理をしなくても、最大約6000psiの圧縮強度を示す。前記多孔質製品をさらに炭化又は黒鉛化すると、導電体又は熱導体として使用することができる製品が得られる。また、この特許は、ほとんどが密集し且つランダムな細孔を有するフォームに関する。鋼製金型を使用するのに限界があるため、このフォームを大量生産するのは困難である。記載されている唯一の濾過用途は、アルミニウム金属のみであり、且つこのフォームの製造には、制御された圧力と雰囲気が必要である。この特許では、金型内の圧力を調整して有孔構造を得ている。また、この場合の気孔は、完全には開口していない。濾過の使用についてのクレームは、数多くの使用のうちの一つであり、フィルターがいままで実際に金属の濾過に使用されたことを示すものはなにもない。また、このようなフィルターは、鋼の濾過に使用するのに強度が低いために、濾過する金属としてアルミニウムのみが述べられている。この特許は、セラミックを用いないカーボンフィルターのみを記載している。フィルターの製造方法は、金型内部の圧力を調整することに基づいている。この方法は、制御するのが困難である。
米国特許第4,395,333号は、溶融金属を濾過するための装置に使用される改善されたフィルター要素、及びこのようなフィルター要素の製造方法を記載している。この装置は、フィルター要素がとりつけられた濾過容器からなる。この発明の一実施態様によれば、この改善されたフィルター要素は、フィルター装置を使用する前に金属で予め濡らす。この発明の第二の実施態様によれば、この改善されたフィルター要素を、一つ以上の強化部材で強化する。この改善されたフィルター要素は、種々の設計のフィルター容器に使用することができる。このフィルターは、アルミニウム専用である。これは、セラミック製であり、セラミック構造により強化される。この特許の主要な目的は、アルミニウム濾過に使用中のフィルターの機械的一体性を改善することである。
欧州特許出願公開第0490371号A2は、粒子を含有する溶融アルミニウムを処理して溶融アルミニウムから粒子を除去する方法に関する。この方法では、溶融アルミニウムを、第一表面を有する第一リジッドフィルター媒体を通過させて粒子の一部分を除去し、前記粒子をフィルターケーキとして前記第一表面に集める。粒子は、前記表面から、フィルターケーキを気泡と接触させることにより除去できる。前記溶融アルミニウムを第二リジッドフィルター媒体を通過させることにより、第一媒体により除去された粒子よりも一般的に小さいサイズの粒子をそこから除去する。溶融金属を濾過するのに有用な装置は、リジッド粗フィルターと、リジッド微細フィルターとを含む。この特許は、アルミニウムの濾過専用である。これらの2つのフィルターは、両方ともセラミックフォームフィルターであり、いっしょには接合しない。
米国特許第4,514,346号は、フェノール樹脂を珪素と高温で反応させて炭化珪素を形成している。これには、カーボン結合が関与していない。この特許は、多孔性炭化珪素の製造しか記載していない。炭化珪素を得るのに、1600℃を超える温度が使用される。このプロセスは、非水系である。このプロセスから得られた気孔は、閉鎖気孔であり、開口気孔を必要とする濾過には使用できない。
英国特許第970591号は、高密度低透過性黒鉛物品の製造について記載している。ここでは、水ではなく、有機溶媒、すなわち、フルフリルアルコールを溶媒として使用している。ピッチ状バインダーを25%使用し、セラミックを使用していない。最終加熱は、2700℃超でおこなう。気孔は、開口気孔ではなく閉鎖気孔である。
米国特許第3,309,433号は、高密度黒鉛の製造方法を記載している。ここでは、核用途用の高密度黒鉛物品を得るための手段としてホットプレスが使用されている。また、黒鉛を結合させるのにジベンゾアントロンと称される特殊な材料が使用されている。これには、金属の濾過分野においては、何ら有用な用途はない。また、このプロセスでは、セラミックは使用されず、また、最大2700℃の高温を用いている。
欧州特許第0251634号B1は、気孔形成剤により形成された壁が平滑な気泡を有する規定された多孔性セラミック体の製造に好適な方法、及び気泡を相互接続する丸いエッジの気孔を記載している。
米国特許第5,520,823号は、アルミニウム専用のフィルターに関する。ホウケイ酸ガラスを用いて、結合をしている。また、焼成を空気中でおこなっており、かなりの量の黒鉛が、空気による酸化により損失するであろう。アルミニウムの濾過で使用されるフィルターは、通常約1200℃で焼成され、一方、鉄の使用を意図しているものは、1450℃の温度で焼成し、鋼については、1600℃を超える温度で焼成する。
上記した種類の濾過セラミックフィルターは、金属、特に鋼用に広く使用されているにもかかわらず、それらの適用性を制限するいくつかの欠点がある。
1.セラミックフィルターは、予備加熱しても、粒子が溶融金属と最初に接触したときにフリーズすることにより目詰まりを生じやすい。このため、通常、液相線温度より約100℃高い温度の金属である過熱溶融金属を、鋳造に使用して、フィルターの目詰まりを防止する。これを実行するのは、エネルギーとコストの面で極めて無駄が多く、溶融金属の処理温度を低下させるいかなる改良も、非常に有利である。従来技術では、セラミックフィルターの表面にカーボンコーティングを適用して、溶融金属と直接接触する部分の熱質量を減少させていた。
また、発熱反応性サーマイト材料を、セラミックフィルターのカーボンをコーティングした表面に適用したものが、欧州特許第0463234号B1において提案されている。後者の溶液は、溶融金属を流動させるのに必要な温度を低下させる一方で、フィルターの製造コストを増加させ、且つサーマイトコーティングは溶融金属の種類に応じたものでなければならないので、その適用性が極めて狭く限定される。
いずれにしても、カーボンとサーマイトコーティングの両方が、セラミックフィルターの高熱質量の欠点を克服するのに役立つが、いくつかのさらなる欠点についての課題を満たしていない。
2.セラミック及びガラス型結合は、高温で軟化し、変形して、フィルターが腐食し、続いて溶融物が汚染されることが頻繁におこりやすい。
3.熱金属溶融物による熱衝撃又は化学的(還元)腐食で生じる亀裂は、セラミック及びガラス結合フィルターでしばしば見られる問題である。
4.とりわけ鋼の濾過を意図しているセラミックの場合において必要な極めて高い焼成温度は、さらに悪いことにコストの高いセラミック原料が必要であることを考えると、従来のセラミックフィルターの重大な欠点である。
5.さらに、バックグランド放射線が比較的強いジルコニアを使用することは、危険であり、避けなければならない。
6.大きなサイズのジルコニアフィルターは、焼成中に大きく収縮するため、製造するのが困難である。
7.フォームフィルターの製造プロセス中にポリウレタンフォームが燃えるために、有害ガスによって環境が汚染される。
同時係属欧州特許出願第01121044号(出願日:2001年9月1日)(引用することにより全て本明細書の内容とする)は、溶融金属の濾過に好適なセラミックフィルターに関する。このセラミックフィルターは、黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む。カーボン結合セラミックは、一般的に弱く、機械強度が低い問題がある。この文献によるカーボン結合フィルターは、機械強度が限られており、輸送及び使用中に問題を生じ、且つそれにかかる溶融金属の圧力に耐えるフィルターの能力が限られたものとなる。
また、これらのフィルターは、脆く、壊れて粉々になり、鋳造前に金型に落ちて、鋳物の汚染を生じやすい。
同時係属欧州特許出願第02012031号(出願日:2002年5月31日)(引用することにより全て本明細書の内容とする)は、カーボン結合フィルターに関する。このカーボン結合フィルターは、セラミック繊維、ガラス繊維、有機繊維、カーボン繊維、金属繊維及びそれらの混合物により強化される。
したがって、本発明の目的は、金属用フィルター装置1、特に鋼濾過装置を提供することであり、スラグの除去の改善、溶融金属流れの破壊の改善がなされ、特に鋼の製造コストが低く、サイズの制限もない。このようなフィルターの製造は、ポリウレタンフォームが燃えるのを避けることによりより環境に優しいものとなる。
本発明の第一の実施態様によれば、黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む溶融金属、特に鋼濾過用フィルター装置1において、少なくとも2つの瀘板2、4が互いに間隔をあけて存在することにより、リザーバチャンバー7が形成されていることを特徴とする装置1が提供される。
図1は、本発明によるフィルター装置1の上面図である。この装置1は、正方形の形状をしているが、長方形、円形等の他の形状であってもよい。上瀘板2と下瀘板4(図示していない)には、一連の穴3が設けられており、溶融金属、特に鋼が濾過できるようになっている。瀘板2、4はリザーバチャンバー7を形成して、溶融金属の流速を減少させる。これは、一連の穴3からの単一の流れを一つのまとまりとし、下瀘板を通過させることによりリザーバチャンバー7のコンテストを分割して再び溶融金属、特に鋼の一連の流れを単一流とする。
図2は、図1によるフィルター装置1の断面図である。2つの瀘板2、4が、互いに間隔をあけて位置している。瀘板2、4の間の距離は、各フレーム5、5aにより、互いに対向する瀘板2、4の内面6、6aが、特に溶融金属、特に鋼の濾過にフィルター装置1を使用している間に互いに接触しないように規定される。これらの2つのフレーム5、5aの間の接合は、例えば、高温度セラミック又はカーボン結合によりおこなうことができる。図2は、互いに内面6、6aが対向するように2つの瀘板2、4が設けられていることを示しているけれども、下又は上の瀘板2、4を、少なくとも一つのリザーバチャンバー7が存在することを条件に、一つの瀘板2、4のフレーム5、5aが次のものに直接結合されるように裏返すことはできる。同様に、3つ以上の瀘板2、4を組み合わせることができる。
瀘板2、4は、必ずしも穴3及び3aのように直接の流れ方向でなくてもよいいくつかのスルーホールを有している。例えば、スルーホール3b及び3cを、横方向に間隔をあけて設け、溶融金属が直接流れないようにしている。上瀘板2は、表面の凹凸又は表面粗さが大きい波形表面6(山と谷)を有している。これらの波形表面は、第一及び第二瀘板2、4の間の空間(リザーバチャンバー)における溶融金属、例えば、鋼の滞留時間を増加させる役割、さらには、フィルターの表面積を増加させる役割を果たす。上記波形表面6、6aは、フィルターをプレスするのに使用される鋼ツールでの型押により作製できる。
図3は、一連の山と谷による瀘板2、4の表面6、6aが粗いことを示している。2つのプレート2、4の内面6、6aは、波形とされ、一方、2つの瀘板2、4の外表面は、波形とすることができるが、プレスツールが複雑になることがある。
図4は、図1と極めて類似したフィルター装置を示す。しかしながら、リザーバチャンバー7の内面6、6aは、粗くなく、丘と谷のような規定された三次元形状を有しており、溶融金属、特に鋼が穴3、3a、3bを通過する速度を低下させる同様な効果が得られる。
図5は、図4に示す瀘板2、4の上面図である。
フィルター装置1は、いずれの材料から作製してもよい。一般的に溶融金属を濾過する分野で公知のものとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、マグネシア、クレー、マイカ、パイロフィライト、ムライトがあげられ、又はセラミック製造の技術分野で使用される他の材料でもよい。好ましくは、フィルター装置1は、セラミック材料、特に黒鉛化カーボンのネットワークを含み、必要に応じて繊維を含有するセラミック材料から作製される。しかしながら、セラミックを含まない材料を使用することには、セラミック材料により溶融金属が汚染されないので、再利用性が向上する利点がある。
用語「黒鉛化性」は、カーボン前駆体の熱分解により得られるカーボン結合を空気の不存在下でより高温に加熱したときに黒鉛様結合に転化できることを意味する。黒鉛化性カーボンは、ガラス状カーボンとは、ガラス状カーボンはどんなに高温に加熱されても黒鉛様結合には転化されない点で異なる。
この種類のカーボン結合は、以下の有利な特徴を示す:
−顕著に安価に生成できること。
−カーボン結合前駆体から完全炭素結合ネットワークを生じさせるために必要な焼成温度は、はるかに低い。一般的に、フィルターは、500℃〜1000℃の範囲の温度で焼成する必要がある。
−顕著により低い過熱が必要とされる。
−低サーマルマス。
−向上した耐熱衝撃性。
−汚染がない。
本発明によるフィルター装置1は、比較的低いサーマルマスを示す。この結果、濾過する金属、特に鋼を過熱する必要がなく、エネルギー消費量が減少する。
フィルターの製造において20質量%以下の繊維を添加することにより、フィルターの性能が顕著に改善されることを見出した。この改善は、主に機械強度の増加、剛さの改善、耐衝撃性の向上及び熱衝撃の向上によるものである。この改善は、濾過処理能力の向上、機械的結着性の向上及び鋳鋼の汚染の減少により明らかとなる。また、繊維の使用による機械強度の増加により、フィルターの全体の質量を減少させることができ、コストが減少し、且つフィルターの効率が改善される。
繊維を組み合わせたカーボン結合の機械強度は高温で顕著となるため、金属鋳造のプロセス中に軟化や曲がりは生じない。これにより、さらに清浄な金属鋳造物が得られる。
本発明による繊維を含む黒鉛化性カーボン結合フィルター装置には、ガラス状カーボン結合フィルターに対して以下の利点がある:
−高耐酸化性
−高機械強度
−高耐衝撃性
−低微細孔性
−低比表面積
−構造的可撓性
−非脆性挙動
−経済的使用
従来から、機械強度を改善し且つ製品に剛さを付与するために、繊維をセラミック及び複合材料に添加している。これらの繊維は、金属繊維、有機繊維、例えば、ポリエステル繊維、ビスコース繊維、ポリエチレン繊維、ポリアクリロニトリル(PAN)繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維等、又はセラミック繊維、例えば、アルミノシリケート繊維、アルミナ繊維又はガラス繊維、又はカーボン繊維(カーボン100%からなる)であることができる。全てのこれらの種類の繊維を、セラミックに種々の異なる程度で使用して、セラミックの特性、例えば、高機械強度、高耐衝撃性及び向上した熱衝撃等の追加の利点を付与する。
従来技術のカーボン結合フィルターにいずれの種類の繊維を添加しても、フィルターの機械強度が顕著に改善するだけでなく、耐衝撃性及び熱衝撃が改善される。強度は、繊維を使用することにより二倍とすることができた。耐衝撃性及び耐熱衝撃性も、それに応じて増加する。その結果、フィルター装置1は、濾過処理能力を少なくとも2倍にすることができる。例えば、100mm×100mm×20mmの大きさの単一の瀘板2から作製したカーボンフィルターは、通常濾過処理能力が鋼100kgである。同じフィルター装置1において2つの瀘板2、4により2倍としたものは、鋼200kgを濾過することができる。さらに、溶融金属の流れは、フィルター装置1を出るときにより広くなるので、より低速となる。
最適な性能を得るために、本発明による結合ネットワークを構成する黒鉛化カーボンの量は、フィルターの15質量%以下でなければならず、好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上且つ5質量%以下である。
本発明のさらなる実施態様によれば、本発明によるフィルター装置は、
a)セラミック粉末及び必要に応じて黒鉛化性結合前駆体、繊維、並びに他の添加剤を含む半湿混合物を、液圧プレスで加圧成形して、突出フレーム5、5aを有するディスクの形状の有孔瀘板2、4であって、内面6、6aの少なくとも一方の面に波形面6、6a(山と谷又は丘と谷)を有する前記瀘板2、4を得る工程と、
b)セラミック又はカーボンバインダーを用いて2つの瀘板2、4を互いに接合して、空間(リザーバチャンバー)が前記2つの濾板2、4の間に形成されるようにする工程と、
c)当該組立フィルターを、還元性又は非酸化性雰囲気中で、1000℃までの温度、好ましくは600℃〜700℃の温度で焼成する工程と、
を含む方法により製造される。
別の方法によれば、瀘板2、4を、最初に別個に焼成し、その後に互いに接合する。
瀘板2、4の内面6の表面粗さは、平滑面を粗面化することによるか、又は所望の粗さ又は形状のものを直接スタンプでプレスして、山と谷(丘と谷)、丘と谷の間のコルゲーション又は高さ差を少なくとも0.1mm〜10mm、特に1mm〜5mmとすることにより得ることができる。
例1
黒鉛化性高融点ピッチ(HMP)として、ガラス転移温度210℃、コーキング値85%、灰分値0.5%であり、微粉末として市販されているコールタールピッチを使用した。
アルミノシリケートセラミック繊維50gと、前記高融点ピッチ粉末70gと、セラミック粉末(か焼アルミナ)900gと、黒鉛粉末100gと、PVAバインダー20gと、水60gとの混合物を、Hobart又はEirichミキサーで調製した。混合プロセスの目的は、半湿及び均一混合物を製造することであった。所定質量の混合物を、鋼製金型(プレスツールの下部に垂直ピンを有し、上部が波形表面6、6a(山と谷))に入れた。混合物を加圧することにより、有孔瀘板2、4が得られた。有孔瀘板2、4は、突出フレーム5、5aを有し、一方の面が平滑であり、他方の面が波形面6、6aであった。
加圧後、各2つのプレート2、4を、互いに接合する。この場合、2つの波形表面6、6aが互いに対向し、したがって、それらの間に空間又はリザーバチャンバーが得られるように接合する。
その後、得られたフィルターを、不活性雰囲気中、600℃〜900℃の範囲で20〜120分間、加熱速度1℃/分〜10℃/分の範囲で焼成した。
繊維強化黒鉛化性カーボン結合有孔フィルター装置1を、溶融鋼を濾過する実地試験に使用した。溶融金属がフィルターと接触したときに溶融鋼を濾過中流動するように保持するのに十分な熱が発生したので、このフィルター装置1では、溶融金属を過熱する必要がないことが分かった。これは、フィルター表面と、溶融鋼との発熱反応によるものであった。また、フィルター装置1は、試験中に、熱衝撃や変形の問題を生じなかった。これらの利点により、鋳鋼の改善された経済的且つ効率的な濾過が可能となる。
本発明によるフィルター装置の上面図である。 図1によるフィルター装置の断面図である。 一連の山と谷により粗い表面を有する瀘板を示す。 図1と極めて類似したフィルター装置を示す。 図4に示す瀘板の上面図である。

Claims (11)

  1. 黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む溶融鋼濾過用フィルター装置(1)であって、少なくとも2つの瀘板(2、4)を備え、その各々が、波形表面(6、6a)(山と谷)と突出フレーム(5、5a)を有し、且つ該瀘板(2、4)の間に空間リザーバチャンバーを形成するように該突出フレーム部で互いに接合されている、装置(1)。
  2. 互いに対向している前記瀘板(2、4)の表面(6、6a)の少なくとも一方が、0.1mm〜10mmの範囲の表面コルゲーションを有することを特徴とする、請求項1に記載の装置(1)。
  3. それぞれの瀘板(2、4)のスルーホール(3、3a)が、互いのスルーホールの軸線に対して横方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置(1)。
  4. それぞれの瀘板(2、4)のスルーホール(3、3a)の直径が、1〜10mmの範囲であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置(1)。
  5. 前記瀘板(2、4)のスルーホール(3、3a)の形状が、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、五角形又は六角形であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置(1)。
  6. 前記瀘板(2、4)の各々の形状が、同一であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置(1)。
  7. 前記フィルターが、セラミック原料からできていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置(1)。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のフィルター装置(1)の製造方法であって、
    a)セラミック粉末及び黒鉛化性結合前駆体、繊維、並びに他の添加剤を含む半湿混合物を、液圧プレスで加圧成形して、突出フレーム(5、5a)を有するディスクの形状の第一及び第二有孔瀘板(2、4)であって、内面(6、6a)の少なくとも一方の面に波形面(6、6a)(山と谷)を有する前記瀘板(2、4)を得る工程と、
    b)セラミック又はカーボンバインダーを用いて前記突出フレーム(5、5a)により2つの瀘板(2、4)を互いに接合して、空間又はリザーバチャンバー(7)が前記2つのプレート(2、4)の間に形成されるようにする工程と、
    c)当該組立フィルター装置(1)を、還元性又は非酸化性雰囲気中で、1000℃以下の温度で焼成する工程と、
    を含む方法。
  9. 前記表面(6、6a)を、前記瀘板(2、4)の焼成前又は焼成後に、別の工程で粗面化することを特徴とする、請求項8に記載の方法。
  10. 前記半湿混合物が、黒鉛化性カーボン結合前駆体、セラミック粉末及び他の添加剤を含有することを特徴とする、請求項8又は9に記載の方法。
  11. 前記前駆体を、500〜2000℃の範囲の温度で焼成することを特徴とする、請求項8〜10のいずれか1項に記載の方法。
JP2004508984A 2002-06-03 2002-10-17 溶融鋼濾過用フィルター装置 Expired - Fee Related JP4355654B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02012189A EP1369190A1 (en) 2002-06-03 2002-06-03 Filter device for molten metal filtration
EP02012189.3 2002-06-03
PCT/EP2002/011626 WO2003101644A1 (en) 2002-06-03 2002-10-17 Filter device for molten steel filtration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006512209A JP2006512209A (ja) 2006-04-13
JP4355654B2 true JP4355654B2 (ja) 2009-11-04

Family

ID=29433095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004508984A Expired - Fee Related JP4355654B2 (ja) 2002-06-03 2002-10-17 溶融鋼濾過用フィルター装置

Country Status (16)

Country Link
US (1) US20050263449A1 (ja)
EP (2) EP1369190A1 (ja)
JP (1) JP4355654B2 (ja)
KR (1) KR100904671B1 (ja)
CN (1) CN1296156C (ja)
AT (1) ATE311266T1 (ja)
AU (1) AU2002340577B2 (ja)
BR (1) BR0215742B1 (ja)
CA (1) CA2486071C (ja)
DE (1) DE60207761T2 (ja)
ES (1) ES2252517T3 (ja)
MX (1) MXPA04012024A (ja)
PL (1) PL204854B1 (ja)
RU (1) RU2288286C2 (ja)
WO (1) WO2003101644A1 (ja)
ZA (1) ZA200409825B (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY138532A (en) * 2000-08-31 2009-06-30 Foseco Int Refractory articles
EP1288178A1 (en) * 2001-09-01 2003-03-05 Carbon Application Technology Ltd. Filter for molten metal filtration and method for producing such filters
EP1369158A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-10 Carbon Application Technology Ltd. Fiber reinforced filter for molten metal filtration and method for producing such filters
US6977058B2 (en) * 2003-03-11 2005-12-20 Porvair Plc Inoculant-strainer with improved filtration effectiveness and inoculant dissolution
TW200719941A (en) * 2005-09-05 2007-06-01 Vesuvius Crucible Co Filter device for molten metal filtration and method for producing such filters
WO2007115275A1 (en) * 2006-04-04 2007-10-11 Vesuvius Crucible Company Graphitized carbon bonded filter with oxidation resistant coating
GB0613001D0 (en) 2006-06-30 2006-08-09 Juma Kassim A A filter
CN101568881A (zh) 2006-12-26 2009-10-28 汤姆逊许可证公司 中间胶片标识符标记
CN101406781A (zh) * 2007-10-08 2009-04-15 济南圣泉集团股份有限公司 一种含有碳涂层的陶瓷过滤器及其制造方法
CN102672108A (zh) * 2012-05-21 2012-09-19 温州瑞明工业股份有限公司 金属液过滤静化装置及其使用方法
WO2016121040A1 (ja) 2015-01-28 2016-08-04 ギガフォトン株式会社 ターゲット供給装置、その処理装置および処理方法
CN105499527B (zh) * 2015-12-11 2017-10-10 西南铝业(集团)有限责任公司 玻布袋空气振动机构
DE102018201577B4 (de) * 2017-02-03 2020-02-06 Technische Universität Bergakademie Freiberg Verfahren zur Herstellung eines Metallschmelze-Hybrid-Filters und keramischer Metallschmelze-Hybrid-Filter
CN107824763A (zh) * 2017-11-09 2018-03-23 江苏神马电力股份有限公司 一种铸造模具
CN109248991A (zh) * 2018-11-23 2019-01-22 安徽应流铸业有限公司 一种层叠型过滤浇注系统
RU2739897C1 (ru) * 2020-04-16 2020-12-29 Публичное акционерное общество "Русполимет" Двухслойный пористый пенокерамический фильтр для перегородки промежуточного ковша машины непрерывного литья металла
US20220355232A1 (en) * 2021-05-04 2022-11-10 GM Global Technology Operations LLC Process to make a ceramic filter for metal casting

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2360929A (en) * 1941-04-12 1944-10-24 Selas Corp Of America Method of forming pervious ceramic bodies
US2460929A (en) * 1946-12-02 1949-02-08 Milton R Goff Rocket holding device
US2752258A (en) * 1955-03-02 1956-06-26 Carborundum Co Silicon nitride-bonded silicon carbide refractories
US3309437A (en) * 1961-08-28 1967-03-14 Great Lakes Carbon Corp Method of producing bodies from raw petroleum coke
GB1053645A (ja) * 1963-07-17 1964-07-09
US3574646A (en) * 1968-03-20 1971-04-13 Ppg Industries Inc Heat resistant materials
US3947363A (en) * 1974-01-02 1976-03-30 Swiss Aluminium Limited Ceramic foam filter
US4265659A (en) * 1979-10-09 1981-05-05 Swiss Aluminium Ltd. Molten metal filter
DE3005587A1 (de) * 1980-02-15 1981-08-20 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren zur herstellung von formkoerpern
US4395333A (en) * 1982-04-14 1983-07-26 Groteke Daniel E Pre-wet and reinforced molten metal filter
DE3222162C2 (de) * 1982-06-10 1985-07-11 Schweizerische Aluminium Ag, Chippis Filter zur Filtration von schmelzflüssigen Metallen
US4721567A (en) * 1984-06-06 1988-01-26 Certech Inc. Ceramic pouring filter with tortuous flow paths
US5039340A (en) * 1988-05-02 1991-08-13 Alusuisse-Lonza Services, Ltd. Ceramic foam and a process for forming the same
US6309994B1 (en) * 1989-08-14 2001-10-30 Aluminum Company Of America Fiber reinforced composite having an aluminum phosphate bonded matrix
US5045511A (en) * 1990-02-26 1991-09-03 Alusuisse-Lonza Services, Ltd. Ceramic bodies formed from yttria stabilized zirconia-alumina
US5114472A (en) * 1990-12-13 1992-05-19 Aluminum Company Of America Multistage rigid media filter for molten metal and method of filtering
DE69322006T2 (de) 1992-05-29 1999-06-10 Daussan & Co Verfahren zum Behandeln von schmelzflüsssigem Metall während eines Giessvorganges unter Verwendung eines Filters sowie dazu verwendete Filter
TW234092B (ja) * 1992-05-29 1994-11-11 Daussan Et Co
GB9211947D0 (en) * 1992-06-05 1992-07-15 Foseco Int Filters for light metals
KR19990007949A (ko) * 1995-04-21 1999-01-25 노르만 시이. 린넬 동일한 것을 제조하기 위한 주름진 필터 및 방법
DE69629979T2 (de) * 1995-06-02 2004-07-29 Corning Inc. Vorrichtung zur Entfernung von Kontaminationen aus Fluidströmen
US20010036894A1 (en) * 1996-07-05 2001-11-01 Foseco International Limited Ceramic compositions
US5785851A (en) * 1996-08-23 1998-07-28 Vesuvius Crucible Company High capacity filter
FR2774611B1 (fr) * 1998-02-11 2000-04-28 Daussan & Co Dispositif pour filtrer et traiter du metal en fusion
AU1809601A (en) * 1999-12-02 2001-06-12 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Cellular coal products and processes
MY138532A (en) * 2000-08-31 2009-06-30 Foseco Int Refractory articles
DE10051910A1 (de) * 2000-10-19 2002-05-02 Membrana Mundi Gmbh Flexible, poröse Membranen und Adsorbentien, und Verfahren zu deren Herstellung
CN2465765Y (zh) * 2001-02-05 2001-12-19 邢台市冀星化工有限公司 一种过滤硫酸铝浆液的真空过滤器
CN2464422Y (zh) * 2001-02-28 2001-12-12 辽阳福达滤筛设计制造有限公司 唇形锥孔滤网
EP1288178A1 (en) * 2001-09-01 2003-03-05 Carbon Application Technology Ltd. Filter for molten metal filtration and method for producing such filters

Also Published As

Publication number Publication date
KR100904671B1 (ko) 2009-06-25
RU2288286C2 (ru) 2006-11-27
WO2003101644A1 (en) 2003-12-11
BR0215742A (pt) 2005-03-22
CA2486071A1 (en) 2003-12-11
RU2004138086A (ru) 2005-07-27
BR0215742B1 (pt) 2010-11-30
CN1628004A (zh) 2005-06-15
CN1296156C (zh) 2007-01-24
PL374380A1 (en) 2005-10-17
PL204854B1 (pl) 2010-02-26
EP1511589B1 (en) 2005-11-30
KR20050007587A (ko) 2005-01-19
ES2252517T3 (es) 2006-05-16
EP1369190A1 (en) 2003-12-10
ATE311266T1 (de) 2005-12-15
CA2486071C (en) 2010-06-15
MXPA04012024A (es) 2005-09-08
AU2002340577A1 (en) 2003-12-19
DE60207761D1 (de) 2006-01-05
ZA200409825B (en) 2006-02-22
EP1511589A1 (en) 2005-03-09
DE60207761T2 (de) 2006-07-27
AU2002340577B2 (en) 2008-09-25
JP2006512209A (ja) 2006-04-13
US20050263449A1 (en) 2005-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4355654B2 (ja) 溶融鋼濾過用フィルター装置
EP1940532B1 (en) Filter device for molten metal filtration and method for producing such filters
JP4782416B2 (ja) 溶融金属濾過用繊維強化フィルター及びそのようなフィルターの製造方法
US20050035055A1 (en) Filter for molten metal filtration and method for producing such filters
KR101197266B1 (ko) 용융 금속 여과용 섬유 강화 필터와 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080826

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081114

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090602

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090702

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090707

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090803

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130807

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees