PL193633B1

PL193633B1 - Ceramic body for making porous filters for use in filtering molten metal alloys in particular cast iron

Info

Publication number: PL193633B1
Application number: PL331954A
Authority: PL
Inventors: Krystyna Piech; Jerzy Stachańczyk; Maciej Asłanowicz; Tadeusz Fulko; Andrzej Ościłowski
Original assignee: Aslanowicz Maciej; Inst Odlewnictwa; Oscilowski Andrzej
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2007-02-28
Also published as: PL331954A1

Abstract

1. Masa ceramiczna do wytwarzania filtrów piankowych do filtrowania ciekłych stopów metali, zwłaszcza żeliwa, zawierająca glinę ogniotrwałą, tlenek glinu i krzemionkę koloidalną, znamienna tym, że składa się z 23 - 65% wagowych węglika krzemu, 15 - 50% wagowych tlenku glinu, 4-15% wagowych gliny ogniotrwałej, 0,8 - 4,0% wagowych szkła borokrzemowego, 0 - 1,0% wagowych soli sodowej karboksymetacelulozy oraz 20 - 40% wagowych krzemionki koloidalnej.1. Ceramic mass for the production of foam filters for filtering liquid metal alloys, especially cast iron, containing refractory clay, alumina and colloidal silica, characterized in that it consists of 23 - 65% by weight of silicon carbide, 15 - 50% by weight of alumina, 4-15% by weight of refractory clay, 0.8 - 4.0% by weight of borosilicate glass, 0 - 1.0% by weight of sodium carboxymetacellulose and 20 - 40% by weight of colloidal silica.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest masa ceramiczna do wytwarzania filtrów piankowych do filtrowania ciekłych stopów metali, zwłaszcza stopów żeliwa.The subject of the invention is a ceramic mass for the production of foam filters for filtering liquid metal alloys, especially cast iron alloys.

Znana z polskiego opisu patentowego nr 144 806 masa do wykonywania filtrów ceramicznych składa się z monofrakcji ogniotrwałej glinki palonej, elektrokorundu lub korundu, bentonitu, węglanu sodu i/lub ługu posiarczynowego. Filtry wykonane z tej masy wypala się w temperaturze 1000 1380°C. Filtry z tej masy stosuje się do filtrowania stopów aluminium o temperaturze 700 - 800°C. Filtry wykonane z masy ceramicznej znanej z polskiego opisu patentowego nr 162 943 składającej się z tlenku glinu w postaci korundu lub elektrokorundu, drobno zmielonej glinki ogniotrwałej lub bentonitu, szkła borowego oraz roztworu wodnego glikocelu lub dekstryny jako plastifikatora, wypala się w temperaturze 1000 -1300°C i znajdują zastosowanie do filtrowania stopów aluminium o temperaturze 700 - 800°C. Masa ceramiczna znana z polskiego opisu patentowego nr 162 678 składająca się z monofrakcji ogniotrwałej glinki palonej, elektrokorundu lub korundu spiekanego, bentonitu lub surowej gliny ogniotrwałej oraz dodatku stanowiącego nośnik sodu w postaci polifosforanu sodu albo szkła wodnego i/lub glikocelu, służy do wykonywania filtrów wypalanych w temperaturze 900 - 1200°C i stosowanych do filtrowania stopów aluminium o temperaturze 700 - 800°C. Natomiast filtry do filtrowania stopów staliwa o temperaturze do 1630°C wykonuje się z masy ceramicznej znanej z polskiego opisu patentowego nr 181 741, a składającej się z krzemianu cyrkonu, tlenku glinu, bentonitu i/lub kwasu borowego, fosforanu glinowego, krzemionki koloidalnej lub zhydrolizowanego krzemianu etylu, wypala się w temperaturze 1000 - 1450°C.The ceramic filter mass known from Polish patent specification No. 144,806 consists of a monofraction of refractory burnt clay, electrocorundum or corundum, bentonite, sodium carbonate, and/or sulfite lye. Filters made from this mass are fired at temperatures of 1000-1380°C. Filters made from this mass are used to filter aluminum alloys at temperatures of 700-800°C. Filters made from the ceramic mass known from Polish patent specification No. 162,943, consisting of aluminum oxide in the form of corundum or electrocorundum, finely ground refractory clay or bentonite, boron glass, and an aqueous solution of glycol or dextrin as a plasticizer, are fired at temperatures of 1000-1300°C and are used to filter aluminum alloys at temperatures of 700-800°C. The ceramic mass known from the Polish patent description No. 162 678, consisting of a monofraction of fire-resistant burnt clay, electrocorundum or sintered corundum, bentonite or raw fire-resistant clay and an additive constituting a sodium carrier in the form of sodium polyphosphate or water glass and/or glycol, is used to make filters fired at a temperature of 900 - 1200°C and used to filter aluminum alloys at a temperature of 700 - 800°C. Filters for filtering cast steel alloys with a temperature up to 1630°C are made of a ceramic mass known from Polish patent description No. 181 741, and consisting of zirconium silicate, alumina, bentonite and/or boric acid, aluminum phosphate, colloidal silica or hydrolyzed ethyl silicate, fired at a temperature of 1000 - 1450°C.

Masa ceramiczna do wytwarzania filtrów piankowych do filtrowania ciekłych stopów metali, zwłaszcza żeliwa według wynalazku zawiera 23 - 65% wagowych węglika krzemu, korzystnie w postaci mikroproszku, 15 - 50% wagowych tlenku glinu, korzystnie a-Al2O3, 4 - 15% gliny ogniotrwałej, 0,8 - 4% szkła borokrzemowego, 0 - 1,0% soli sodowej karboksymetacelulozy oraz 20 - 40% spoiwa w postaci krzemionki koloidalnej.The ceramic mass for producing foam filters for filtering liquid metal alloys, especially cast iron, according to the invention contains 23 - 65% by weight of silicon carbide, preferably in the form of micropowder, 15 - 50% by weight of aluminum oxide, preferably a-Al2O3, 4 - 15% of refractory clay, 0.8 - 4% of borosilicate glass, 0 - 1.0% of sodium carboxymetacellulose and 20 - 40% of a binder in the form of colloidal silica.

Węglik krzemu jako podstawowy składnik masy ceramicznej według wynalazku powoduje, że filtry wykonane z tej masy posiadają większą wydajność przepływu dzięki mniejszemu hamowaniu przepływu ciekłej strugi metalu, a także posiada modyfikujące działanie ciekłego żeliwa. Filtry wykonane z masy ceramicznej według wynalazku charakteryzują się wysokimi właściwościami termomechanicznymi w czasie zalewania metalem. Dzięki tym wysokim własnościom wykonuje się je o cieńszych ściankach niż znane filtry, przez co posiadają mniejszą gęstość pozorną niż znane filtry, przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości mechanicznej: wytrzymałość na ściskanie wynosi min. 1,5 MPa i odpornością do temperatury 1450°C. Glina ogniotrwała, szkło borokrzemowe i sól sodowa karboksymetacelulozy zapobiegają sedymentacji lejnej masy ceramicznej i ociekaniu masy w czasie wykonywania filtrów, uplastyczniają masę i ułatwiają spiekanie.Silicon carbide, as the primary component of the ceramic mass according to the invention, provides filters made from this mass with higher flow efficiency due to reduced inhibition of the flow of the liquid metal stream. It also has the modifying effect of liquid cast iron. Filters made from the ceramic mass according to the invention are characterized by high thermomechanical properties during metal pouring. Due to these superior properties, they are manufactured with thinner walls than conventional filters, resulting in lower apparent density than conventional filters, while maintaining high mechanical strength: compressive strength of at least 1.5 MPa and resistance to temperatures up to 1450°C. Refractory clay, borosilicate glass, and sodium carboxymetacellulose prevent sedimentation of the ceramic mass and dripping of the mass during filter production, plasticize the mass, and facilitate sintering.

Filtry z masy ceramicznej według wynalazku otrzymuje się znanymi metodami, przy czym w celu zwiększenia ich wytrzymałości mechanicznej wykonuje się jeszcze jedną warstwę przez zanurzenia ich w masie według wynalazku o konsystencji lejnej.Filters made of a ceramic mass according to the invention are obtained by known methods, and in order to increase their mechanical strength, another layer is made by immersing them in the mass according to the invention of a pourable consistency.

Przykłady składu masy ceramicznej według wynalazku:Examples of the composition of the ceramic mass according to the invention:

P r z y k ł ad IExample I

węglik krzemu silicon carbide - 59,0% wagowych - 59.0% by weight tlenek glinualumina - 15,0% wagowych - 15.0% by weight glina ogniotrwała refractory clay - 5,0% wagowych - 5.0% by weight szkło borokrzemowe borosilicate glass - 0,8% wagowych - 0.8% by weight sól sodowa karboksymetacelulozy sodium carboxymetacellulose - 0,2% wagowych - 0.2% by weight krzemionka koloidalna colloidal silica - 20,0% wagowych - 20.0% by weight P r z y k ł a d II Example II węglik krzemu silicon carbide - 26,3% wagowych - 26.3% by weight tlenek glinualumina - 29,5% wagowych - 29.5% by weight glina ogniotrwała refractory clay - 15,0% wagowych - 15.0% by weight szkło borokrzemowe borosilicate glass - 4,0% wagowych - 4.0% by weight sól sodowa karboksymetacelulozy sodium carboxymetacellulose - 0,5% wagowych - 0.5% by weight krzemionka koloidalna colloidal silica - 24,5% wagowych - 24.5% by weight

PL 193 633 B1PL 193 633 B1

Claims

Patent claims

1. Ceramic mass for the production of foam filters for filtering liquid metal alloys, especially cast iron, containing refractory clay, alumina and colloidal silica, characterized in that it consists of 23 - 65% by weight of silicon carbide, 15 - 50% by weight of alumina, 4-15 wt.% Refractory clay, 0.8 - 4.0 wt.% Borosilicate glass, 0 - 1.0 wt.% Sodium carboxymethacellulose, and 20 - 40 wt.% Colloidal silica.

2. Ceramic mass according to claim The process of claim 1, wherein the alumina is in the form of? -Al2O3.

3. Ceramic mass according to claim The process of claim 1, wherein the silicon carbide is in the form of a micropowder.