專利名稱：用于熔融金屬過濾的過濾器裝置及制備這種過濾器的方法
用于熔融金屬過濾的過濾器裝置及制備這種過濾器的方法本發(fā)明涉及用于熔融金屬過濾的過濾器裝置，用于制備這種過濾 器的方法和使用這種過濾器裝置過濾熔融鋼的方法。為了處理熔融金屬，希望除去外來的金屬間化合物夾雜物，其例 如源自原料的雜質(zhì)、爐渣、熔渣和熔體表面形成的氧化物、用于形成 在其中形成熔融金屬熔體的腔室或容器的耐火材料的細(xì)小碎片。除去這些夾雜物形成均勻熔體以確保尤其是鋼、鐵和鋁金屬鑄造 中產(chǎn)品的高質(zhì)量。目前，廣泛使用陶瓷過濾器裝置，由于它們具有高 的承受極端熱沖擊的能力，由于它們的抗化學(xué)腐蝕性和具有承受機械 應(yīng)力的能力。這種陶瓷過濾器裝置的生產(chǎn)通常包括混合陶瓷粉末與合適的有機 粘結(jié)劑及水，以制備糊或漿料。使用漿料浸漬聚氨酯泡沫，隨后干燥并在1000-1700。C溫度范圍燒成。通過這種處理，在燒結(jié)過程中燒掉易 燃材料以制造多孔體。US-A-2，360，929和US-A-2，752，258可作為這種 常規(guī)過程的實例。此外，已知代替不規(guī)則交互連接孔道隨機分布的開孔過濾器裝置， 由貫穿材料的系列平行孔道構(gòu)成，通常通過將潮濕陶瓷粉末和有機粘 結(jié)劑液壓到含有垂直銷的模具中進(jìn)行制造。因此，獲得能以盤狀或塊 狀形式的穿孔結(jié)構(gòu)。然后，取決于最終用途穿孔制品在1000-1700。C的 溫度范圍燒成以制造穿孔的盤。在燒成過程中形成陶瓷和/或玻璃粘 結(jié)。WO-A1-0140414涉及用于各種用途例如建筑、金屬加工或?qū)w的 基于煤的多孔材料。通過在非氧化氣氛下在模具中加熱粉末狀的煤顆 粒制造材料。文獻(xiàn)建議在熔融鋁金屬過濾中使用多孔基于煤的產(chǎn)品替 代陶瓷泡沫過濾器。然而，基于煤的過濾器機械性能差。EP A2 0 251 634描述了制備用于金屬過濾目的的具有限定孔的陶瓷體的方法，所述陶瓷體具有通過成孔劑形成的光滑壁的單元，以 及與單元連接的具有圓形邊緣的孔。在制造過程中，成孔劑從陶資中 揮發(fā)并除去。US-A-5，520，823涉及僅用于過濾熔融鋁的過濾器裝置。使用硼硅 酸鹽玻璃獲得粘結(jié)(bonding )。在空氣中進(jìn)行燒成，由于空氣的氧化， 將損失相當(dāng)量的石墨?？偟膩碚f，用于鋁過濾的過濾器裝置通常在約1200。C燒成，而用 于鐵過濾的過濾器裝置在1450'C溫度燒成，用于鋼的則高于1600'C。 通常也在鋼過濾中使用在約1700。C燒成的陶資氧化鋯過濾器裝置。盡管廣泛用于金屬過濾，上述提及類型的陶瓷過濾器裝置具有限 制其應(yīng)用的一些缺點。盡管進(jìn)行預(yù)熱，在與熔融金屬第一次接觸時凝固顆粒趨于堵塞陶 瓷過濾器裝置。為了這個目的，通常在鑄造中使用過熱熔融金屬，即金屬處于高過其液相溫度約ioor;的溫度，以避免過濾器裝置堵塞。這種操作非常耗能增加成本，任何降低熔融金屬處理溫度的改進(jìn)均是 非常有利的。在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)在陶瓷過濾器裝置表面應(yīng)用碳涂層以 減少與熔融金屬直接接觸的零件的熱質(zhì)量。EP 0 463 234 Bl已提出在陶瓷過濾器裝置的涂覆碳的表面上應(yīng)用 放熱性反應(yīng)灼熱劑材料。盡管降低了熔融金屬流動所需溫度，后面的 溶液增加了過濾器裝置的制造成本，并且由于灼熱劑涂層必須與使用 的熔融金屬類型相一致，因此極大了限制了其應(yīng)用。無論如何，碳和灼熱劑涂層克服了陶瓷過濾器裝置高熱質(zhì)量的缺 點，但不能滿足其他一些缺點的挑戰(zhàn)。陶瓷和玻璃狀類型粘結(jié)劑在高溫下趨于軟化并蠕變，常導(dǎo)致過濾 器裝置浸蝕并且隨后污染熔體。由于熱金屬熔體的熱沖擊或化學(xué)(還原)腐蝕產(chǎn)生裂紋是陶瓷和玻 璃粘結(jié)的過濾器裝置中經(jīng)常遇到的問題。需要非常高的燒成溫度，尤其是在用于鋼過濾的陶瓷情況中，這是傳統(tǒng)陶瓷過濾器裝置的嚴(yán)重缺點，當(dāng)考慮需要高成本陶瓷原料時，這甚至更為嚴(yán)重。此外，使用具有相對強的本底輻射的氧化鋯是危險的，應(yīng)該避免。EP 1 421 042 Al涉及用于熔融金屬過濾的包括石墨化炭結(jié)合網(wǎng) 絡(luò)的過濾器裝置，和用于熔融鋼過濾的用途。然而，這些過濾器相對 較不耐用并機械強度低。EP 1 511 589 Al涉及用于熔融鋼過濾的包括石墨化炭結(jié)合網(wǎng)絡(luò) 的過濾器裝置，特征在于具有至少兩個相互間隔的篩板，特別提供儲 液室。根據(jù)這些文獻(xiàn)過濾器裝置具有有限的機械強度，在運輸和使用過 程中引起問題，并且在承受熔融金屬對其的壓力中限制了過濾器的容 量。而且，這些過濾器裝置易碎，趨于破碎成小塊，這可在鑄造前落 入模具中污染鑄件。EP 1513 600 Al已公開這些缺點，提供用于金屬過濾的過濾器， 通過應(yīng)用石墨化炭結(jié)合物和纖維粘合的陶瓷粉末的三維網(wǎng)絡(luò)改善機械 強度和硬度。通常，為了改善制品的機械強度和硬度在陶瓷和復(fù)合材 料中添加纖維。已知的纖維是金屬纖維，或如聚酯纖維、粘膠纖維、 聚乙烯纖維、聚丙烯腈(PAN)纖維、芳族聚酸胺纖維、聚酰胺纖維等 的有機纖維，或如硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維或玻璃纖維的陶瓷纖維， 或碳纖維。碳纖維可由100%碳構(gòu)成。例如，US-A1-4265659涉及例如通過在漿料中添加陶瓷纖維提高 強度的過濾器。磷酸鹽粘結(jié)的氧化鋁纖維已用于鋁過濾。WO-A-82033339涉及用 于過濾鋁金屬的多孔陶瓷過濾器。通過利用包括陶瓷微粒優(yōu)選A1203 和粘結(jié)劑的漿料浸漬泡沫獲得過濾器。所述的粘結(jié)劑是磷酸鋁粘結(jié)劑。US 3947363涉及用于過濾熔融金屬的基于氧化鋁的陶瓷泡沫過 濾器。粘結(jié)劑是正磷酸鋁粘結(jié)劑。然而，由于砩酸鹽粘結(jié)劑的軟化和低耐火性，這些常規(guī)的氧化鋁 過濾器裝置不能用于例如鐵或鋼的過濾。EP-A-159963公開了這些缺點，提供適于熔融鋼過濾的過濾器。 通過用含有磷酸鹽粘結(jié)劑的陶乾泥漿浸漬泡沫、擠出過量泥漿，干燥 并在1660'C和更高溫度對泡沫材料進(jìn)行燒成制備過濾器。因此，獲得 的陶瓷過濾器基本上不含磷酸鹽，陶瓷微粒相互燒成在一起。常規(guī)碳過濾器裝置由至多50%的在其中埋有陶瓷粉末的碳基質(zhì)構(gòu) 成，如EP 1282477 Al所述。該特別的專利提出控制碳粘結(jié)的過濾器 的燒成氣氛，在燒成開始時注入空氣，然后停止向燃燒室中注入以控 制燃燒室中氧水平。這種方法非常難以控制、并且慢、易于生產(chǎn)質(zhì)量 不一致的過濾器。而且，實際經(jīng)驗顯示不能使用該專利公開的方法制 備直徑大于200mm的大的過濾器。除了弱的機械強度、尺寸限制和 不一致的質(zhì)量外，由于存在高含量低抗氧化的碳(多至50%)，根據(jù) EP1282477 Al制備的過濾器也遭受高的氧化率。另一方面，EP 1 421 042 Al， EP 1 511 589 Al和EP 1 513 600 Al 7〉開含有約10%石墨化 粘結(jié)劑并具有至多約90%陶瓷的過濾器。盡管這兩種類型過濾器不同， 由于難以控制燒成氣氛，導(dǎo)致過濾器裝置間機械強度的變化并且也具 有高的廢品率，它們均存在制造上的不一致性。它們也表現(xiàn)出低的機 械強度，引起操作和運輸中的問題。這些過濾器還具有低的抗氧化性， 特別是含有較多碳相例如約50%碳基質(zhì)的過濾器裝置，由于存在高含 量的可氧化的碳。由于燒成中高收縮和低的機械強度，根據(jù)EP 1282477 A 1，不能生產(chǎn)大尺寸的過濾器。由于鑄造人員不愿使用比他 們所熟悉的陶瓷粘結(jié)的過濾器更不耐用的過濾器，因此低機械強度和 易碎性問題限制了這類過濾器的使用。因此，本發(fā)明的目的是解決上述所有問題，特別是提供過濾裝置， 制備這種過濾器裝置的方法，所述過濾器是熱硬(thermally hard )的 并機械堅固的，具有足夠強度進(jìn)行操作而無需在如運輸過程中過多擔(dān) 心，能承受鑄造熔融金屬包括鐵和鋼的沖擊和應(yīng)力，此外避免了為防 止孔堵塞所需的熔融金屬過熱，并且能可靠地制備出和重復(fù)制備出具 有預(yù)定性能甚至是大尺寸的過濾器裝置。問題通過用于熔融金屬過濾的過濾器裝置進(jìn)行解決，所述過濾器包含通過磷酸鹽粘結(jié)劑粘結(jié)的主要陶乾相和少量碳相。不希望受限于理論，相信碳相與磷酸鹽粘合網(wǎng)絡(luò)相互纏繞并影響 磷酸鹽粘合網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，因此在一定程度上增強了它的性質(zhì)，否則它是柔軟的，其既展現(xiàn)出高硬度、結(jié)構(gòu)上的機械阻力(mechanical resistance)，也展現(xiàn)出承受上述提及問題挑戰(zhàn)的彈性。不預(yù)期這些相 互影響結(jié)構(gòu)的組分組合導(dǎo)致本發(fā)明過濾器裝置的協(xié)同特征。它導(dǎo)致本 發(fā)明的過濾器無需在高溫下燒成，同時也適于熔融鋼過濾。在本發(fā)明 意義上的主要陶瓷相指的是至少過濾器裝置50重量份量的氧化鋁、氧 化硅、氧化鋯、鋯石、氧化鎂、石墨、莫來石、碳化硅、粘土、如二 硼化鋯的金屬硼化物，或上述組合。主要理解的是，僅含有通過磷酸鹽粘結(jié)劑粘結(jié)的陶乾相的過濾器 由于磷酸鹽粘結(jié)劑低的耐火性，不能用于鋼過濾。因此，必須具有碳 相使得過濾器適用于鋼過濾。根據(jù)本發(fā)明的具有少量碳相的磷酸鹽粘結(jié)的過濾器具有相對低的 熱質(zhì)量。這使得無需使待過濾的熔融金屬過熱，因此減少了能耗。根 據(jù)本發(fā)明的過濾器裝置具有與純陶瓷粘結(jié)的過濾器一樣高的機械強 度?？蛇B續(xù)制造出具有可靠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的過濾器裝置。過濾器裝置易于 操作并且在運輸過程中安全。它們具有高的抗氧化性。由于它們較高 的強度，甚至能制備大尺寸的過濾器，這意味著它們可用于將來未預(yù) 見的用途如在鋼過濾中。優(yōu)選地，本發(fā)明的過濾器裝置的陶瓷相包括氧化鋁、氧化鋯、鋯 石、氧化硅、氧化鎂、任何類型的粘土、滑石、云母、硅、碳化物、 氮化硅等或其混合物，或石墨，特別是棕剛玉，或特別是由氧化鋁、 氧化鋯、鋯石、氧化硅、氧化鎂、任何類型的粘土、滑石、云母、硅、 碳化物、氮化硅等或其混合物，或石墨，特別是棕剛玉構(gòu)成。根據(jù)本 發(fā)明的過濾器裝置是特別優(yōu)選的，其中磷酸鹽構(gòu)成至多15重量份，特 別是1-10重量份，更具體的是5重量份。優(yōu)選地，所述碳相構(gòu)成至多根據(jù)本發(fā)明的過濾器裝置的15重量 份，特別是1-10重量份，更具體的是7重量份。少量碳相包括或特別是由焦油、瀝青、酚醛樹脂、合成焦炭、半 焦產(chǎn)物、石墨、燒成碳、無煙煤、木質(zhì)素、燒成焦炭產(chǎn)物、有機聚合 物和其混合物或其組合構(gòu)成。在特別優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)發(fā)明的過濾器裝置還可含有陶瓷 和/或有機纖維。優(yōu)選地，所述陶乾纖維選自氧化鋁纖維、氧化硅纖維、硅酸鋁纖 維、碳纖維及其混合物。優(yōu)選的，所述有機纖維選自聚酯纖維、聚丙 烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚酰胺纖維、粘膠纖維、芳族聚酰胺纖維、 及其混合物。在過濾器裝置配方中，添加0.1-20重量份、特別是0.2-10重量份、 更特別是4重量份纖維有助于顯著改善過濾器裝置的性能。改善主要 是由于提高了機械強度、改善了硬度、更高的抗沖擊性和更好的熱沖 擊性。通過過濾容量的增加、更好的機械完整性和更少污染鋼鑄件證 實了其本身的改進(jìn)。由于磷酸鹽粘結(jié)物結(jié)合碳和纖維在高溫下具有出 色的機械強度，在金屬鑄造過程中不發(fā)生軟化或彎曲。這有助于更清 潔的金屬鑄造。根據(jù)本發(fā)明磷酸鹽粘結(jié)的過濾器還包括碳相和纖維，與玻璃狀碳 粘結(jié)的過濾器相比提供以下優(yōu)點 -高的抗氧化性 -高的才幾械強度 -高的抗沖擊性 —低的微孔率 -低的比表面積 -結(jié)構(gòu)柔性 -無易碎的性能 -可經(jīng)濟的使用 -制造簡單 -質(zhì)量穩(wěn)定本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在具有少量碳相的磷酸鹽粘結(jié)的過濾器裝置中添加任何類型纖維導(dǎo)致過濾器機械強度顯著改善，及抗沖擊性和熱沖擊 的改善。本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加纖維的有益作用取決于添加纖維的量、纖維 長度、添加纖維的裝置的性質(zhì)和類型。添加的纖維量越多，過濾器裝 置的強度越大。然而，非常高含量的纖維是不希望的，因為對漿料流 變性能具有負(fù)面影響。在引入碳纖維后引入陶瓷纖維可獲得最好結(jié)果。 另一方面，碳纖維最貴，而有機纖維最便宜。因為添加的有機纖維比碳或陶瓷纖維添加量少得多(少于2重量份)，所以使用有機纖維是最 經(jīng)濟的。然而，有機纖維比陶瓷或碳纖維更能影響漿料的流變性能。 在過濾器組分混合過程中，以碎纖維或散纖維形式添加纖維。不需要 額外的混合技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明使用的纖維長度均在0.1-5mm范圍內(nèi)，優(yōu)選具有 O.l-l.Omm范圍的長度。在本發(fā)明的進(jìn)一步的實施方案中，以第一方法制造用于熔融金屬 過濾的陶瓷過濾器裝置，其包括步驟如下a) 用含有磷酸鹽前體、碳源、陶瓷粉末、可選的陶瓷或碳纖維和可選的其他添加劑的漿料浸漬由熱塑性材料制得的泡沫，b) 千燥，之后可選的進(jìn)行如a)所述的一次或兩次漿料浸漬，然后 最終干燥，c) 在非氧化和/或還原氣氛下在500-100(TC溫度范圍，特別在 600。C到900。C燒成浸潰的泡沫。優(yōu)選地，所述的磷酸鹽前體選自磷酸、磷酸鈉、正磷酸鋁和磷酸 一鋁、磷酸釣、磷酸鎂、含磷酸鹽的鹽、含磷酸鹽化合物及其混合物。優(yōu)選地，利用包含聚氨酯的熱塑性泡沫制備根據(jù)本發(fā)明的過濾器 裝置。在用陶瓷粉末、水、有機粘結(jié)劑和流變性能控制添加劑(在本發(fā)明 的一個實施方案中，可添加至多2重量份，優(yōu)選0.1-2重量份)浸漬泡 沫前，混合纖維(如果需要)和碳源是有利的。在本發(fā)明的另一實施方案中，通過以下方法制造第二類型的陶瓷過濾器，其包括步驟如下a) 在液壓機中壓制半濕混合物，所述半濕混合物包括磷酸鹽前體、 碳源、陶瓷粉末、和可選的包括纖維的其他添加劑，b) 把混合物壓成盤形或塊狀，c) 在組合或單個步驟中把步驟b)的壓制的混合物進(jìn)行穿孔，d) 在非氧化和/或還原氣氛中在500'C-1000'C溫度范圍特別是 600'C-900'C內(nèi)對步驟c)的穿孔的制品進(jìn)行燒成。優(yōu)選的，碳相源是高熔點瀝青(HMP),因為它提供最佳的可加工 性、成本和產(chǎn)品質(zhì)量。然而，必須注意的是，其他碳源也可用于制造 根據(jù)本發(fā)明的碳源材料，如合成的或天然樹脂、石墨、焦炭、聚合物 和可燒成的碳，只要它可提供碳相。根據(jù)健康和安全方面、燒成過程 中揮發(fā)物的量、碳的產(chǎn)率、同其他組分的相容性，與水的相容性、成 本等決定碳相的選擇。優(yōu)選的碳源可提供高的碳產(chǎn)率、具有低的吸水 率、不污染環(huán)境、操作和使用安全、低成本和與水相容。在本發(fā)明另一實施方案中，這些方法使用漿料(用于制造第一類型 的具有碳相的磷酸鹽粘結(jié)的過濾器)或半濕混合物(用于制造第二類型 的具有碳相的磷酸鹽粘結(jié)的陶瓷過濾器)，其包括l-15重量份的磷酸鹽前體，5-90重量份的碳相源，5-卯重量份的陶瓷特別是氧化鋁粉末，0-80重量份的抗氧化材料，0-20重量份的纖維，0-10重量份，特別是0.2-2重量份的有機粘結(jié)劑，及 0-4重量份，特別是0.1-2重量份的分散劑。添加所需量的水。為了準(zhǔn)備漿料，15-40重量份的水是必須的，這 取決于陶瓷過濾器材料和碳相源的性質(zhì)。對于用于壓制的半濕混合物， 2-10重量份的水是必須的，這取決于陶瓷過濾器材料和碳相源的性質(zhì)。陶瓷粉末可包括氧化鋁、特別是棕剛玉、氧化鋯、鋯石、氧化硅、 氧化鎂、任何類型的粘土、滑石、云母、硅、碳化物、氮化硅或其混合物，或優(yōu)選由氧化鋁、特別是棕剛玉、氧化鋯、鋯石、氧化硅、氧 化鎂、任何類型的粘土、滑石、云母、硅、碳化物、氮化硅或其混合物構(gòu)成o優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的抗氧化材料是金屬粉末，例如鋼、鐵、青銅、硅、鎂、鋁、硼、硼化鋯、硼化釣、硼化鈦等，和/或含有20-30重量 份氧化硼的玻璃料。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的有機粘結(jié)劑是未處理(green)的粘結(jié)劑，例如 聚乙烯醇(PVA)、淀粉、阿拉伯樹膠、糖等或其任意組合?？商砑舆@ 些粘結(jié)劑以在燒成前的處理過程中改善過濾器裝置的機械性能。也可 使用淀粉和阿拉伯樹膠作為增稠劑。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的分散劑是Despex⑧、木質(zhì)素磺酸鹽等，或有 助于減少漿料中水含量和改善流變性能的其任意組合。在本發(fā)明的另一實施方案中，漿料或半濕混合物可包括0-2重量 份、優(yōu)選0.5-1重量份的增塑劑，例如聚乙二醇(優(yōu)選的分子量 500-10000),和/或0-l重量份、優(yōu)選0.1-0.5重量份的防泡沫劑，例如 硅防泡沫劑。本發(fā)明的過濾器由于它出色的性能也適于熔融鋼的過濾。 通過下面實施例進(jìn)一 步說明本發(fā)明作為可石墨化的高熔點湯青(HMP)，使用玻璃轉(zhuǎn)化溫度2101C、 焦化值85%、灰分值0.5%的煤焦油瀝青，其作為細(xì)粉末是市售可獲 得的。實施例1A:根據(jù)第一類型的過濾器聚氨酯泡沫體切成所需尺寸，用漿料浸漬，該漿料包含 氧化鋁粉末 88重量份(ppw)5ppw 7ppw l.Oppw 0.2ppw碳(HMP) 有機粘結(jié)劑PVADeflaculant Despex 防泡沫劑Organo silicon Derivitives O.lppw 和水。人工或通過用于此目的的包含有滾筒(roller )的機器浸漬過濾器。 浸漬后，使用熱空氣和/或微波干燥器干燥過濾器。通過空氣噴槍施用 另一涂層。再一次干燥過濾器裝置，并將其轉(zhuǎn)移到爐中，在惰性氣氛下在600。C-900。C溫度范圍內(nèi)以加熱速率rc/分鐘-io。c/分鐘燒成20-120分鐘。所述過濾器裝置具有l(wèi)MPa的斷裂模量。過濾器越重， 強度越高。該過濾器裝置顯著輕于僅由陶瓷或玻璃粘結(jié)材料制得的過 濾器裝置。它也顯著地更便宜。在現(xiàn)場試驗過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用這種 過濾器時不需要過熱，因為過濾器裝置與熔融金屬接觸時產(chǎn)生了額外 的熱量(放熱反應(yīng))。 實施例2使用漿料制備根據(jù)實施例1的過濾器，該漿料包括 氧化鋁粉末 84重量份(ppw)磷酸鋁 5ppw 碳(HMP) 7ppw 有機粘結(jié)劑PVA 1.0ppwDeflaculant Despex 0,2ppw防泡沫劑Organo silicon Derivitives0.1 ppw碳纖維 4ppw和水。所述過濾器裝置具有相對于實施例1的過濾器提高的斷裂模量。 測量出斷裂模量高于3MPa。在現(xiàn)場試驗過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用這種過 濾器時不需要過熱，因為過濾器裝置與熔融金屬接觸時產(chǎn)生了額外的 熱量(放熱反應(yīng))。取決于纖維含量，能測量出高達(dá)6MPa的斷裂模量。實施例3B:根據(jù)第二類型的過濾器在Hobart或Eirich混合器中制備根據(jù)實施例1的包含4ppw水的 混合物?；旌线^程的目的在于制備半濕和均勻的混合物。壓制前混合物陳化24小時。將預(yù)定重量的混合物置于如EP 1 511 589 Al所述的 包含垂直銷的鋼模具中。壓制混合物制造穿孔制品。然后從模具中取 出穿孔制品，干燥并在非氧化或還原氣氛中在900。C溫度下燒成1小 時，加熱速率為2'C/分鐘。
權(quán)利要求
1.用于熔融金屬過濾的過濾器裝置，其包含通過磷酸鹽粘結(jié)劑粘結(jié)的主要陶瓷相和少量碳相。
2. 權(quán)利要求l的過濾器裝置，其中陶瓷相包括氧化鋁、氧化鋯、 鋯石、氧化硅、氧化鎂、任意類型的粘土、滑石、云母、硅、碳化物、 氮化硅或其混合物。
3. 權(quán)利要求1或2的過濾器裝置，其中陶瓷相包括棕剛玉。
4. 權(quán)利要求l-3中任一項的過濾器裝置，其中所述磷酸鹽構(gòu)成至 多15重量份，特別是1-10重量份，更具體的是5重量份。
5. 權(quán)利要求l-4中任一項的過濾器裝置，其中所述碳相構(gòu)成至多 15重量份，特別是1-10重量份，更具體的是7重量份。
6. 權(quán)利要求1-5中任一項的過濾器裝置，其還舍有陶瓷和/或有機 纖維。
7. 權(quán)利要求6的過濾器裝置，其中所述陶瓷纖維選自氧化鋁纖維、 氧化硅纖維、硅酸鋁纖維、碳纖維和其混合物。
8. 權(quán)利要求6的過濾器裝置，其中所述有機纖維選自聚酯纖維、 聚丙烯腈纖維、聚乙烯纖維、聚酰胺纖維、粘膠纖維、芳族聚酰胺纖 維及其混合物。
9. 權(quán)利要求6-8中任一項的過濾器裝置，其特征在于含有0.1-20 重量份、特別是0.2-10重量份所述纖維，更優(yōu)選4重量份。
10. 權(quán)利要求6-9中任一項的過濾器裝置，其特征在于纖維長度 為0.1-mm，優(yōu)選0.1-lmm。
11. 制造用于熔融金屬過濾的陶瓷過濾器裝置的方法，其包括步膿.a) 用含有磷酸鹽前體、碳相前體、陶瓷粉末、可選的纖維和可選 的其他添加劑的漿料浸漬由熱塑性材料制得的泡沫，b) 干燥，然后可選地用相同漿料浸漬一次或兩次，然后最終干燥，c) 在非氧化和/或還原氣氛下在500-1000。C溫度范圍，特別在600。C到900。C燒成浸漬的泡沫。
12. 權(quán)利要求ll的方法，其中所述的磷酸鹽前體選自磷酸、磷酸 鈉、正磷酸鋁和磷酸一鋁、磷酸釣、砩酸鎂、含磷酸鹽的鹽、含磷酸 鹽的化合物及其混合物。
13. 權(quán)利要求11或12的方法，其中所述碳相前體至少部分或完 全轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的碳相。
14. 權(quán)利要求11-13中任一項的方法，其利用包含聚氨酯的熱塑 性泡沫。
15. 權(quán)利要求11-14中任一項的方法，其中在浸漬泡沫前，將磷 酸鹽前體和碳相前體與纖維、陶瓷粉末、水、有機粘結(jié)劑和流變性能 控制添加劑進(jìn)行混合。
16. 制造用于熔融金屬過濾的陶瓷過濾器的方法，其包括步驟a) 在液壓機中壓制半濕混合物，所述半濕混合物包含磷酸鹽前體、 碳相前體、陶瓷粉末、和可選的包括纖維的其他添加劑，b) 把混合物壓成盤形或塊狀，c) 在組合或單個步驟中把步驟b)的壓制混合物進(jìn)行穿孔，d) 在非氧化和/或還原氣氛中在500。C-1000。C溫度范圍，特別是 600。C-卯0。C對步驟c)的穿孔制品進(jìn)行燒成。
17. 權(quán)利要求11-16中任一項的方法，其中使用石墨、焦炭、瀝 青、特別是高熔點瀝青(HMP )和/或樹脂作為碳相源。
18. 權(quán)利要求11-17中任一項的方法，其中使用的漿料或半濕混 合物包括l-15重量份的磷酸鹽前體， 5-90重量份的碳相源， 5-90重量份的陶瓷粉末， 0-80重量份的抗氧化材料， 0-20重量份的纖維，0-10重量份，特別是0.2-2重量份的有機粘結(jié)劑，和 0-4重量份，特別是0.1-2重量份的分散劑。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中所述陶瓷粉末包括氧化鋁、特別是 棕剛玉、氧化鋯、鋯石、氧化硅、氧化鎂、任意類型的粘土、滑石、 云母、硅、碳化物、氮化硅或其混合物，或優(yōu)選由氧化鋁、特別是棕 剛玉、氧化鋯、鋯石、氧化硅、氧化鎂、任意類型的粘土、滑石、云 母、硅、碳化物、氮化硅或其混合物構(gòu)成。
20. 權(quán)利要求18或19的方法，其中使用金屬粉末例如鋼、鐵、 青銅、硅、鎂、鋁、硼、硼化鋯、硼化釣、硼化鈦等，和/或含有20-30 重量氧化硼的玻璃料作為抗氧化材料。
21. 權(quán)利要求18-20中任一項的方法，其中使用未處理的粘結(jié)劑 例如PVA、淀粉、樹膠、糖或其組合作為有機粘結(jié)劑。
22. 權(quán)利要求18-21中任一項的方法，其中使用木質(zhì)素磺酸鹽作 為分散劑。
23. 權(quán)利要求18-22中任一項的方法，其中使用的漿料或半濕混 合物還包括0-2重量份的增塑劑，和/或 0-1重量份的防泡沫劑。
24. 權(quán)利要求1-10中任一過濾器裝置用于熔融鋼過濾的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于熔融金屬過濾的陶瓷過濾器裝置，包括通過磷酸鹽粘結(jié)劑粘結(jié)的主要陶瓷相和少量碳相，制造這種過濾器裝置的方法和這種過濾器裝置用于熔融鋼過濾的用途。
文檔編號C22B9/02GK101257957SQ200680032436
公開日2008年9月3日 申請日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日
發(fā)明者K·朱瑪 申請人:維蘇維尤斯·克魯斯布公司