KR101197266B1 - Fiber reinforced filter for molten metal filtration and method for producing such filters - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑연화 탄소의 결합 네트워크를 포함하는 용융 금속 여과용 섬유 강화 세라믹 필터와, 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber reinforced ceramic filter for molten metal filtration comprising a bonding network of graphitized carbon, and to a method of manufacturing the same.

Description

용융 금속 여과용 섬유 강화 필터와 그 제조 방법{FIBER REINFORCED FILTER FOR MOLTEN METAL FILTRATION AND METHOD FOR PRODUCING SUCH FILTERS}FIBER REINFORCED FILTER FOR MOLTEN METAL FILTRATION AND METHOD FOR PRODUCING SUCH FILTERS}

본 발명은 흑연화 탄소의 결합 네트워크를 포함하는 용융 금속 여과용 섬유 강화 세라믹 필터와, 이러한 필터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber reinforced ceramic filter for molten metal filtration comprising a binding network of graphitized carbon and to a method for producing such a filter.

용융 금속의 처리 동안에, 예컨대 원료의 불순물과, 용융물의 표면에 형성되는 슬래그, 드로스 및 산화물, 그리고 용융 금속이 형성되는 챔버 또는 용기를 형성하는데 사용되는 내화 재료의 작은 파편 등으로부터 나오는 외인성 금속간 개재물을 제거하는 것이 바람직하다.During the processing of the molten metal, for example, between the impurities of the raw material and the exogenous intermetallics resulting from slag, dross and oxide formed on the surface of the melt and small fragments of refractory material used to form the chamber or vessel in which the molten metal is formed. It is desirable to remove the inclusions.

상기 금속간 개재물을 제거하면, 특히 강철, 철 및 알루미늄 금속의 주조에 있어서 고품질의 생성물을 보장하는 균질성 용융물이 형성된다. 세라믹 필터는 극심한 열충격을 견뎌내는 성능이 뛰어나고 화학적 부식에 대한 저항성을 갖고 있으며 기계적 응력을 견뎌내는 성능을 갖고 있기 때문에, 현재 널리 사용되고 있다.The removal of the intermetallic inclusions forms a homogeneous melt which ensures a high quality product, especially in the casting of steel, iron and aluminum metals. Ceramic filters are now widely used because of their ability to withstand extreme thermal shocks, resistance to chemical corrosion and resistance to mechanical stress.

일반적으로, 상기 세라믹 필터의 제조에는 세라믹 분말과 적절한 유기 바인더 및 물을 혼합하여 페이스트 또는 슬러리를 마련하는 단계가 수반된다. 슬러리는 폴리우레탄 폼(foam)을 함침하는데 사용되는데, 그 후 폼은 건조되고 1000 내지 1700 ℃의 온도에서 소성된다. 이러한 처리에 의해, 가연성 재료는 다공체 제조를 위한 소결 단계 동안에 연소된다. US-A-2,360,929호와 US-A-2,752,258호를 전술한 일반적인 절차에 대한 예로서 들 수 있다.In general, the manufacture of the ceramic filter involves mixing a ceramic powder with a suitable organic binder and water to prepare a paste or slurry. The slurry is used to impregnate the polyurethane foam, after which the foam is dried and calcined at a temperature of 1000 to 1700 ° C. By this treatment, the combustible material is burned out during the sintering step for producing the porous body. US-A-2,360,929 and US-A-2,752,258 are examples of the general procedure described above.

또한, 개기공 필터는 불규칙적인 상호 연결 통로가 랜덤하게 분포하는 대신에, 대개 수직 핀을 포함하는 몰드에 습성 세라믹 분말과 유기 바인더를 유압식으로 압입함으로써 제조되는 재료를 통과하는 일련의 평행 덕트로 구성된다. 따라서, 다공질 구조체가 얻어지며, 이 구조체는 디스크 또는 블록 형태일 수 있다. 그 후, 상기 다공 물품은 최종 용례에 따라 1000 내지 1700 ℃의 온도에서 소성되어, 다공 디스크로 제조된다. 소성 단계 동안에, 세라믹 및/또는 유리질의 결합이 이루어진다.In addition, the open-pore filter usually consists of a series of parallel ducts through a material produced by hydraulically injecting wet ceramic powder and organic binder into a mold containing vertical fins, instead of randomly distributing irregular interconnecting passages. do. Thus, a porous structure is obtained, which may be in disk or block form. The porous article is then fired at a temperature of 1000 to 1700 ° C., depending on the final application, to produce a porous disk. During the firing step, a combination of ceramic and / or glassy takes place.

WO 01/40414 A호는 가압 몰드의 사용을 기술하고 있다. 상기 특허는 다공질 구조체를 획득하기 위해 몰드 내부의 압력을 조절하는 것에 의존하고 있다. 또한, 이 경우에 있어서 기공율은 완전 개방이 아니다. 여과 용도는 많은 용도 중 하나로서 청구되고 있으며, 필터가 금속 여과를 위해 실제 사용되었다는 증거도 없다. 또한, 상기 필터는 너무 약하여 강철 여과에 이용할 수 없으므로, 여과에 관해서는 단지 알루미늄만이 언급되어 있다. 상기 특허에서는 세라믹을 포함하지 않는 탄소 필터만을 기술하고 있다. 상기 필터의 제조 공정은 몰드 내부의 압력을 조절하는 것을 기초로 한다. 이러한 공정은 제어하기가 곤란하다.WO 01/40414 A describes the use of a press mold. The patent relies on adjusting the pressure inside the mold to obtain a porous structure. In this case, the porosity is not completely open. Filtration applications have been claimed as one of many uses, and there is no evidence that the filters were actually used for metal filtration. In addition, since the filter is too weak to be used for steel filtration, only aluminum is mentioned in terms of filtration. The patent describes only carbon filters that do not contain ceramics. The manufacturing process of the filter is based on adjusting the pressure inside the mold. This process is difficult to control.

US-A-4,514,346호는 고온에서 실리콘과 반응하여 탄화규소를 형성하는 페놀 수지를 사용한다. 탄소 결합은 수반되지 않는다. 이 특허는 단지 다공질 탄화규소의 제조를 위한 것이다. 탄화규소를 획득하기 위해 1600 ℃를 초과하는 온도가 사용된다. 이 공정은 비수성(非水性) 공정이다. 이러한 공정에서 획득되는 기공율은 개방 기공율을 필요로 하는 여과에 전혀 쓸모가 없는 밀폐 기공율이다.US-A-4,514,346 uses phenolic resins that react with silicon at high temperatures to form silicon carbide. No carbon bonds are involved. This patent is only for the production of porous silicon carbide. Temperatures above 1600 ° C. are used to obtain silicon carbide. This process is a nonaqueous process. The porosity obtained in this process is a closed porosity which is completely useless for filtration requiring open porosity.

GB-A 970 591호는 고밀도 저투과성 흑연 물품의 제조를 다룬다. 물이 아닌 유기용제, 즉 푸르푸릴 알코올을 용제로서 사용한다. 피치 형태의 바인더를 25% 사용하고, 세라믹은 전혀 사용하지 않는다. 최종 가열 단계는 2700 ℃를 초과하는 온도에서 수행된다. 기공율은 개방 기공율이기 보다는 밀폐 기공율이다.GB-A 970 591 deals with the production of high density low permeability graphite articles. An organic solvent other than water, namely furfuryl alcohol, is used as the solvent. A pitch binder of 25% is used and no ceramic is used. The final heating step is carried out at temperatures in excess of 2700 ° C. Porosity is a closed porosity rather than an open porosity.

US-A-3,309,433호는 고밀도 흑연 제조 방법을 기술하고 있다. 원자력 용례용 고밀도 흑연 물품을 획득하기 위한 수단으로서 고온 가압을 이용한다. 흑연을 결합하기 위해 디벤잔트론(dibenzanthrone)이라 불리우는 특별한 재료를 이용한다. 금속 여과 분야에서 유용한 용례는 없다. 상기 공정에서 세라믹을 사용하지 않는다. 최대 2700 ℃의 높은 온도를 이용한다.US-A-3,309,433 describes a method for producing high density graphite. High temperature pressurization is used as a means to obtain high density graphite articles for nuclear applications. To bind graphite, a special material called dibenzanthrone is used. There is no useful application in the field of metal filtration. No ceramic is used in the process. Use high temperatures up to 2700 ° C.

EP 0 251 634 B1호에는, 기공 형성제(pore former)에 의해 형성되고 평활한 벽으로 둘러싸이는 셀과, 이들 셀을 서로 연결시키며 둥근 엣지를 갖는 기공을 구비하는 소정의 다공질 세라믹체를 제조하기에 적합한 공정이 기술되어 있다.EP 0 251 634 B1 discloses the preparation of certain porous ceramic bodies having cells formed by pore formers and surrounded by smooth walls, and pores which connect these cells to one another and have pores with rounded edges. Suitable processes are described.

US-A-5,520,823호는 단지 알루미늄만을 위한 필터에 관한 것이다. 결합은 붕규산 유리를 이용하여 달성된다. 소성은 공기 중에서 수행되고, 상당량의 흑연이 공기에 의한 산화로 인해 손실될 것이다. 알루미늄 여과용으로 사용되는 필터는 대개 1200 ℃ 정도에서 소성되지만, 철의 여과용으로 사용되는 필터는 1450 ℃에서 소성되고 강철 용도의 필터는 1600 ℃ 이상에서 소성된다.US-A-5,520,823 relates to filters only for aluminum. Bonding is accomplished using borosilicate glass. Firing is carried out in air and a significant amount of graphite will be lost due to oxidation by air. Filters used for aluminum filtration are usually fired at around 1200 ° C., while filters used for filtration of iron are fired at 1450 ° C. and filters for steel are fired at 1600 ° C. or higher.

전술한 타입의 세라믹 필터는 금속 여과용으로 널리 사용되고 있지만, 그 적 용 가능성을 제한하는 몇가지 단점을 갖고 있다.Ceramic filters of the type described above are widely used for metal filtration, but have some disadvantages that limit their applicability.

1. 세라믹 필터는 비록 예열되지만, 용융 금속과의 첫 접촉 시에 입자의 응고에 의해 막히는 경향이 있다. 이 때문에, 액상선 온도에 비해 약 100 ℃ 더 높은 온도의 금속인 통상의 과열 용융 금속을 사용하여, 주조 동안에 필터가 막히는 것을 방지한다. 이러한 관례는 에너지 및 비용의 관점에서 매우 낭비적인 것이며, 용융 금속의 처리 온도를 낮추는 개선은 매우 유익한 것이다. 종래 기술에서는 용융 금속과 직접 접촉하게 되는 부품의 열질량을 낮추기 위해 세라믹 필터의 표면에 탄소 코팅을 도포하였다.1. Ceramic filters, although preheated, tend to be clogged by solidification of the particles upon first contact with the molten metal. For this reason, a conventional superheated molten metal, which is a metal at a temperature of about 100 ° C. higher than the liquidus temperature, is used to prevent the filter from clogging during casting. This practice is very wasteful in terms of energy and cost, and improvements to lowering the processing temperature of molten metal are very beneficial. In the prior art, a carbon coating was applied to the surface of the ceramic filter in order to lower the thermal mass of the parts in direct contact with the molten metal.

또한, EP 0 463 234 B1에서는 세라믹 필터의 탄소 코팅된 표면에 발열 반응용 테르밋(thermite) 재료를 도포하는 것을 제안하였다. 이 해법은 용융 금속의 유동에 필요한 온도를 낮추지만, 필터의 제조 비용을 증대시키고 적용 가능성을 매우 좁게 제한하는데, 이는 사용되는 용융 금속의 타입에 따라 테르밋 코팅이 그에 맞추어져야 하기 때문이다.EP 0 463 234 B1 also proposes the application of thermite material for exothermic reactions on the carbon coated surfaces of ceramic filters. This solution lowers the temperature required for the flow of molten metal, but increases the manufacturing cost of the filter and very narrowly limits its applicability, since the thermite coating must be tailored according to the type of molten metal used.

아무튼 탄소 코팅 및 테르밋 코팅은 모두 세라믹 필터의 높은 열질량이 갖는 단점을 극복하는데 도움이 되지만, 몇몇 단점에 대한 과제는 충족되지 않는다.In any case, both carbon coatings and thermite coatings help overcome the disadvantages of the high thermal mass of ceramic filters, but the challenges of some disadvantages are not met.

2. 세라믹 및 유리질 타입의 결합은 높은 온도에서 연화되고 크리핑되는 경향이 있는데, 이러한 높은 온도는 거의 대부분의 경우에 필터의 부식 및 그에 따른 용융물의 오염을 초래한다.2. The combination of ceramic and glassy type tends to soften and creep at high temperatures, which in most cases leads to corrosion of the filter and consequent contamination of the melt.

3. 고온의 금속 용융물에 의한 열충격 또는 화학적(환원) 침식에 기인하는 균열 발생은 세라믹 및 유리 결합 필터에서 종종 부닥치게 되는 문제이다.3. Cracking due to thermal shock or chemical (reduction) erosion by hot metal melts is a problem often encountered in ceramic and glass-bonded filters.

4. (특히, 강철 여과를 목적으로 사용하도록 되어 있는 세라믹의 경우에) 매우 높은 소성 온도를 필요로 하는 것은, 통상의 세라믹 필터가 갖는 심각한 단점인데, 이러한 단점은 고가의 세라믹 원료가 필요한 것으로 고려되는 경우에 더욱 심각하다.4. The need for very high firing temperatures (particularly for ceramics intended for steel filtration) is a serious disadvantage of conventional ceramic filters, which is considered to require expensive ceramic raw materials. It is even worse if it becomes.

5. 그 외에도, 비교적 강한 배경 복사를 갖는 지르코니아를 사용하는 것은 위험하며, 회피되어야 한다.5. In addition, using zirconia with relatively strong background radiation is dangerous and should be avoided.

2001년 9월 1일자로 출원된 공동 계류 중인 EP 01121044.0호는 용융 금속 여과에 적합한 세라믹 필터로서, 흑연화 탄소의 네트워크에 의해 결합된 세라믹 분말로 이루어진 세라믹 필터에 관한 것이다. 일반적으로, 탄소 결합 세라믹은 약하고 낮은 기계적 강도가 문제이다. 상기 참조문헌에 따른 탄소 결합 필터는 제한된 기계적 강도를 갖는데, 이는 이송 및 사용 중에 문제를 초래하고, 용융 금속에 의해 가해지는 압력을 견뎌내는 필터의 능력을 제한한다.Co-pending EP 01121044.0, filed September 1, 2001, is a ceramic filter suitable for molten metal filtration, and relates to a ceramic filter consisting of ceramic powder bonded by a network of graphitized carbon. In general, carbon-bonded ceramics are weak and have low mechanical strength. Carbon bonded filters according to the above references have limited mechanical strength, which causes problems during transport and use and limits the filter's ability to withstand the pressure exerted by the molten metal.

또한, 전술한 필터는 부스러지기 쉽고, 주조에 앞서 몰드 안으로 떨어져 주조의 오염을 초래하는 작은 조각으로 부숴지는 경향이 있다.In addition, the aforementioned filters tend to be brittle and tend to break into small pieces that fall into the mold prior to casting, causing contamination of the casting.

따라서, 본 발명의 목적은 기계적 강도와 강성도를 향상시킨 용융 금속 여과용 필터를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a filter for molten metal filtration which has improved mechanical strength and rigidity.

본 발명에 따른 용융 금속 여과에 적합한 세라믹 필터에서는, 흑연화성 탄소 결합의 3차원 네트워크와 섬유를 사용하여 세라믹 분말을 결합한다.In a ceramic filter suitable for filtration of molten metal according to the present invention, a three-dimensional network of graphitizable carbon bonds and fibers are used to bond ceramic powders.

제1 실시예에서, 본 발명은 용융 금속 여과에 적합한 세라믹 필터로서, 흑연화 탄소의 네트워크에 의해 결합된 섬유와 세라믹 분말을 포함하는 세라믹 필터에 관한 것이다.In a first embodiment, the present invention relates to a ceramic filter suitable for molten metal filtration, comprising a ceramic filter comprising a ceramic powder and fibers bonded by a network of graphitized carbon.

"흑연화성"이란 용어는, 공기 없이 높은 온도로 가열하는 경우, 탄소 전구체의 열분해에 의해 얻어지는 탄소 결합이 흑연형(graphite like) 결합으로 변환될 수 있다는 것을 의미한다. 얼마나 높은 온도로 가열되든지간에 유리질 탄소를 흑연형 결합으로 변환시키는 것은 불가능하다는 사실에 의거하여, 흑연화성 탄소와 유리질 탄소가 구별된다.The term "graphitizable" means that when heated to high temperature without air, the carbon bonds obtained by pyrolysis of the carbon precursor can be converted into graphite like bonds. On the basis of the fact that it is impossible to convert glassy carbon to graphite bonds, no matter how high it is heated, the graphitizable carbon and the glassy carbon are distinguished.

이러한 타입의 탄소 결합은 다음과 같은 유익한 특징을 나타낸다.This type of carbon bond exhibits the following beneficial features.

- 제조 비용이 훨씬 더 저렴하다.The manufacturing cost is much cheaper.

- 탄소 결합 전구체로부터 완전한 탄소 결합 네트워크를 형성하도록, 매우 낮은 온도에서 소성이 수행될 수 있다. 일반적으로, 필터는 500 ℃ 내지 1000 ℃의 온도에서 소성되어야 한다.Firing can be carried out at very low temperatures so as to form a complete carbon bonding network from the carbon bonding precursor. In general, the filter should be calcined at a temperature of 500 ° C to 1000 ° C.

- 과열이 훨씬 더 적게 요구된다.Much less heat is required.

- 열질량이 작다.-Low thermal mass

- 열충격 저항성이 더 양호하다.-Better thermal shock resistance

- 오염이 없다.-No pollution

본 발명에 따른 탄소 결합 필터는 비교적 그 열질량이 낮다. 그 결과, 여과되는 금속을 과열할 필요가 없어, 에너지 소비가 줄어든다.The carbon bond filter according to the present invention has a relatively low thermal mass. As a result, there is no need to overheat the metal being filtered, resulting in reduced energy consumption.

탄소 결합 필터의 품질 및 성능을 향상시키기 위하여 끊임없이 연구하는 중에, 본원의 발명자는 20 중량% 이하, 특히 10 중량% 이하의 섬유를 필터에 첨가하는 기법이 필터의 성능 개선에 크게 기여한다는 사실을 발견하였다. 이러한 개선은 주로 기계적 강도의 증대, 강성도의 향상, 내충격성의 증대, 열충격 저항성 향상에 기인하는 것이다. 이러한 개선은 여과 용량의 증대와, 기계적 완전성의 향상, 그리고 강철 주조에 대한 오염의 감소에 의하여 명백히 드러난다. 섬유가 조합된 탄소 결합은 고온에서 기계적 강도가 뛰어나기 때문에, 금속 주조 공정 동안에 연화 또는 굽힘이 발생하지 않을 수 있다. 이는 보다 흠 없는 금속 주조에 기여한다.In constant research to improve the quality and performance of carbon-bonded filters, the inventors of the present application found that the technique of adding up to 20% by weight of fibers, in particular up to 10% by weight, to the filter contributes greatly to the performance of the filter. It was. This improvement is mainly due to the increase in mechanical strength, the improvement of the stiffness, the increase in the impact resistance, and the improvement in the thermal shock resistance. This improvement is evident by increased filtration capacity, improved mechanical integrity, and reduced contamination to steel castings. Carbon-bonded carbon bonds have excellent mechanical strength at high temperatures, so that no softening or bending may occur during the metal casting process. This contributes to a more flawless metal casting.

본 발명에 따라 섬유를 더 포함하는 흑연화성 탄소 결합 필터는, 유리질 탄소 결합 필터에 비해 다음과 같은 이점을 제공한다.Graphitizable carbon bond filters further comprising fibers in accordance with the present invention provide the following advantages over glassy carbon bond filters.

- 높은 산화 방지성-High antioxidant

- 높은 기계적 강도-High mechanical strength

- 높은 내충격성-High impact resistance

- 낮은 미세 기공율Low microporosity

- 낮은 비(比)표면Low specific surface

- 구조적 유연성Structural flexibility

- 취성 거동이 없음-No brittle behavior

- 경제적인 사용Economical use

최적의 성능을 위해, 본 발명에 따라 세라믹 분말 이외에도 흑연화 탄소의 결합 네트워크를 구성하는 흑연화 탄소가, 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하, 더 바람직하게는 2 중량% 내지 5 중량%의 양으로 필터에 존재하여야 한다.For optimum performance, the graphitized carbon constituting the bonding network of graphitized carbon in addition to the ceramic powder according to the present invention is 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, more preferably 2% by weight to 5% by weight. It should be present in the filter in an amount of%.

전통적으로, 기계적 강도를 향상시키고 물품에 강성도를 제공하기 위해, 세라믹 및 복합 재료에 섬유를 첨가한다. 이들 섬유는 금속 섬유; 폴리에스테르 섬유, 비스코스 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유, 아라미드 섬유, 폴리아미드 섬유 등과 같은 유기 섬유; 알루미노 실리케이트 섬유, 알루미나 섬유 또는 유리 섬유 등과 같은 세라믹 섬유; 또는 100% 탄소로 이루어진 탄소 섬유일 수 있다. 전술한 타입의 섬유는 모두 세라믹에 서로 다른 정도로 사용되어, 세라믹의 특성에 추가적인 이점을 제공하며, 예컨대 높은 기계적 강도, 높은 내충격성 및 양호한 열충격 저항성 등을 제공한다.Traditionally, fibers are added to ceramic and composite materials to improve mechanical strength and provide stiffness to the article. These fibers are metal fibers; Organic fibers such as polyester fibers, viscose fibers, polyethylene fibers, polyacrylonitrile (PAN) fibers, aramid fibers, polyamide fibers and the like; Ceramic fibers such as aluminosilicate fibers, alumina fibers or glass fibers; Or carbon fiber consisting of 100% carbon. All of the above types of fibers are used in ceramics to different degrees, providing additional advantages to the properties of the ceramic, such as high mechanical strength, high impact resistance and good thermal shock resistance.

본원의 발명자는, 전술한 타입의 섬유 중 임의의 것을 종래 기술의 탄소 결합 필터에 첨가하면 필터의 기계적 강도가 현저히 향상될 뿐만 아니라 내충격성 및 열충격 저항성도 향상된다는 것을 확인하였다. 강도는 3배 향상될 수 있다(즉, 0.5 MPa에서 1.5 MPa로). 또한, 그에 따라 내충격성과 열충격 저항성도 증대된다. 이와 같이 향상됨에 따라, 탄소 필터는 이제 그 여과 용량이 적어도 두배가 될 수 있다. 예컨대, 100 mm ×100 mm ×20 mm의 탄소 필터의 일반적인 강철 여과 용량은 100 kg이다. 5 중량%의 세라믹이 첨가된 동일한 필터는 강철 여과 용량이 200 kg이다. 특히, 세라믹 섬유 및 탄소 섬유는 필터에 포함되는 경우에 그 열적 안정성으로 인해 물리적 특성이 변화되지 않는다. 한편, 유기 섬유는 필터의 소성 단계 동안에 탄소 섬유로 변환된다(즉, 유기 섬유는 열분해 공정을 거친다). 이는 세라믹 또는 금속 섬유에 대해 유익한 것으로 여겨진다.The inventors of the present application have found that the addition of any of the fibers of the type described above to a carbon-bonded filter of the prior art not only significantly improves the mechanical strength of the filter but also improves impact resistance and thermal shock resistance. The strength can be improved three times (ie from 0.5 MPa to 1.5 MPa). In addition, the impact resistance and thermal shock resistance are also increased accordingly. With this improvement, the carbon filter can now at least double its filtration capacity. For example, a typical steel filtration capacity of a 100 mm × 100 mm × 20 mm carbon filter is 100 kg. The same filter with 5% by weight of ceramic added has a steel filtration capacity of 200 kg. In particular, ceramic fibers and carbon fibers, when included in a filter, do not change their physical properties due to their thermal stability. On the other hand, the organic fibers are converted to carbon fibers during the firing step of the filter (ie the organic fibers undergo a pyrolysis process). This is believed to be beneficial for ceramic or metal fibers.

본원의 발명자는 섬유 첨가의 유익한 효과는 섬유의 첨가량, 섬유의 길이, 첨가되는 섬유의 속성 및 타입에 따라 결정된다는 것을 확인하였다. 첨가되는 섬유의 레벨이 높아질수록 필터는 더 강해진다. 그러나, 첨가되는 섬유의 레벨이 매우 높은 것은 바람직하지 못한데, 이는 슬러리의 유동성에 부정적인 영향을 미치기 때문이다. 탄소 섬유를 혼합한 이후에 세라믹 섬유를 혼합한 것에서 최선의 결과가 얻어진다. 한편, 탄소 섬유는 가장 고가인 반면에 유기 섬유는 가장 저렴하다. 유기 섬유는 탄소 또는 세라믹 섬유보다 훨씬 낮은 레벨(2% 미만)로 첨가되므로, 가장 경제적으로 사용되는 것이다. 그러나, 유기 섬유는 세라믹 또는 탄소 섬유에 비해 슬러리의 유동성을 더 방해한다. 필터 성분의 혼합 동안에 첨가되는 섬유의 형태는 초핑된 섬유 또는 벌크 섬유이다. 특별한 혼합 기술은 요구되지 않는다.The inventors of the present application have found that the beneficial effect of fiber addition depends on the amount of fiber added, the length of the fiber, the nature and type of fiber added. The higher the level of fiber added, the stronger the filter. However, it is undesirable to have a very high level of added fiber, because it negatively affects the fluidity of the slurry. The best results are obtained by mixing the ceramic fibers after mixing the carbon fibers. Carbon fibers, on the other hand, are the most expensive, while organic fibers are the least expensive. Organic fibers are added at much lower levels (less than 2%) than carbon or ceramic fibers and are therefore the most economically used. However, organic fibers further hinder the fluidity of the slurry compared to ceramic or carbon fibers. The form of fiber added during mixing of the filter component is chopped fiber or bulk fiber. No special blending skills are required.

본 발명에 따른 필터는 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%의 섬유, 특히 1 내지 10 중량%의 섬유, 더 특별하게는 5 중량%의 섬유를 함유한다.The filter according to the invention preferably contains 0.1 to 20% by weight of fibers, in particular 1 to 10% by weight, more particularly 5% by weight of fiber.

본 발명에 따라 사용되는 필터는 그 길이가 0.1 mm 내지 5 mm인 것이 바람직하다.The filter used according to the invention preferably has a length of 0.1 mm to 5 mm.

본 발명의 한 가지 실시예에서, 제1 타입의 탄소 결합 세라믹 필터는 다음과 같은 단계를 포함하는 공정에서 제조된다.In one embodiment of the present invention, a first type of carbon bonded ceramic filter is manufactured in a process comprising the following steps.

a) 열가소성 재료로 제조된 폼을 섬유, 흑연화성 탄소 결합 전구체, 세라믹 분말 및 다른 첨가제를 함유하는 슬러리에 함침시키는 단계,a) impregnating a foam made from a thermoplastic material into a slurry containing fibers, graphitizable carbon bond precursors, ceramic powders and other additives,

b) 상기 폼을 건조하고, 이어서 선택적으로 이 폼을 상기 슬러리로 1회 혹은 2회 피복하여 질량을 증대시키며, 이어서 이 폼을 최종 건조시키는 건조 단계,b) drying the foam and then optionally coating the foam with the slurry once or twice to increase the mass, followed by final drying of the foam,

c) 온도가 500 내지 1000 ℃, 특히 600 내지 700 ℃인 무(無)산화 및/또는 환원 분위기에서 상기 함침된 폼을 소성하는 단계.c) firing the impregnated foam in a free oxidation and / or reducing atmosphere having a temperature of 500 to 1000 ° C, in particular 600 to 700 ° C.

c) 단계를 통해 상기 탄소 결합 전구체는 전부 또는 적어도 일부가 흑연화 탄소의 결합 네트워크로 변환된다.In step c) all or at least part of the carbon-bonded precursor is converted into a binding network of graphitized carbon.

이러한 공정에서, 슬러리에 함침되는 폼용으로 사용되는 열가소성 재료는 폴리우레탄을 함유하거나 폴리우레탄으로 이루어지는 것이 바람직하다.In this process, the thermoplastic material used for the foam impregnated in the slurry preferably contains or consists of polyurethane.

상기 폼 함침 단계 이전에, 상기 탄소 결합 전구체는 섬유, 세라믹 분말, 물, 유기 바인더 및 유동성을 조절하기 위한 첨가제와 혼합되는 것이 유익한데, 본 발명의 한 가지 실시예에서, 상기 첨가제는 2 중량% 이하의 양으로, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 양으로 존재할 수 있다.Prior to the foam impregnation step, the carbon-bonded precursor is advantageously mixed with fibers, ceramic powder, water, organic binders and additives for controlling fluidity, in one embodiment of the invention, the additive is 2% by weight It may be present in the following amounts, preferably in an amount of 0.1 to 2% by weight.

본 발명의 다른 실시예에서, 제2 타입의 탄소 결합 세라믹 필터는 다음과 같은 단계를 포함하는 공정에서 제조된다.In another embodiment of the present invention, a second type of carbon bonded ceramic filter is manufactured in a process comprising the following steps.

a) 섬유, 세라믹 분말 및 흑연화성 결합 전구체와 다른 임의의 첨가제를 포함하는 반습성(semi-damp) 혼합물을 유압 프레스에서 가압하는 단계,a) pressurizing a semi-damp mixture comprising a fiber, a ceramic powder and a graphitizable bond precursor and any other additives in a hydraulic press,

b) 디스크 또는 블록 형상의 다공(多孔) 물품을 획득하기 위해 가압하는 단계,b) pressing to obtain a disk or block shaped porous article,

c) 온도가 500 내지 1000 ℃, 특히 600 내지 700 ℃인 무산화 및/또는 환원 분위기에서 상기 다공 물품을 소성하는 단계c) firing said porous article in an anoxic and / or reducing atmosphere having a temperature of 500 to 1000 ° C., in particular 600 to 700 ° C.

c) 단계를 통해 상기 탄소 결합 전구체는 전부 또는 일부가 흑연화 탄소의 결합 네트워크로 변환된다.Step c) converts all or part of the carbon-bonded precursor into a binding network of graphitized carbon.

탄소 결합의 소스, 즉 탄소 결합 전구체는 고융점 피치(HMP)인 것이 바람직한데, 이는 HMP가 작업성, 비용 및 생성물 품질에 관하여 최적의 특성을 제공하기 때문이다. 그러나, 그 밖의 탄소 결합 전구체, 예컨대 합성 혹은 천연 수지 및 소결성 탄소 등도 본 발명에 따른 소성 단계 시에 흑연화될 수 있고 흑연화 탄소의 결합 네트워크로 변환된다면, 탄소 결합 재료를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 따라서, 흑연으로 변환될 수 없는 유리질 탄소를 형성하는 합성 수지 바인더는 탄소 결합 전구체로서 고려될 수 없는데, 이는 생성물이 낮은 산화 방지성, 낮은 기계적 강도, 높은 취성 및 낮은 내열성의 문제를 갖기 때문이다.The source of carbon bond, ie the carbon bond precursor, is preferably a high melting point pitch (HMP) because HMP provides optimum properties with regard to workability, cost and product quality. However, other carbon bond precursors, such as synthetic or natural resins and sinterable carbon, etc., can also be graphitized in the firing step according to the present invention and, if converted to a bonding network of graphitized carbon, can be used to prepare carbon bond materials. Keep in mind. Therefore, synthetic resin binders that form glassy carbon that cannot be converted to graphite cannot be considered as carbon bond precursors because the product has problems of low antioxidant resistance, low mechanical strength, high brittleness and low heat resistance.

또한, 경제적 이유와 환경 보호 이유 때문에, 탄소 결합 전구체는 물에 대해 친화성을 가져야 한다. 그러나, 유기용제계 탄소 결합 전구체도 사용될 수 있다.In addition, for economic and environmental protection reasons, carbon-bonded precursors must have affinity for water. However, organic solvent based carbon bond precursors may also be used.

다른 실시예에서, 전술한 공정은In another embodiment, the above-described process

0.1 내지 20 중량%의 섬유와,0.1 to 20% by weight of fibers,

2 내지 15 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%의 흑연화성 탄소 결합 전구체와,2 to 15% by weight, preferably 5 to 15% by weight of graphitizable carbon-bonded precursors,

0 내지 95 중량%, 바람직하게는 20 내지 80 중량%의 세라믹 분말과,0 to 95% by weight of ceramic powder, preferably 20 to 80% by weight,

0 내지 80 중량%의 산화 방지 재료와,0-80% by weight of antioxidant material,

0 내지 90 중량%의 흑연과,0 to 90% by weight of graphite,

0 내지 10 중량%, 특히 0.2 내지 2 중량%의 유기 바인더, 그리고0 to 10% by weight of organic binder, in particular 0.2 to 2% by weight, and

0 내지 4 중량%, 특히 0.1 내지 2 중량%의 분산제0 to 4% by weight, in particular 0.1 to 2% by weight of dispersant

를 포함하는 슬러리(제1 타입의 탄소 결합 세라믹 필터 제조용) 또는 반습성 혼합물(제2 타입의 탄소 결합 세라믹 필터 제조용)을 사용한다.A slurry containing (for producing a carbon bonded ceramic filter of the first type) or a semi-hygroscopic mixture (for producing a carbon bonded ceramic filter of the second type) is used.

물은 필요에 따라 소정량으로 첨가된다. 슬러리 준비를 목적으로 하는 경우, 세라믹 필터 재료의 속성에 따라 20 내지 70 중량%의 물이 필요하다. 가압 단계에 사용되는 상기 반습성 혼합물의 경우, 세라믹 필터 재료의 속성에 따라 2 내지 10 중량%의 물이 필요하다.Water is added in predetermined amount as needed. For the purpose of slurry preparation, 20 to 70% by weight of water is required, depending on the nature of the ceramic filter material. In the case of the semi-hygroscopic mixture used in the pressing step, 2 to 10% by weight of water is required depending on the nature of the ceramic filter material.

세라믹 분말은 지르코니아, 실리카, 알루미나, 브라운 용융 알루미나, 마그네시아, 임의의 타입의 점토, 활석, 운모, 탄화규소, 질화규소 등 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 흑연은 세라믹 분말의 대체물로서 사용될 수 있다.Ceramic powder may include zirconia, silica, alumina, brown fused alumina, magnesia, any type of clay, talc, mica, silicon carbide, silicon nitride, or the like or mixtures thereof. In addition, graphite can be used as a substitute for ceramic powder.

본 발명에 따른 바람직한 산화 방지 재료는, 강철, 철, 청동, 실리콘, 마그네슘, 알루미늄, 붕소, 붕화지르코늄, 붕화칼슘, 붕화티타늄 등의 금속 분말 및/또는 20 내지 30 중량%의 붕소 산화물을 함유하는 유리 프릿(glass frit)이다.Preferred antioxidant materials according to the invention comprise metal powders such as steel, iron, bronze, silicon, magnesium, aluminum, boron, zirconium boride, calcium boride, titanium boride and / or 20 to 30% by weight of boron oxide It is a glass frit.

본 발명에 따른 바람직한 유기 바인더는, 폴리비닐 알코올(PVA), 전분, 아라비아 고무, 당류 또는 이들의 조합물 등과 같은 그린 바인더이다. 이들 바인더는 소성 단계 이전의 취급 동안에 필터의 기계적 특성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 또한, 전분 및 아라비아 고무도 증점제(增粘劑)로서 사용될 수 있다.Preferred organic binders according to the invention are green binders such as polyvinyl alcohol (PVA), starch, gum arabic, sugars or combinations thereof and the like. These binders may be added to improve the mechanical properties of the filter during handling prior to the firing step. Starch and gum arabic can also be used as thickeners.

본 발명에 따른 바람직한 분산제는, 슬러리에서 물의 레벨을 감소시키고 유동성을 향상시키는데 기여하는 Despex(등록상표), 리그닌 술폰산류, 또는 이들의 조합물이다.Preferred dispersants according to the invention are Despex®, lignin sulfonic acids, or combinations thereof that contribute to reducing the level of water in the slurry and improving flowability.

본 발명의 다른 실시예에서, 슬러리 또는 반습성 혼합물은 폴리에틸렌 글리콜(바람직한 분자량 : 500 내지 10000) 등과 같은 가소제를 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1 중량% 포함하거나 및/또는 실리콘계 소포제(silicon anti-foam) 등과 같은 소포제를 0 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량% 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the slurry or semi-hygroscopic mixture comprises 0 to 2% by weight, preferably 0.5 to 1% by weight of a plasticizer, such as polyethylene glycol (preferred molecular weight: 500 to 10000) and / or a silicone antifoaming agent ( antifoaming agents such as silicon anti-foam) and the like, may comprise 0 to 1% by weight, preferably 0.1 to 0.5% by weight.

후술하는 예에 의해 본 발명을 더 설명한다.The present invention will be further described by the examples described below.

예 :Yes :

유리 전이 온도가 210 ℃이고, 코킹 밸류(coking value)가 85%이며, 애쉬 밸류(ash value)가 0.5%이고, 미세 분말 상태로 이용 가능한 콜타르(coal-tar) 피치가 흑연화성 고융점 피치(HMP)로서 사용되었다.The glass transition temperature is 210 ° C., the caking value is 85%, the ash value is 0.5%, and the coal-tar pitch available in the fine powder state is a graphitizable high melting point pitch ( HMP).

모든 예에서, 생성 혼합물을 600 ℃ 내지 900 ℃의 불활성 분위기에서 20 내지 120분 동안 1 ℃/분 내지 10 ℃/분의 가열 속도로 소성하였다.In all examples, the resulting mixture was calcined at a heating rate of 1 ° C./min to 10 ° C./min for 20 to 120 minutes in an inert atmosphere of 600 ° C. to 900 ° C.

A : 제1 타입에 따른 필터 :A: Filter according to the first type:

예 1Example 1

폴리우레탄 폼을 필요한 크기로 절단하고, 70 g의 초핑되지 않은 알루미나 실리케이트 세라믹 섬유와, 70 g의 상기 고융점 피치 분말과, 1000 g의 세라믹 분말(하소 알루미나)과, 70 g의 분산제(리그닌 술폰산)와, 4 g의 증점제(전분), 그리고 270g의 물을 함유하는 슬러리에 함침하였다.The polyurethane foam is cut to the required size, 70 g of chopped alumina silicate ceramic fiber, 70 g of the high melting point pitch powder, 1000 g of ceramic powder (calcined alumina), and 70 g of dispersant (lignin sulfonic acid) ), 4 g of thickener (starch), and 270 g of water were impregnated into the slurry.

필터는 수동으로 함침되거나 또는 이러한 용도로 사용되는 롤러를 포함하는 기계에 의해 함침된다. 함침 이후에, 고온 공기 및/또는 마이크로파 건조기를 사용하여 필터를 건조하였다. 분무용 에어건에 의해 코팅을 도포하였다. 필터를 한번 더 건조시킨 후, 환원 분위기 또는 무산화 분위기를 갖는 소성로(燒成爐)로 옮겼다. 소성로는 슬러리의 조성, 필터의 크기, 소성로의 크기 등에 따라 1 ℃/분 내지 10 ℃/분의 속도로 가열되었다.The filter is impregnated either manually or by a machine comprising a roller used for this purpose. After impregnation, the filter was dried using hot air and / or microwave dryer. The coating was applied by a spraying air gun. After the filter was dried once more, it was transferred to a kiln with a reducing atmosphere or an oxygen-free atmosphere. The kiln was heated at a rate of 1 ° C./min to 10 ° C./min depending on the composition of the slurry, the size of the filter, the size of the kiln and the like.

이들 필터의 강도는 최대 1.5 MPa이다. 전술한 필터를 사용하는 경우, 용융 금속과 상기 필터의 접촉 시에 열이 별도로 발생되므로(발열 반응) 과열이 요구되지 않는다는 사실이, 현장 시험 동안에 확인되었다.The strength of these filters is up to 1.5 MPa. In the case of using the above-described filter, it was confirmed during the field test that heat was generated separately at the contact of the molten metal with the filter (exothermic reaction) so that overheating was not required.

또한, 상기 필터를 1500 ℃를 상회하는 온도까지 가열하면, 섬유 강화 흑연형 결합이 형성된다. 이러한 처리는 필터의 전반적인 특성을 향상시키지만, 용융 금속의 여과를 위해 필요한 것은 아니다.In addition, when the filter is heated to a temperature above 1500 ° C., fiber-reinforced graphite bonds are formed. This treatment improves the overall properties of the filter but is not necessary for the filtration of molten metal.

예 2Example 2

알루미노 실리케이트 섬유 대신에 70 g의 0.2 mm로 초핑된 탄소 섬유를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 기법으로 예 1을 되풀이하였다. 생성물의 강도는 최대 2 MPa로서 훨씬 향상되었다.Example 1 was repeated with the same technique except that 70 g of 0.2 mm chopped carbon fiber was used in place of the aluminosilicate fiber. The strength of the product is much improved, up to 2 MPa.

예 3Example 3

알루미노 실리케이트 섬유 대신에 0.250 mm의 폴리에스테르 섬유 2 중량%를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 기법으로 예 1을 되풀이하였다. 생성물의 강도는 2 MPa보다 컸다.Example 1 was repeated with the same technique except that 2% by weight of 0.250 mm polyester fiber was used instead of the aluminosilicate fiber. The strength of the product was greater than 2 MPa.

B : 제2 타입에 따른 필터 :B: filter according to the second type:

예 4Example 4

50 g의 알루미노 실리케이트 세라믹 섬유와, 70 g의 상기 고융점 피치 분말과, 900 g의 세라믹 분말(하소 알루미나)과, 100 g의 흑연 분말과, 20 g의 PVA 바인더, 그리고 60 g의 물로 이루어진 혼합물을 Hobart 믹서 또는 Eirich 믹서에서 준비하였다. 이러한 혼합 공정의 목적은 반습성이면서 균질한 혼합물을 만드는 것이다. 수직 핀을 포함하는 강철 몰드에 소정량의 혼합물을 넣는다. 혼합물을 가압하여 다공 물품을 제조하였다. 그 후, 이러한 다공 물품을 상기 몰드로부터 꺼내고, 건조하며, 700 ℃의 무산화 분위기 또는 환원 분위기에서 1시간 동안 2 ℃/분의 가열 속도로 소성하였다. 가압된 필터의 강도는 섬유의 첨가로 인해 7 MPa에서 10 MPa로 증대되었다.50 g of aluminosilicate ceramic fibers, 70 g of the high melting point pitch powder, 900 g of ceramic powder (calcined alumina), 100 g of graphite powder, 20 g of PVA binder, and 60 g of water. The mixture was prepared in a Hobart mixer or Eirich mixer. The purpose of this mixing process is to create a semi-hygroscopic and homogeneous mixture. A predetermined amount of the mixture is placed in a steel mold comprising vertical pins. The mixture was pressurized to produce a porous article. This porous article was then taken out of the mold, dried and calcined at a heating rate of 2 ° C./min for 1 hour in an oxygen-free or reducing atmosphere at 700 ° C. The strength of the pressurized filter increased from 7 MPa to 10 MPa due to the addition of fibers.

예 5Example 5

알루미노 실리케이트 섬유 대신에 70 g의 0.2 mm로 초핑된 탄소 섬유를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 기법으로 예 4를 되풀이하였다. 생성물의 강도는 최대 12 MPa이었다.Example 4 was repeated with the same technique except that 70 g of 0.2 mm chopped carbon fiber was used in place of the aluminosilicate fiber. The strength of the product was up to 12 MPa.

예 6Example 6

알루미노 실리케이트 섬유 대신에 0.250 mm의 폴리에스테르 섬유 2 중량%를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 기법으로 예 4를 되풀이하였다. 생성물의 강도는 15 MPa보다 컸다.Example 4 was repeated with the same technique except that 2% by weight of 0.250 mm polyester fiber was used instead of the aluminosilicate fiber. The strength of the product was greater than 15 MPa.

이와 같이 섬유 강화 흑연화성 탄소 결합 다공 필터를 용융강 여과에 대한 현장 시험에서 사용하였다. 용융 금속과 필터의 접촉 시에는 용융강의 유동을 여과 동안에 유지시키기에 충분한 열이 발생되므로, 필터는 용융 금속의 과열을 필요로 하지 않는다는 사실이 확인되었다. 이는 필터 표면과 용융강의 발열 반응에 기인한 것이다. 또한, 필터는 시험 동안에 열충격 또는 변형의 문제를 갖는다. 이러한 장점은 강철의 주조에 있어서 경제적이면서 효과적으로 여과를 수행하는 기회를 제공할 것이다.Thus, fiber reinforced graphitizable carbon bonded porous filters were used in field tests for molten steel filtration. It has been found that the filter does not require overheating of the molten metal since sufficient heat is generated during the contact of the molten metal with the filter to maintain the flow of molten steel during filtration. This is due to the exothermic reaction of the filter surface with the molten steel. The filter also has the problem of thermal shock or deformation during testing. This advantage will provide an opportunity to perform filtration economically and effectively in the casting of steel.

Claims (24)

흑연화 탄소의 3차원 네트워크에 의해 결합된 섬유와 세라믹 분말을 포함하며,Comprising fibers and ceramic powders bonded by a three-dimensional network of graphitized carbon, 상기 흑연화 탄소는 0 초과 내지 15 중량% 이하로 포함되고, 무(無)산화 분위기, 환원 분위기, 또는 무산화 및 환원 분위기에서 500 내지 1000 ℃의 온도로 세라믹 분말, 섬유 및 흑연화성 탄소 결합 전구체를 소성하여 얻어지며, The graphitized carbon is contained in more than 0 to 15% by weight, ceramic powder, fiber and graphitizable carbon-bonded precursor at a temperature of 500 to 1000 ℃ in a non-oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, or a non-oxidizing and reducing atmosphere Obtained by firing 상기 섬유는 상기 소성 전에 0.1 내지 20 중량%의 양으로 함유되는 용융 금속 여과용 필터.The filter for filtering molten metal contained in the fiber in an amount of 0.1 to 20% by weight before the firing. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 분말은 지르코니아, 실리카, 알루미나, 브라운 용융(brown fused) 알루미나, 마그네시아, 점토, 활석, 운모, 탄화규소, 질화규소 또는 이들의 혼합물을 함유하거나, 또는 흑연을 함유하는 것인 필터.The method of claim 1, wherein the ceramic powder contains zirconia, silica, alumina, brown fused alumina, magnesia, clay, talc, mica, silicon carbide, silicon nitride or mixtures thereof, or contains graphite. Phosphorus filter. 삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유는 세라믹 섬유, 유리 섬유, 유기 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 필터.The filter according to claim 1 or 2, wherein the fibers are selected from the group consisting of ceramic fibers, glass fibers, organic fibers, carbon fibers, metal fibers and mixtures thereof. 제5항에 있어서, 상기 세라믹 섬유는 알루미나 섬유, 실리카 섬유, 알루미노 실리케이트 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 필터.6. The filter of claim 5, wherein the ceramic fibers are selected from the group consisting of alumina fibers, silica fibers, aluminosilicate fibers and mixtures thereof. 제5항에 있어서, 상기 유기 섬유는 폴리에스테르 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 비스코스 섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 필터.The filter according to claim 5, wherein the organic fiber is selected from the group consisting of polyester fiber, polyacrylonitrile fiber, polyethylene fiber, polyamide fiber, viscose fiber, aramid fiber and mixtures thereof. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유의 길이는 0.1 mm 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 필터.The filter as claimed in claim 1, wherein the fiber has a length of 0.1 mm to 5 mm. 삭제delete 제1항에 따른 필터의 제조 방법으로서,As a method for producing a filter according to claim 1, a) 열가소성 재료로 제조된 폼을 섬유, 세라믹 분말 및 흑연화성 탄소 결합 전구체를 함유하는 슬러리에 함침시키는 단계,a) impregnating a foam made of a thermoplastic material into a slurry containing fibers, ceramic powders and graphitizable carbon-bonded precursors, b) 상기 폼을 건조시키는 단계, 그리고 b) drying the foam, and c) 온도가 500 내지 1000 ℃인 무산화 분위기, 환원 분위기, 또는 무산화 및 환원 분위기에서 상기 함침된 폼을 소성하는 단계c) calcining the impregnated foam in an oxygen-free atmosphere, a reducing atmosphere, or an oxygen-free and reducing atmosphere having a temperature of 500 to 1000 ° C. 를 포함하며, c) 단계를 통해 상기 흑연화성 탄소 결합 전구체는 전부 또는 적어도 일부가 흑연화 탄소의 결합 네트워크로 변환되는 필터 제조 방법.And c) the graphitizable carbon bond precursor is converted, in whole or at least a portion, into a binding network of graphitized carbon through step c). 제11항에 있어서, 상기 열가소성 재료로 제조된 폼은 폴리우레탄을 함유하는 열가소성 폼인 것인 필터 제조 방법.12. The method of claim 11 wherein the foam made of thermoplastic material is a thermoplastic foam containing polyurethane. 제11항에 있어서, 상기 폼 함침 단계 이전에, 상기 흑연화성 탄소 결합 전구체는 섬유, 물, 유기 바인더 및 유동성을 조절하기 위한 첨가제와 혼합되는 것인 필터 제조 방법.The method of claim 11, wherein prior to the foam impregnation step, the graphitizable carbon-bonded precursor is mixed with fibers, water, organic binders, and additives to control fluidity. 제1항에 따른 필터의 제조 방법으로서,As a method for producing a filter according to claim 1, a) 섬유, 세라믹 분말 및 흑연화성 탄소 결합 전구체를 포함하는 반습성(semi-damp) 혼합물을 유압 프레스에서 가압하는 단계와;a) pressing in a hydraulic press a semi-damp mixture comprising fibers, ceramic powders and graphitizable carbon bond precursors; b) 디스크 또는 블록 형상의 다공(多孔) 물품을 획득하기 위해 가압하는 단계와;b) pressing to obtain a disk or block shaped porous article; c) 온도가 500 내지 1000 ℃인 무산화 분위기, 환원 분위기, 또는 무산화 및 환원 분위기에서 상기 다공 물품을 소성하는 단계c) calcining the porous article in an oxygen-free atmosphere, a reducing atmosphere, or an oxygen-free and reducing atmosphere having a temperature of 500 to 1000 ° C. 를 포함하고, c) 단계를 통해 상기 흑연화성 탄소 결합 전구체는 전부 또는 일부가 흑연화 탄소의 결합 네트워크로 변환되는 것인 필터 제조 방법.Wherein, in step c), the graphitizable carbon bond precursor is converted in whole or in part to a bond network of graphitized carbon. 삭제delete 삭제delete 제11항 또는 제14항에 있어서, 0.1 내지 20 중량%의 섬유와, 2 내지 15 중량%의 흑연화성 탄소 결합 전구체를 포함하는 슬러리 또는 반습성 혼합물을 사용하는 것인 필터 제조 방법.15. The method of claim 11 or 14, wherein a slurry or semi-hygroscopic mixture is used comprising 0.1 to 20% by weight of fibers and 2 to 15% by weight of graphitizable carbon-bonded precursors. 제11항 또는 제14항에 있어서, 0.2 내지 2 중량%의 유기 바인더를 더 포함하는 슬러리 또는 반습성 혼합물을 사용하는 것인 필터 제조 방법.15. The method of claim 11 or 14, wherein a slurry or semi-humidity mixture further comprising 0.2 to 2 percent by weight of an organic binder is used. 제18항에 있어서, 그린 바인더를 유기 바인더로서 사용하는 것인 필터 제조 방법.The method for producing a filter according to claim 18, wherein the green binder is used as the organic binder. 제11항 또는 제14항에 있어서, 0.1 내지 2 중량%의 분산제를 더 포함하는 슬러리 또는 반습성 혼합물을 사용하는 것인 필터 제조 방법.15. The method of claim 11 or 14, wherein a slurry or semi-hygroscopic mixture is used that further comprises 0.1 to 2 percent by weight dispersant. 제11항 또는 제14항에 있어서, 가소제 0 초과 내지 2 중량%와, 소포제 0 초과 내지 1 중량%를 더 포함하는 슬러리 또는 반습성 혼합물을 사용하는 것인 필터 제조 방법.15. The method of claim 11 or 14, wherein a slurry or semi-hygroscopic mixture is used which further comprises from 0 to 2% by weight of a plasticizer and from 0 to 1% by weight of an antifoaming agent. 제11항에 있어서, 상기 섬유는 유기 섬유이고, 상기 유기 섬유는 열분해되는 것인 필터 제조 방법.The method of claim 11, wherein the fibers are organic fibers and the organic fibers are pyrolyzed. 제11항 또는 제14항에 있어서, 20 내지 80 중량%의 세라믹 분말을 포함하는 슬러리 또는 반습성 혼합물을 사용하는 것인 필터 제조 방법.15. The method of claim 11 or 14, wherein a slurry or semi-hygroscopic mixture comprising 20 to 80 weight percent ceramic powder is used. 제20항에 있어서, 리그닌 술폰산을 분산제로서 사용하는 것인 필터 제조 방법.21. The method of claim 20, wherein lignin sulfonic acid is used as a dispersant.
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