[发明专利]用于有色金属的泡沫陶瓷过滤器

说明书

本发明公开了一种用于过滤有色金属的泡沫陶瓷过滤器，包括作为芯材料的煅烧氧化铝和作为粘合剂的二氧化硅。本发明还公开了一种制造用于过滤有色金属的泡沫陶瓷过滤器的方法。

技术领域

本发明涉及一种泡沫陶瓷过滤器，用于过滤液态有色金属(例如包括铝、镁和这些金属中的每种金属的合金)。

背景技术

铝、镁和其它有色金属的锭和坯料的生产通常包括过滤步骤，其中液态金属通过过滤器以除去夹杂物，例如不溶性固体或不混溶的液体杂质。开孔泡沫陶瓷过滤器经常用于此目的。

近年来，“工业标准”泡沫陶瓷过滤器主要基于氧化铝颗粒和单磷酸铝粘合剂体系。尽管这种过滤器已得到广泛认可，但该配方具有许多缺点，包括但不限于耐热冲击性差，并且高于所需的热膨胀，细颗粒释放或“降雪(snowing)”。与这种一般形式的磷酸盐(P₂O₅)粘合过滤器相关的另一个缺点是在使用后释放有毒和易燃的磷化氢气体的风险，这使得处置复杂化。

US8518528描述了一种用于熔融铝合金的泡沫陶瓷过滤器，其包括富含硅酸铝的芯(优选基于蓝晶石)和硼玻璃壳(其包封聚集颗粒芯并保护其免受镁蒸气的侵蚀)。该过滤器不包含磷酸盐，因此在处理后不会产生磷化氢气体。

尽管US8518528中描述的该类型的过滤器已被证明在商业上是成功的，但是存在需要改进性能的方面，包括例如在过滤器的处理过程中产生较少的灰尘(通常称为“雪”)。还期望的是以常温抗折强度(CMOR，cold modulus of rupture)测量的强度增加。强度的增加能够改善过滤器的运输。它还允许增加过滤器的尺寸，因为额外的强度将支持增加的过滤器尺寸和操作需求。提高过滤器的耐化学性是另一个所期望的方面，因为例如(在一些铝合金中发现的元素)改善的抗镁侵蚀性可以在一些应用中增加过滤器的使用寿命。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于有色金属的泡沫陶瓷过滤器，其满足一个或多个上述目的，而不需要在粘合剂材料中使用磷酸盐。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于过滤有色金属的泡沫陶瓷过滤器，其包括作为芯材料的煅烧氧化铝和作为粘合剂的二氧化硅。

已经表明，根据本发明的泡沫陶瓷过滤器在使用期间产生较少的雪，因此确保了改进的过滤。

已经表明，根据本发明的泡沫陶瓷过滤器可提供增加的CMOR强度。

已经表明，根据本发明的泡沫陶瓷过滤器提供了改进的抗化学侵蚀性，从而提供了增加的使用寿命。

在一个实施方案中，所述过滤器的化学成分包含75-95wt％(重量百分比)的煅烧氧化铝和3-15wt％的二氧化硅。有利地，所述过滤器的化学成分包含80-90wt％的煅烧氧化铝。有利地，所述过滤器的化学成分包含5-10wt％的二氧化硅。

泡沫陶瓷过滤器的化学成分可进一步包含3-15wt％、优选5-10wt％的硼酸盐玻璃。

泡沫陶瓷过滤器的化学成分可进一步包含0-5wt％、优选0-3wt％的氧化硼。

泡沫陶瓷过滤器的密度可以为320-380kg/m³，优选340-360kg/m³。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造用于过滤有色金属的泡沫陶瓷过滤器的方法，该方法包括提供包含煅烧氧化铝和胶体二氧化硅的浆料，将浆料涂覆到泡沫前体上，将涂覆了浆料的泡沫前体进行干燥以形成生坯制品，并烧制生坯制品以蒸发该泡沫前体，从而形成网状泡沫陶瓷过滤器。

在一个实施方案中，浆料包含40-90wt％、优选50-80wt％的煅烧氧化铝和5-25wt％、优选10-20wt％的胶体二氧化硅。