[其他]泡沫陶瓷过滤器及其制备方法

说明书

本发明涉及用于过滤熔融金属，特别是过滤铁基合金的一种改进的泡沫陶瓷过滤器，以及制备此种过滤器的方法。更具体讲，本发明是涉及一种具有改进性能的泡沫陶瓷过滤器，特别是对于过滤铁和铁基合金，使其具有快速引动（priming）过滤的作用，而不会在其中发生反应。

在本技术领域中已知可应用多孔性泡沫陶瓷材料来过滤熔融的金属，特别是过滤铝，例如在美国专利第3893917，3947363，3962081，4024056，4024212，4075303，4265659，4342644以及4343704号中所叙述的。制造此类过滤器的材料主要是包括一种具有某些其他添加物的磷酸盐耐火材料，此种耐火材料已在2000°F在左右烧成，以便使此种胶结成熟。虽然此类型耐火材料适用于制铝工业，并能容易地经受一般在1300°F左右铸造大多数的铝合金，但是由于强度低，耐化学品性能差同时高温稳定性也差，所以在许多其他可能发展的用途中无法使用。

于是就迫切需要研制一种材料，既要保留该种泡沫陶瓷材料已具备的有利性质，即高孔隙度，低压力降，大的几何表面积和曲折的流径，还要克服以前在强度、耐化学品性能和耐高温性能方面的不足。此外，还非常需要研制一种制法比较简单，能用于许多用途，特别是高温用途的材料，例如用于过滤黑色金属。

美国专利第4610832号中描述了一种改进的泡沫陶瓷过滤器及其制备的方法，此种过滤器特别适于高温用途，例如铁或钢的过滤;其制造是使用包括一种胶凝水化氧化铝结合剂的触变性陶瓷组分的水泥浆为基础。虽然所述的过滤器确有显著改进，但是已经发现在某些用途中需要用特殊的流道和浇口系统以保证此种过滤器的引动过滤作用。

因此本发明的一个主要目的是提供一种改进的泡沫陶瓷过滤器及其制备方法。

本发明的进一步目的是提供一种如前述的改进的泡沫陶瓷过滤器和制造方法，此种过滤器便宜并且容易使用，而此种方法可制造出符合要求的和确实改进了的性能的过滤器。

本发明还有一个进一步的目的，就是提供一种如前述的改进的过滤器和制造方法，此种过滤器克服了磷酸盐结合剂的缺点，而此种制造方法可提供一种易于引动过滤和具有改进的耐热性能的过滤器。

本发明的再进一步的目的和优点将在下文中叙述。

按照本发明，前述的目的和优点均很容易达到。

本发明提供一种改进的泡沫陶瓷过滤器及其制备方法，其特征在于具有极好的物理性质，特别是高导热性，并且对铁及铁基合金能快速引动过滤，还能避免磷酸盐结合剂的缺点，特别是由于在熔融金属中摄取磷而引起的热/化学不稳定性。

本发明的改进的泡沫陶瓷过滤器是由一种含有碳化硅和一种胶态二氧化硅结合剂的陶瓷泥浆制成，此种过滤器具有开孔泡沫结构，并具有许多由所述陶瓷的网膜包围的互连空隙;所述的过滤器具有至少50%的碳化硅和至少3%的二氧化硅，而最好是3-5%的二氧化硅的固体物含量。其他陶瓷材料，例如氧化铝也可以加入此种泥浆中。

此外，本发明是制备一种用于过滤熔融金属的泡沫陶瓷过滤器的方法，此法包括：提供一种网状结构的有机聚合物泡沫材料;将所述的泡沫材料用一种含有碳化硅和一种胶态二氧化硅结合剂的触变性陶瓷组合物的水泥浆浸渍，所述组合物具有至少50%碳化硅和至少3%二氧化硅，而最好是3-15%二氧化硅的固体物含量;将所述的已浸渍的聚合物泡沫干燥并加热，除掉其中的有机物组分，然后在高温烧成，制得所述的泡沫过滤器。

本发明的方法和过滤器在本技术领域中具有明显优点，特别是用于过滤铁和铁基合金。已发现此种胶态二氧化硅对于铁和铁基合金的最后产物具有润湿效应，因此在过滤熔融铁和铁基合金时可以快速地引动过滤。此种情况对于本技术有很大好处。

此外，本发明的特征在于并不具有使用磷酸盐结合剂的缺点。在过滤铁和铁基合金时，使用磷酸盐结合剂，可在所过滤的熔体中加入不合乎要求的杂质。首先，本发明的胶态二氧化硅结合剂不易溶解于铁和铁基合金的熔融物。其次，铁和铁基合金熔融物对于硅的容受性比对磷来得高。当采用常用方法把废过滤器放在熔融物中来回收金属时，则前述情况是一项特别优点。此外，本发明的过滤器很经济，并具有极好的物理性质，特别是高导热性，此种高导热性可提供良好的抗热冲击性，并可防止该过滤器的热-机械性损坏。

本发明的进一步特征将在下文中叙明。