Фільтрувальний пристрій для фільтрування розплавленого металу, спосіб їх виготовлення (варіанти) та застосування

1. Фільтрувальний пристрій для фільтрування розплавленого металу, який включає головну керамічну фазу у кількості принаймні 50 масових частин та другорядну вуглецеву фазу у кількості від 1 до 15 масових частин, що зв'язані фосфатною зв'язувальною речовиною, присутньою у кількості від 1 до 15 масових частин, причому керамічна фаза включає компонент, вибраний з групи, що включає глинозем, діоксид цирконію, циркон, кремнезем, оксид магнію, будь-який тип глини, тальк, слюду, карбід кремнію, нітрид кремнію або їх суміші або графіт. 2. Фільтрувальний пристрій за п. 1, у якому керамічна фаза включає бурий плавлений глинозем. 3. Фільтрувальний пристрій за п. 1 або 2, у якому вміст фосфатної речовини становить від 1 до 10 масових частин, краще 5 масових частин. 4. Фільтрувальний пристрій за будь-яким з пп. 1-3, у якому вміст вуглецевої фази становить від 1 до 10 масових частин, краще 7 масових частин. 5. Фільтрувальний пристрій за будь-яким з пп. 1-4, який додатково містить керамічні та/або органічні волокна. 6. Фільтрувальний пристрій за п. 5, у якому вміст волокон становить від 0,1 до 20 масових частин, зокрема від 0,2 до 10 масових частин, краще 4 масові частини. 2 (19) 1 3 92364 4 - джерело вуглецевої фази у кількості від 5 до 90 масових частин, - керамічний порошок у кількості від 5 до 90 масових частин, - антиоксидант у кількості від 0 до 80 масових частин, - волокна у кількості від 0 до 20 масових частин, - органічну зв'язувальну речовину у кількості від 0 до 10, зокрема від 0,2 до 2 масових частин, та - диспергатор у кількості від 0 до 4, зокрема від 0,1 до 2 масових частин. 16. Спосіб за п. 15, у якому керамічний порошок включає або переважно складається з глинозему, зокрема бурого плавленого глинозему, діоксиду цирконію, циркону, кремнезему, оксиду магнію, будь-якого типу глини, тальку, слюди, карбіду кремнію, нітриду кремнію або їх суміші. 17. Спосіб за п. 15 або 16, у якому як антиоксидант застосовують порошок металу, такого як сталь, залізо, бронза, кремній, магнію, алюміній, бор, борид цирконію, борид кальцію, борид титану та/або склоподібні фрити, які містять від 20 до 30 масових частин оксиду бору. 18. Спосіб виготовлення керамічного фільтрувального пристрою для фільтрування розплавленого металу за будь-яким з пп. 1-7, у якому здійснюють етапи: a) пресують напіввологу суміш, яка містить фосфатний прекурсор, прекурсор вуглецевої фази та керамічний порошок, у гідравлічному пресі, b) пресують суміш у формі диска або блока, c) виконують отвори у пресованій суміші з етапу b) у комбінованих або окремих етапах, d) випалюють перфорований виріб з етапу с) у неокиснювальній та/або відновній атмосфері при температурі у межах від 500 °С до 1000 °С. 19. Спосіб за п. 18, у якому як джерело вуглецевої фази застосовують графіт, кокс, пек, зокрема високоплавкий пек та/або смолу. 20. Спосіб за п. 18 або 19, у якому застосовують напіввологу суміш, яка містить: - фосфатний прекурсор у кількості від 1 до 15 масових частин, - джерело вуглецевої фази у кількості від 5 до 90 масових частин, - керамічний порошок у кількості від 5 до 90 масових частин, - антиоксидант у кількості від 0 до 80 масових частин, - волокна у кількості від 0 до 20 масових частин, - органічну зв'язувальну речовину у кількості від 0 до 10, зокрема від 0,2 до 2 масових частин, та - диспергатор у кількості від 0 до 4, зокрема від 0,1 до 2 масових частин. 21. Спосіб за п. 20, у якому керамічний порошок включає або переважно складається з глинозему, зокрема бурого плавленого глинозему, діоксиду цирконію, циркону, кремнезему, оксиду магнію, будь-якого типу глини, тальку, слюди, карбіду кремнію, нітриду кремнію або їх суміші. 22. Спосіб за п. 20 або 21, у якому як антиоксидант застосовують порошки металів, таких як сталь, залізо, бронза, кремній, магнію, алюміній, бор, борид цирконію, борид кальцію, борид титану та/або склоподібні фрити, які містять від 20 до 30 масових частин оксиду бору. 23. Спосіб за будь-яким з пп. 20-22, у якому застосовують напіввологу суміш, яка додатково містить пластифікатор у кількості від 0 до 2 масових частин та/або протиспінювач у кількості від 0 до 1 масової частини. 24. Застосування фільтрувального пристрою за будь-яким з пп. 1-7 для фільтрування розплавленої сталі. Даний винахід стосується фільтрувальних пристроїв для фільтрування розплавленого металу, способу виготовлення таких фільтрувальних пристроїв та застосування таких фільтрувальних пристроїв для фільтрування розплавленої сталі. Для обробки розплавлених металів бажаним є виключення сторонніх інтерметалевих включень, наприклад, з забруднювачів сировини, зі шлаку, окалини та оксидів, які утворюються на поверхні розплаву і з дрібних фрагментів вогнетривких матеріалів, які застосовують для утворення камери або резервуара, в яких утворюють розплав металу. Видалення цих включень дозволяє утворювати однорідний розплав, який забезпечує високу якість продуктів, зокрема, при литті сталі, заліза та алюмінію. У даний час широко застосовуються керамічні фільтрувальні пристрої завдяки їх здатності до витримування високого термоударів, завдяки їх стійкості до хімічної корозії та здатності до витримування механічних навантажень. Виробництво подібних керамічних фільтрувальних пристроїв зазвичай включає змішування керамічного порошку з прийнятними органічними зв'язувальними речовинами та водою для одержання пасти або гідросуміші. Гідросуміш застосовують для просочування поліуретанової піни, яку потім висушують і випалюють при температурі у межах від 1000 до 1700°С. При такій обробці горючий матеріал спалюється під час агломерації для утворення пористого тіла. Приклади традиційної процедури можна знайти у патентах US-A2,360,929 та US-A-2,752,258. Крім того, відомим є фільтрувальний пристрій з відкритими порами, який замість випадкового розподілу невпорядкованих взаємозв'язаних каналів складається з множини паралельних труб, які проходять крізь матеріал і, як правило, виконуються шляхом гідравлічного втискання вологого керамічного порошку та органічної зв'язувальної речовини у розплав, який містить перпендикулярні стержні. Таким чином, утворюється перфорована структура, яка може бути у формі диска або блока. 5 Перфорований виріб потім випалюють при температурі у межах від 1000 до 1700°С, залежно від кінцевого застосування, для утворення перфорованого диска. Під час випалу утворюється керамічна та/або скляна зв'язка. WO-A1-0140414 стосується пористого матеріалу на основі вугілля для застосування в різних галузях, таких, як будівництво, металообробка або виробництво провідників. Матеріал виробляють шляхом нагрівання порошку з частинок вугілля у формі в неокиснювальній атмосфері. У цьому документі вказується на застосування пористого продукту на основі вугілля при фільтруванні розплавленого алюмінію замість керамічних пінних фільтрів. Однак фільтр на основі вугілля є механічно слабким. У патенті ЕР А2 0 251 634 описується процес одержання певних пористих керамічних тіл для фільтрування металів, які мають комірки з гладенькими стінками, утворені пороутворювачами, та пори зі скругленими кінцями, які зв'язуються з комірками. Пороутворювачі звітрюються й видаляються з кераміки у процесі виробництва. Патент US-A-5,520,823 стосується фільтрувальних пристроїв, призначених для фільтрування лише розплавленого алюмінію. Зв'язування досягають через застосування боросилікатного скла. Випал здійснюють у повітрі, і значна кількість графіту втрачається через окиснення повітрям. Взагалі, фільтрувальні пристрої, які застосовують для фільтрування алюмінію, зазвичай випалюють при приблизно 1200°С, а ті, які застосовують для фільтрування заліза, випалюють при температурах 1450°С, а для сталі - понад 1600°С. Також для фільтрування сталі традиційно застосовують фільтрувальні пристрої з діоксидцирконієвої кераміки, які випалюють при приблизно 1700°С. Незважаючи на широке застосування для фільтрування металів, керамічні фільтрувальні пристрої вищезгаданих типів мають кілька недоліків, які обмежують сферу їх застосування. Керамічні фільтрувальні пристрої, хоча й попередньо нагріваються, мають схильність до закупорювання застигаючими частинками при першому контакті з розплавленим металом. За цих умов для запобігання закупорюванню фільтрувальних пристроїв для лиття зазвичай застосовують перегрітий розплавлений метал, тобто, метал при температурі, приблизно на 100°С вищій за температуру рідини. Ця практика вимагає значних витрат енергії та коштів, і будь-яке вдосконалення, яке знижує температуру обробки розплавленого металу, є великою перевагою. Згідно з існуючим рівнем техніки, Згідно з існуючим рівнем техніки, на поверхню керамічних фільтрувальних пристроїв наносять графітові покриття для зниження теплової маси частини, яка безпосередньо контактує з розплавленим металом. Екзотермічно реагуючий термітний матеріал, який наносять на вкриту графітом поверхню керамічного фільтрувального пристрою, було запропоновано у патенті ЕР 0 463 234 В1. Останнє рішення, хоча й знижує температуру, необхідну для потоку розплавленого металу, збільшує витрати 92364 6 на виготовлення фільтрувальних пристроїв і дуже звужує сферу застосування, оскільки термітне покриття має відповідати типові розплавленого металу, для якого його застосовують. У будь-якому разі, як графітне, так і термітне покриття служать для подолання недоліку високої теплової маси керамічного фільтрувального пристрою, хоча проблема кількох додаткових недоліків не розв'язується. Зв'язки керамічного та скляного типу дуже часто мають схильність до пом'якшення та деформації при високій температурі, що в результаті призводить до руйнування фільтрувального пристрою, а отже, забруднення розплаву. Розтріскування через термоудар або хімічна (відновна) корозія під дією гарячого розплаву металу є проблемою, яка часто трапляється з фільтрувальними пристроями з керамічними та скляними зв'язками. Потреба у надзвичайно високих температурах випалу, зокрема, у разі кераміки, призначеної для фільтрування сталі, є значним недоліком традиційних керамічних фільтрувальних пристроїв, який є навіть суттєвішим за потребу в дорогій керамічній сировині. Крім того, застосування діоксиду цирконію з відносно сильним фоновим випроміненням є шкідливим, і його слід уникати. ЕР 1 421 042 А1 стосується фільтрувального пристрою для фільтрування розплавленого металу, причому пристрій включає зв'язану решітку графітованого вуглецю, та його застосування для фільтрування розплавленої сталі. Однак ці фільтри є відносно слабкими і мають низьку механічну міцність. ЕР 1 511 589 А1 стосується фільтрувального пристрою, який включає зв'язану решітку графітованого вуглецю для фільтрування розплавленої сталі, який характеризується наявністю принаймні двох сітчастих пластин, розташованих на відстані одна від одної, зокрема, з утворенням резервуарної камери. Фільтрувальні пристрої згідно з цими документами мають обмежену механічну міцність, яка викликає проблеми під час транспортування та застосування і обмежує допустиме навантаження на фільтри з огляду на витримування ними тиску розплавленого металу. Також ці фільтрувальні пристрої є крихкими і мають схильність до розламування на фрагменти, які можуть падати у форму перед литтям, викликаючи забруднення відлитого виробу. Ці недоліки долаються згідно з патентом ЕР 1 513 600 А1, який пропонує фільтр для фільтрування металу, який має поліпшену механічну міцність та жорсткість завдяки застосуванню об'ємної решітки графітованого вуглецевого зв'язку та волокон, які зв'язують керамічний порошок. Традиційно волокна додають до керамічних та композитних матеріалів для поліпшення механічної міцності та жорсткості виробів. Відомими волокнами є металеві волокна, органічні волокна, такі, як поліестерні волокна, віскозні волокна, поліетиленові волокна, поліакрилонітрилові (PAN) волокна, арамідні волокна, поліамідні волокна і т.ін., або керамічні 7 волокна, такі, як алюмосилікатні волокна, глиноземні волокна або скловолокна, або вуглецеві волокна; вуглецеві волокна можуть складатися з 100% вуглецю. Патент US-A1-4265659 стосується, наприклад, фільтра поліпшеної міцності завдяки додаванню до гідросуміші керамічних волокон. Для фільтрування алюмінію застосовують фосфатно-зв'язані глиноземні фільтри. WO-A82033339 стосується пористого керамічного фільтра для фільтрування алюмінію. Фільтр виготовляють шляхом просочування піни гідросумішшю, яка включає керамічні частинки, в оптимальному варіанті - АІ2О3, та зв'язувальну речовину. Описаною зв'язувальною речовиною є фосфат алюмінію. Патент US 3947363 стосується фільтра з керамічної піни на основі глинозему для фільтрування розплавлених металів. Зв'язувальною речовиною є ортофосфат алюмінію. Однак ці традиційні глиноземні фільтрувальні пристрої не можуть застосовуватися для фільтрування, наприклад, заліза або сталі через м'якість та низьку вогнетривкість фосфатної зв'язувальної речовини. Ці недоліки додаються згідно з патентом ЕР-А159963, у якому пропонується фільтр, прийнятний для фільтрування розплавленої сталі. Фільтр виготовляють шляхом просочування піни керамічною суспензією, яка містить фосфатну зв'язувальну речовину, випресовування надлишкової суспензії, висушування та випалу пінного матеріалу при температурі 1660°С і вище. Таким чином, одержаний керамічний фільтр практично не містить фосфату, зі спеченими керамічними частинками. Традиційні вуглецеві фільтрувальні пристрої включають до 50% з вуглецевої матриці, до якої включається керамічний порошок, як описано у патенті ЕР 1282477 А1. У цьому патенті вказується на регулювання атмосфери випалу фільтрів з вуглецевим зв'язком, при якому повітря нагнітають на початку випалу, а потім припиняють його подачу до камери для випалу з метою контролювання рівня кисню всередині камери для випалу. Такий спосіб є важко контрольованим, трудомістким і не забезпечує стійкої якості виготовлених фільтрів. Також практичний досвід показує, що великі фільтри, які мають діаметр, більший за 200мм, не можуть бути виготовлені з застосуванням способів, описаних у цьому патенті. Крім низької механічної міцності, обмеження розміру та мінливої якості, фільтри, виготовлені згідно з ЕР 1282477 А1, також мають високу швидкість окиснення через присутність великої кількості вуглецю, який має низьку стійкість до окиснення (до 50%). З іншого боку, у патентах ЕР 1 421 042 А1, ЕР 1 511 589 А1 та ЕР 1 513 600 А1 описуються фільтри, які містять графітований зв'язувальний матеріал у кількості приблизно 10% та до приблизно 90% кераміки. Незважаючи на розбіжності в цих двох типах фільтрів, їх пов'язує мінлива якість виготовлення через труднощі з контролюванням атмосфери випалу, що в результаті призводить до мінливості механічної міцності між різними фільтрувальними пристроями, а також високий показник відбраковування. 92364 8 Вони також мають низьку механічну міцність, яка викликає проблеми з обслуговуванням та транспортуванням. Ці фільтри також страждають від низької стійкості до окиснення, зокрема, фільтрувальні пристрої, які містять велику вуглецеву фазу, наприклад, приблизно 50% вуглецевої матриці, через присутність високого рівня окиснюваного вуглецю. Через значне стискання після випалу та низьку механічну міцність фільтри, виготовлені згідно з ЕР 1282477 А1, не можуть виготовлятись у великих розмірах. Проблеми низької механічної міцності та крихкості обмежують сферу застосування цих типів фільтрів через відмову ливарників від використання фільтрів, які є слабшими за керамічно зв'язані фільтри, з якими вони знайомі. Метою даного винаходу, таким чином, є подолання всіх разом описаних вище проблем, зокрема, для забезпечення фільтрувальних пристроїв, та способу виготовлення таких фільтрувальних пристроїв, які є термічно та механічно стійкими й достатньо міцними для експлуатації без надмірних заходів, наприклад, під час транспортування, і таких, що витримують удари та навантаження при литті розплавленого металу, включаючи залізо та сталь, а також таких, що дозволяють уникати потреби в надмірному нагріванні розплавлених металів для уникнення закупорювання пор, і таких, що можуть бути надійно виготовлені й відтворені з заданими властивостями навіть при великих розмірах. Ці проблеми розв'язуються завдяки фільтрувальному пристроєві для фільтрування розплавленого металу, який включає головну керамічну фазу та другорядну вуглецеву фазу, зв'язані фосфатною зв'язувальною речовиною. Без прив'язування до будь-якої теорії, вважається, що вуглецева фаза є пов'язаною з впливом на утворення фосфатної зв'язувальної решітки і, таким чином, зміцнює її м'які за інших умов властивості настільки, щоб вона мала високу твердість, структурну механічну стійкість та пружність для подолання вищезгаданих проблем. Від комбінації цих взаємозв'язаних структурних складових не очікувалися синергетичні характеристики фільтрувальних пристроїв згідно з винаходом. В результаті фільтр згідно з винаходом не потребує випалу при високій температурі і водночас також є придатним для фільтрування розплавленої сталі. Головна керамічна фаза з точки зору даного винаходу означає глинозем, кремнезем, діоксид цирконію, циркон, оксид магнію, графіт, муліт, карбід кремнію, глину, бориди металів, такі, як диборид цирконію, або комбінацію вищезгаданих сполук у кількості принаймні 50 масових частин фільтрувального пристрою. Важливо розуміти, що фільтр, який містить лише керамічну фазу, зв'язану фосфатною зв'язувальною речовиною, не може застосовуватися для фільтрування сталі через низьку вогнетривкість фосфатної зв'язувальної речовини. Отже, суттєвою є наявність вуглецевої фази, яка робить фільтр придатним для фільтрування сталі. Фосфат, зв'язаний з другорядною вуглецевою фазою згідно з даним винаходом має відносно низьку теплову масу. В результаті цього відпадає 9 потреба у перегріванні розплавленого металу, який підлягає фільтруванню, що знижує споживання енергії. Механічна міцність фільтрувального пристрою згідно з винаходом є такою самою що й у фільтра з лише керамічною зв'язкою. Забезпечується можливість виготовлення фільтрувальних пристроїв незмінної якості згідно з надійними високими стандартами. Фільтрувальні пристрої є простими у поводженні і можуть безпечно транспортуватися. Вони мають високу стійкість до окиснення. Завдяки вищій міцності, вони можуть бути виготовлені навіть у більшому розмірі, що означає можливість їх застосування в інших, раніше не передбачуваних сферах, наприклад, для фільтрування сталі. В оптимальному варіанті керамічна фаза фільтрувального пристрою згідно з винаходом повністю або частково складається з глинозему, діоксиду цирконію, циркону, кремнезему, оксиду магнію, будь-якого типу глини, тальку, слюди, кремнію, карбіду, нітриду кремнію та інших подібних сполук або їх сумішей, або графіту, зокрема, бурого плавленого глинозему. Згідно з винаходом, особливу перевагу віддають фільтрувальному пристроєві, в якому фосфат складає до 15 масових частин, зокрема, від 1 до 10 масових частин, ще краще - 5 масових частин. Вищезгадана вуглецева фаза в оптимальному варіанті складає до 15 масових частин, зокрема, від 1 до 10 масових частин, ще краще - 7 масових частин фільтрувального пристрою згідно з винаходом. Другорядна вуглецева фаза повністю або частково складається з гудрону, смоли, фенольної смоли, синтетичного коксу, напівкоксових продуктів, графіту, спеченого вугілля, антрациту, лігніну, спечених коксових продуктів, органічних полімерів та їх суміші або комбінацій. У варіанті втілення, якому віддають особливу перевагу, фільтрувальний пристрій згідно з винаходом також може містити керамічні та/або органічні волокна. Вищезгадані керамічні волокна в оптимальному варіанті є вибраними з групи, яка складається з глиноземних волокон, кремнеземних волокон, алюмосилікатних волокон, вуглецевих волокон та їх сумішей. Вищезгадані органічні волокна в оптимальному варіанті є вибраними з групи, яка складається з поліестерних волокон, поліакрилнітрильних волокон, поліетиленових волокон, поліамідних волокон, віскозних волокон, арамідних волокон та їх сумішей. Додавання від 0,1 до 20 масових частин, зокрема, від 0,2 до 10 масових частин, ще краще - 4 масових частин волокон до складу фільтрувального пристрою суттєво сприяє поліпшенню характеристик фільтрувальних пристроїв. Поліпшення зумовлюється, головним чином, підвищенням механічної міцності, поліпшеною жорсткістю, вищою ударостійкістю та кращою стійкістю до термоудару. Поліпшення виявляється через підвищення фільтруючої здатності, поліпшення механічної цілісності та зниження забруднення сталевого виливка. Завдяки чудовій механічній міцності фосфатної зв'язувальної речовини у комбінації з вуглецем 92364 10 та волокнами при високій температурі, не відбувається пом'якшення або згинання у процесі лиття металу. Це сприяє більшій чистоті лиття. Зв'язані фосфатом фільтри, які також включають вуглецеву фазу та волокна згідно з даним винаходом, забезпечують нижчеперелічені переваги порівняно зі зв'язаними скловуглецем фільтрами: - Висока стійкість до окиснення. - Висока механічна міцність. - Висока ударостійкість. - Низька мікропористість. - Мала питома поверхня. - Структурна гнучкість. - Відсутність окрихчування. - Економічність у застосуванні. - Легкість у виготовленні. - Незмінна якість. Автором винаходу було виявлено, що додавання будь-якого з типів волокон у фільтрувальні пристрої, виготовлені з фосфату, зв'язаного з другорядною вуглецевою фазою, забезпечує додаткове значне поліпшення механічної міцності фільтрів, а також поліпшення ударостійкості та стійкості до термоудару. Автором винаходу було виявлено, що сприятливий вплив додавання волокон залежить від кількості доданих волокон, довжини волокон, характеру та типу доданих волоконних засобів. Чим більше додають волокон, тим міцніше стають фільтрувальні пристрої. Однак дуже високий рівень додавання волокон є небажаним, оскільки він негативно впливає на реологію гідросуміші. Найкращих результатів досягають при включенні вуглецевих волокон з наступним включенням керамічних волокон. З іншого боку, вуглецеві волокна є найдорожчими, тоді, як органічні волокна є найдешевшими. Органічні волокна є найбільш економічними для застосування, оскільки їх додають у значно нижчій кількості, ніж вуглецеві або керамічні волокна (менше, ніж 2 масові частини). Однак органічні волокна впливають на реологію гідросуміші більше, ніж керамічні або вуглецеві волокна. За формою волокна можуть бути нарізані або цілі і мають додаватися під час змішування інгредієнтів фільтра. Додаткової технології змішування не вимагається. Довжина волокон, які застосовують згідно з даним винаходом, становить у межах від 0,1 до 5мм, в оптимальному варіанті - від 0,1мм до 1,0мм. У ще одному варіанті втілення даного винаходу керамічні фільтрувальні пристрої для фільтрування розплавленого металу виготовляють, застосовуючи перший процес, який включає такі етапи: a) просочування піни, яка складається з термопластичного матеріалу, гідросумішшю, яка містить фосфатний прекурсор, джерело вуглецю, керамічний порошок, необов'язково керамічні або вуглецеві волокна та, необов'язково, інші домішки, b) висушування, необов'язково з наступним одним або двома етапами просочування гідросумішшю, як описано у п. а), з наступним остаточним висушуванням, c) випал просоченої піни у неокиснювальній та/або відновній атмосфері при температурі у ме 11 жах від 500 до 1000°С, зокрема, від 600°С до 900°С. Вищезгаданий фосфатний прекурсор в оптимальному варіанті є вибраним з групи, яка складається з фосфорної кислоти, фосфату натрію, ортота монофосфату алюмінію, фосфату кальцію, фосфату магнію, фосфатовмісних солей, фосфатовмісних сполук та їх сумішей. В оптимальному варіанті для виготовлення фільтрувальних пристроїв згідно з даним винаходом застосовують термопластичну піну, яка містить поліуретан. В оптимальному варіанті у разі необхідності волокна та джерело вуглецю змішують перед просочуванням піни керамічним порошком, водою, органічною зв'язувальною речовиною та домішками, які регулюють реологію, які в одному варіанті втілення винаходу можуть бути присутні у кількості до 2 масових частин, в оптимальному варіанті - від 0,1 до 2 масових частин. У ще одному варіанті втілення даного винаходу виготовляють керамічний фільтр другого типу, застосовуючи процес, який включає такі етапи: a) пресування напіввологої суміші, яка включає фосфатний прекурсор, джерело вуглецю, керамічний порошок та, необов'язково, інші домішки, включаючи волокна, у гідравлічному пресі, b) пресування суміші у формі диска або блока, c) виконання отворів у пресованій суміші з етапу b) у комбінованих або окремих етапах, d) випал перфорованого виробу з етапу с) у неокиснювальній та/або відновній атмосфері при температурі у межах від 500°С до 1000°С, зокрема, від 600°С до 900°С. Фаза джерела вуглецю в оптимальному варіанті є високоплавкою смолою (НМР), оскільки вона забезпечує оптимальні властивості щодо технологічності, витрат та якості продукту. Однак слід зазначити, що також можуть застосовуватись інші джерела вуглецю для забезпечення матеріалів джерел вуглецю згідно з даним винаходом, наприклад, синтетичні або природні смоли, графіт, кокс, полімери та вуглецевий матеріал, який піддається спіканню, якщо він забезпечує вуглецеву фазу. Вибір вуглецевої фази визначається аспектами охорони здоров'я та безпеки, рівня летких речовин під час випалу, виходу вуглецю, сумісності з іншими складовими, сумісності з водою, витрат і т.ін. В оптимальному варіанті джерело вуглецю вибирають таким чином, щоб воно забезпечувало високий вихід вуглецю, мало низьке водопоглинання, не забруднювало навколишнє середовище, було безпечним при обробці та застосуванні, мало низьку вартість і було сумісним з водою. В інших варіантах втілення даного винаходу в цих процесах застосовують гідросуміш (для одержання фосфату, зв'язаного з фільтром вуглецевої фази першого типу) або напіввологу суміш (для одержання фосфату, зв'язаного з керамічним фільтром вуглецевої фази другого типу), яка включає: фосфатний прекурсор у кількості від 1 до 15 масових частин, вуглецева фазу в кількості від 5 до 90 масових частин, 92364 12 керамічний матеріал, зокрема, глиноземний порошок, у кількості від 5 до 90 масових частин, антиоксидант у кількості від 0 до 80 масових частин, волокна у кількості від 0 до 20 масових частин, органічну зв'язувальну речовину у кількості від 0 до 10, зокрема, від 0,2 до 2 масових частин, та диспергатор у кількості від 0 до 4, зокрема, від 0,1 до 2 масових частин. Воду додають у кількості за потребою. Для приготування гідросуміші необхідно від 15 до 40 масових частин, залежно від властивостей керамічних наповнювачів та джерела вуглецевої фази. Для напіввологої суміші, яку застосовують для пресування, вода є необхідною у кількості від 2 до 10 масових частин, залежно від властивостей керамічних наповнювачів та джерела вуглецевої фази. Керамічний порошок в оптимальному варіанті може повністю або частково складатися з глинозему, зокрема, бурого плавленого глинозему, діоксиду цирконію, циркону, кремнезему, оксиду магнію, будь-якого типу глини, тальку, слюди, кремнію, карбіду, нітриду кремнію та інших подібних сполук або їх сумішей. Оптимальними антиоксидантами згідно з даним винаходом є порошки металів, таких, яксталь, залізо, бронза, кремній, магній, алюміній, бор, борид цирконію, борид кальцію, борид титану і т.ін., та/або склоподібні фрити, які містять від 20 до 30 масових частин оксиду бору. Органічними зв'язувальними речовинами, яким віддають перевагу згідно з даним винаходом, є неспечені зв'язувальні речовини, такі, як полівініловий спирт (PVA), крохмаль, гуміарабік, цукор і т.ін., або будь-яка їх комбінація. Ці зв'язувальні речовини додають для поліпшення механічних властивостей фільтрувальних пристроїв під час обробки перед випалом. Крохмаль та гуміарабік також можуть застосовуватись як загусники. Оптимальними диспергаторами згідно з даним винаходом є Despex®, лігнінсульфонат і т.ін., або будь-яка їх комбінація, які сприяють зменшенню водовмісту у гідросуміші й поліпшують реологію. У ще одному варіанті втілення даного винаходу гідросуміш або напівволога суміш можуть включати пластифікатор, такий, як поліетиленгліколь (оптимальна молекулярна маса: від 500 до 10000) у межах від 0 до 2 масових частин, в оптимальному варіанті - від 0,5 до 1 масової частини, та/або протиспінювач, такий, як кремнієвий протиспінювач, у межах від 0 до 1 масової частини, в оптимальному варіанті-від 0,1 до 0,5 масової частини. Фільтр згідно з даним винаходом також є придатним для фільтрування розплавленої сталі, завдяки його відмінним властивостям. Винахід далі пояснюється на представлених нижче прикладах: Як високоплавку смолу (НМР), що піддається графітизації, застосовували кам'яновугільну смолу, яка має температуру склування 210°С, коефіцієнт розварювання 85%, зольність 0,5%, яка реалізується на ринку у формі тонкого порошку. Приклад 1: А: Фільтри згідно з першим типом: 13 92364 Поліуретанову піну нарізали на заготовки потрібного розміру і просочували гідросумішшю, яка включає: глиноземний порошок 88 масових частин (ppw) фосфат алюмінію 5 ppw вуглець (НМР) 7 ppw органічна зв'язувальна речовини PVA 1,0 ppw дефлокулянт Despex® 0,2 ppw протиспінювач органічні похідні кремнію 0,1 ppw вода. Фільтр просочували вручну або за допомогою машини, яка включає валики, які застосовують з цією метою. Після просочування фільтр висушували за допомогою гарячого повітря та/або мікрохвильової сушарки. Наступне покриття наносили за допомогою пневматичного розпилювача. Фільтрувальний пристрій висушували ще раз і переносили до печі й випалювали в інертній атмосфері при температурі у межах від 600°С до 900°С протягом 20-120хв. зі швидкістю нагрівання у межах від 1°С/хв.. до 10°С/хв. Вищезгаданий фільтрувальний пристрій мав модуль розриву 1МПа. Чим важчим є фільтр, тим вищою є його міцність. Цей фільтрувальний пристрій був суттєво легшим за ті, що виготовлялися зі зв'язаного лише керамікою або склом матеріалу. Він також був значно дешевшим. Під час експлуатаційних випробувань було виявлено, що при застосуванні цього фільтра не вимагається перегріву, оскільки додаткова теплота виробляється при контакті розплавленого металу з фільтрувальним пристроєм (екзотермічна реакція). Приклад 2 А: Фільтри згідно з прикладом 1 виготовляли з гідросумішшю, яка включає: Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 14 глиноземний порошок 84 масових частин (ppw) 5 ppw 7 ppw фосфат алюмінію вуглець (НМР) органічна зв'язувальна речовини PVA 1,0 ppw дефлокулянт Despex® 0,2 ppw протиспінювач органічні похідні кремнію 0,1 ppw вуглецеві волокна 4 ppw вода. Вищезгаданий фільтрувальний пристрій мав збільшений модуль розриву порівняно з фільтром з прикладу 1. Було виміряно модуль розриву, більший, ніж 3МПа. Під час експлуатаційних випробувань було виявлено, що при застосуванні цього фільтра не вимагається перегріву, оскільки додаткова теплота виробляється при контакті розплавленого металу з фільтрувальним пристроєм (екзотермічна реакція). Залежно від вмісту волокон, вимірювали модуль розриву до 6МПа. Приклад 3: В: Фільтр згідно з другим типом: Суміш згідно з Прикладом 1, яка включає 4 ppw води, приготовляли у мішалці Hobart або Eirich. Мета процесу змішування полягала в утворенні напіввологої й гомогенної суміші. Суміш витримували протягом 24 годин перед пресуванням. Задану масу суміші поміщали у сталеву форму, яка містила вертикальні стержні, як описано у патенті ЕР 1 511 589 А1. Пресування суміші забезпечувало перфорований виріб. Цей перфорований виріб після цього виймали з форми, висушували й випалювали в неокиснювальній або відновній атмосфері при температурі 900°С протягом 1год. зі швидкістю нагрівання 2°С/хв. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601