Высокотемпературные керамические фильтры изготавливаются на основе оксида алюминия и имеют трехмерную сетчатую структуру; фильтры CFF широко применяются на металлургических и литейных предприятиях.
Расплавленный металл часто содержит примеси в виде включений, которые не удаляются в процессе рафинирования. Для получения высококачественного металлического сырья, необходимого для производства листового проката, тонкой волочилки и прецизионного литья, зачастую требуется удалить эти включения путем пропускания расплавленного металла через фильтры.
В известных решениях для того, чтобы фильтрация расплавленного металла, используются керамические пены с открытыми внутренними порами. Температурные условия работы фильтра очень жесткие, а температура фильтруемого расплавленного металла достигает примерно 1500 °C и выше, что требует тщательного подбора материалов и конструкций, способных выдерживать термические удары.
Процесс производства керамических пенофильтров
Порошковое сырье и вспениватель одновременно смешиваются, вспениваются и обжигаются с образованием пористого тела. Поскольку доля вспенивателя в виде органического материала в смеси составляет около 40% по массе, керамика, образующая каркас после обжига, имеет неплотную структуру, а не плотную. Поскольку контролировать поры или сеть, образующуюся в результате вспенивания, затруднительно, получается пористое тело, в котором происходят значительные потери давления.
Керамические фильтры для высоких температур обладают термостойкостью, низким коэффициентом теплового расширения, устойчивостью к термическим ударам при работе с расплавленным металлом температурой свыше 1500 °C (например, расплавом сплавов нержавеющей стали), высокой прочностью, минимальной склонностью к забиванию и низкими потерями давления, что делает их эффективным средством для фильтрации расплавленного металла.
Хорошо известно, что трехмерные сетчатые керамические пены с открытыми порами получают путем нанесения керамической суспензии на подложку в виде пены из синтетической смолы, удаления излишков суспензии, сушки и обжига покрытой подложки. Для того чтобы керамическая пена обладала достаточной прочностью, необходимой для фильтрации расплавленного металла, на пенопласт из синтетической смолы необходимо нанести значительное количество керамической суспензии. Такой керамический фильтр характеризуется небольшими потерями давления и хорошими фильтрационными характеристиками.
