MX2012009662A - Metodo para la produccion de un filtro refractario. - Google Patents

Abstract

Un método para la producción de filtros de borde cerrado adecuados para filtrar metal fundido y filtros elaborados por tal método. El método comprende: proporcionar un sustrato de espuma reticulada que tiene al menos una primera superficie para formar una cara lateral de los filtros y dos superficies secundarias opuestas para formar las caras de flujo pasante del filtro; aplicar un líquido que comprende un componente de recubrimiento orgánico en la primera superficie; solidificar el componente de recubrimiento orgánico para formar un precursor de filtro que tiene un recubrimiento volátil sobre la primera superficie; impregnar el precursor de filtro con una lechada que comprende partículas de un material refractario, un aglutinante y un portador líquido; y secar y cocer el precursor de filtro impregnado para formar el filtro que tiene un borde cerrado.

Description

MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE UN FILTRO REFRACTARIO La presente invención se refiere a un método para la producción de filtros adecuados para filtrar metal fundido y a filtros fabricados por tal método.

Los metales fundidos usualmente contienen sólidos tales como óxidos del metal y otras impurezas que pueden provocar que el producto fundido final tenga características indeseables. Los filtros se han ideado para eliminar estas impurezas del metal fundido durante el proceso de fundición. Normalmente, estos filtros se fabrican de materiales refractarios para soportar las altas temperaturas asociadas con los metales fundidos .

Un tipo de filtro es un filtro celular que comprende una serie de conductos paralelos o pasajes para que el metal pase. Tales filtros se forman por extrusión o por estampado. Aunque son fuertes y fáciles de manejar, su eficiencia de filtración es relativamente deficiente debido a que el metal fundido sólo recorre una trayectoria corta y recta a través del filtro.

Los filtros refractarios preferidos tienen una apariencia similar a espuma y se denominan en la industria de filtración de metal como filtros de espuma. Éstos usualmente son filtros de espuma de cerámica aunque más recientemente se han comenzado a establecer filtros de carbono unidos (en donde el material refractario se une por un material que comprende una matriz de carbono, como se describe en la O2002/018075) para ciertas aplicaciones. Un filtro de espuma tiene una red de filamentos que definen una pluralidad de celdas abiertas interconectadas . Puesto que la trayectoria de flujo a través de tal filtro es tortuosa, la eficiencia de filtración es ¦ mucho mayor que aquella de los filtros celulares.

La fabricación de filtros de espuma de cerámica se describe en la EP 0 412 673 A2 y EP 0 649 334 Al. Típicamente, una espuma con celdas abiertas (por ejemplo, espuma de poliuretano reticulada) se impregna con una lechada acuosa de partículas refractarias y aglutinante. La espuma impregnada se comprime para expulsar el exceso de lechada y después se seca y se cuece para quemar la espuma orgánica y para sinterizar las partículas refractarias y el aglutinante en el recubrimiento de lechada. Una espuma de cerámica sólida se forma de este modo teniendo una pluralidad de vacíos interconectados que tienen sustancialmente la misma configuración estructural como la espuma de partida. Aunque la eficiencia de filtración se mejora mucho sobre los filtros celulares previamente descritos, los filtros de espuma de cerámica son mecánicamente más débiles (los filamentos, particularmente en el borde del filtro son propensos a la rotura) .

En uso el filtro puede colocarse en una abertura en una pared entre una entrada de metal fundido y una salida de metal fundido para filtrar el metal. Un ejemplo de la colocación de un filtro en una pared refractaria se describe en la US 4,940,489. Ya que los filtros de espuma son porosos en todas direcciones y las superficies de borde son desiguales, es posible que parte del metal fundido fluya alrededor de los bordes del filtro o sólo pase a través de parte del filtro, reduciendo asi la eficiencia de filtración. Este problema se agrava si se ha producido una rotura de filamento durante el transporte del filtro o durante la colocación del filtro en la pared refractaria (se observará que los filamentos rotos por sí mismos pueden contribuir a las impurezas en la pieza fundida final) .

Aumentar la cantidad de lechada utilizada para impregnar, es decir, la cubierta de espuma, en la producción del filtro incrementa su resistencia, pero también resulta en eficiencia de filtración reducida debido al peso mayor y la porosidad reducida.

El proceso de filtración requiere que el filtro sea imprimado, en el que los poros del filtro se llenan con metal y se logra un flujo continuo de metal. La imprimación implica el desplazamiento de aire en los poros (en la superficie del filtro) y la presión requerida es inversamente proporcional al tamaño de los poros. Además, la pérdida de temperatura en el metal incrementará la viscosidad del metal por lo tanto, los filtros con una alta capacidad térmica provocarán una pérdida térmica incrementada y reducirán la imprimación. Un filtro más pesado en el que los filamentos recubiertos son más gruesos por lo tanto es indeseable, puesto que tendrán una mayor capacidad térmica. Esto significa que el metal fundido necesitará calentarse a una temperatura superior para asegurar que no se solidifique a medida que pasa a través del filtro. Esto es desventajoso tanto desde un punto de vista económico como ambiental, ya que aumenta la cantidad de energía requerida para calentar el metal a la temperatura requerida .

Además del peso extra, los filtros producidos que utilizan una cantidad incrementada de lechada tendrán que reducir los índices de flujo de metal debido al espesor de filamento incrementado y poros más pequeños, y tendrán una tendencia mayor a bloquearse. Los índices de flujo reducidos y el bloqueo prematuro tienen efectos adversos sobre la fundición de metales, por ejemplo, al incrementar el tiempo de vertido o provocar un llenado de molde incompleto, y puede ser necesario incrementar el tamaño del filtro o incrementar el tamaño de poro de la espuma. Aumentar el nivel de lechada no es por tanto una solución práctica para incrementar la fuerza del filtro de espuma, particularmente los bordes de los filtros de espuma.

La US 5,039,340 describe un método para la fabricación de un filtro de espuma donde un material que promueve la adhesión, preferiblemente junto con el floculante se aplica a la espuma. El material que promueve la adhesión y el floculante incrementan la cantidad de lechada que posteriormente se adhiere a la espuma. El resultado final es un filtro más fuerte aunque más pesado.

Se ha propuesto previamente proporcionar a los bordes del filtro de espuma, los cuales hacen contacto con la pared del molde/matriz, con una capa protectora. El propósito de esta capa protectora puede incluir mejorar la resistencia mecánica, prevenir el paso de metal entre la pared de molde o matriz y el filtro (derivación de metal), y reducir la probabilidad de que los bordes de los filamentos del filtro de espuma de cerámica se rompan durante el manejo (particularmente el manejo mecánico/robótico de filtros) y transporte. La capa protectora también facilita el uso de manejo robotico para permitir la colocación automática del filtro en moldes.

La EP 0 510 582 Al describe un filtro de espuma de cerámica, encerrado . en un bastidor rígido de metal o cerámica. El filtro con bastidor de cerámica puede fabricarse al envolver una tira extruida de masa de formación cerámica similar a macilla alrededor del filtro, la cual puede o no haber sido pre-cocida y después secar y cocer.

La CN 200991617 Y describe un filtro de espuma de cerámica que tiene una capa protectora de material de cerámica alrededor de su borde que se descompone a alta temperatura durante el uso del filtro. La capa protectora se dice que reduce el daño en el filtro durante el transporte e instalación, y también permite su uso en líneas de producción automáticas .

La US 4,568,595 se refiere a un filtro de espuma de cerámica que tiene un recubrimiento cerámico. El recubrimiento se proporciona al fratasar, poner con brocha o rociar una lechada de cerámica sobre el filtro de espuma de cerámica cocida y después cocer la estructura compuesta.

La US 4,331,621 describe un filtro de espuma de cerámica que tiene una junta de cerámica integralmente unida asegurada a una superficie periférica del mismo. Se puede elaborar al impregnar un material de espuma flexible con una lechada, colocándolo en un molde que tiene el tamaño deseado del producto de filtro final y después alimentar una lechada de fibra de cerámica en el espacio libre entre el material de espuma y el molde. El molde entonces se seca y se cuece para quemar la espuma y sinterizar el material cerámico.

La GB 2 227 185 sugiere, en una modalidad, saturar una pieza de partida de plástico de espuma con pasta cerámica y después comprimir la espuma para sacar la pasta excedente hacia una capa periférica sólida antes de la cocción. En otra modalidad la GB 2 227 185 propone formar una capa cerrada en un filtro de espuma de cerámica al agregar cualquiera de un material de espuma adicional o una red de filamentos plásticos finos a la espuma. Durante la impregnación con la pasta, los poros pequeños o espacios intermedios en la región de borde lateral periférico se llenan y permanecen con pasta, formando así la capa cerrada en la cocción. En ambas modalidades, el recubrimiento resultante es grueso, reduciendo así el volumen útil del filtro y también incrementando su capacidad térmica.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un método mejorado para la producción de filtros de espuma y filtros mejorados elaborados de esta manera. En particular, es un objeto de la presente invención proporcionar un método y filtros que ofrezcan una o más de las siguientes ventajas :- (i) un método simplificado de producción; (ii) costos menores de producción; (iii) filtros de friabilidad reducida; (iv) filtros de porosidad incrementada (y por lo tanto índice y capacidad de flujo incrementada) ; (v) filtros de mayor resistencia de manejo; (vi) más fácil instalación de filtros; (vii) manejo automático (robótico) de filtros; De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la producción de un filtro de espuma refractario de borde cerrado, que comprende : - proporcionar un sustrato de espuma reticulada que tiene por lo menos una primera superficie para formar una cara lateral del filtro y dos segundas superficies opuestas para formar las caras de flujo pasante del filtro; aplicar un líquido que comprende un componente de recubrimiento orgánico en la primera superficie; solidificar el componente de recubrimiento orgánico para formar un precursor de filtro que tiene un recubrimiento volátil continuo en la primera superficie; impregnar el precursor de filtro con una lechada que comprende partículas de un material refractario, un aglutinante y un portador de líquido; y secar y cocer el precursor de filtro impregnado para formar el filtro que tiene un borde cerrado.

Un filtro de borde cerrado es un filtro en el cual los poros en el borde (es decir, la superficie periférica o lateral) del filtro se cierra, es decir se bloquea. Los filtros descritos en US4568595 y US4331621 son ejemplos de filtros de borde cerrado. El término "bordes" comúnmente se utiliza por aquellos con experiencia en la técnica para referirse a las superficies periféricas/laterales de un filtro.

El líquido debe aplicarse al sustrato de espuma para proporcionar un recubrimiento volátil continuo en la o las primeras superficies del precursor de filtro de manera que después de la impregnación con la lechada y la cocción, el filtro resultante tiene un borde continuo cerrado. Se entenderá que puede haber pequeñas discontinuidades en el recubrimiento volátil, que surgen como un resultado del método de aplicación y la solidificación del recubrimiento orgánico. Las pequeñas discontinuidades en el borde cerrado del filtro pueden también surgir, y como resultado de cualesquiera defectos en la capa de recubrimiento volátil y la volatilización subsecuente del componente de recubrimiento orgánico en la cocción del filtro. Tales discontinuidades constituirán no más del 5% del área de las primeras superficies que se recubren.

La lechada se adhiere a ambos lados del recubrimiento volátil, así como también al sustrato de espuma, de manera que cuando se cuece, el recubrimiento volátil y el sustrato de espuma se volatilizan para producir un filtro de borde cerrado unitario. Por unitario se entiende que no es posible distinguir el extremo de un filamento del comienzo del recubrimiento. Se apreciará que el borde cerrado unitario es diferente del recubrimiento protector que se obtiene al aplicar la lechada a un filtro que ya se ha cocido, tal como en la US 4,568,595 discutida en lo anterior. En esos casos, existirá un límite visible entre los filamentos del filtro y el borde cerrado.

La invención también reside en un filtro de espuma refractario para filtrar el metal fundido producible por el proceso del primer aspecto, el filtro comprende una red tridimensional de filamentos de material refractario y que tienen por lo menos una cara lateral y dos caras de flujo pasantes opuestas, por lo menos una cara lateral que tiene un borde cerrado unitario.

El proceso de la presente invención permite al borde del filtro, protegerse sin construir el interior del filtro con material refractario innecesario. Por consiguiente, esta característica puede emplearse para producir filtros que tengan cualquiera de un peso/densidad inferior o una porosidad superior cuando se compara con los filtros convencionales, mientras que mantienen o mejora las propiedades del filtro convencional (tales como resistencia del borde o friabilidad) .

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un filtro de espuma refractario producible por el método del primer aspecto, el filtro comprende una retícula/red tridimensional de filamentos de material refractario y que tiene por lo menos una cara lateral y dos caras de flujo pasante opuestas, por lo menos una cara lateral que tiene un borde cerrado unitario, caracterizada porque el borde cerrado unitario tiene un espesor de menos de lmm.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un filtro de espuma refractario producible por el método del primer aspecto, el filtro comprende una retícula/red tridimensional de filamentos de material refractario y que tiene por lo menos una cara lateral y dos caras de flujo pasante opuestas, por lo menos una cara lateral que tiene un borde cerrado unitario, caracterizada porque el borde cerrado unitario comprende cavidades.

En ciertas modalidades, las cavidades son significativamente más largas en dirección paralela a la cara lateral que lo que son de ancho en una dirección perpendicular a la cara lateral.

En una serie particular de modalidades, el borde cerrado tiene un espesor de menos de 0.7 mm, menos de 0.5 mm, menos de 0.45 mm, menos de 0.4 mm, menos de 0.35 mm o menos de 0.3 mm. En otra serie de modalidades, el borde cerrado tiene un espesor de al menos 0.15 mm, al menos 0.25 mm, al menos 0.35 mm, al menos 0.45 mm, al menos 0.55 mm, al menos 0.65 mm, al menos 0.75 mm, al menos 0.85 m, o al menos 0.95 mm .

Se entenderá que existirá variabilidad en el espesor del borde cerrado. Como se menciona en la presente, el espesor se determina generalmente a mitad del camino entre los nodos superficiales adyacentes en el filtro. Un nodo se define como un punto de la red irregular de los filamentos en donde dos o más filamentos se unen. El espesor puede determinarse por referencia a una pluralidad de tales mediciones entre pares diferentes de nodos superficiales.

El espesor del borde cerrado puede compararse con el espesor de los filamentos del filtro. En una modalidad, la proporción de los espesores del borde cerrado a los espesores de los filamentos es de 0.5 a 2:1 o 0.75 a 1.75:1, o de 1 a 1.5:1.

En una modalidad, el filtro de la presente invención tiene una reducción en la densidad de por lo menos 10% cuando se compara con un filtro convencional análogo. En una modalidad adicional, la reducción es de por lo menos 15%, por lo menos 18% o por lo menos 20%.

Las propiedades térmicas y físicas contra las cuales los filtros se comparan, son para evaluar la idoneidad de los filtros para su uso. Los filtros deben ser capaces de soportar el choque térmico al calentarse a altas temperaturas, soportar físicamente el choque mecánico del impacto del metal fundido, permitir que suficiente metal fundido pase a través del filtro (es decir, el imprimado y la capacidad del filtro) , y tener suficiente resistencia para soportar el manejo y transportación. Las pruebas diseñadas para medir estas propiedades incluyen friabilidad, índice de flujo de aire y/o agua, resistencia mecánica e impregnación de metal fundido (como se describe en la presente) .

Como se utiliza en la presente, un filtro de espuma refractario es un filtro capaz de resistir temperaturas elevadas (por ejemplo, por encima de 500°C o incluso por arriba de 1500°C en el caso de filtros para acero fundido) que tienen una red irregular o entramado de filamentos interconectados que definen poros interconectados o huecos entre los mismos de tal manera que existen múltiples trayectorias tortuosas a través del filtro. Tales filtros de espuma se encuentran convenientemente (aunque no necesariamente) formados utilizando un sustrato de espuma reticulada, por ejemplo, como se define en el método de la presente invención.

El sustrato de espuma reticulada puede ser una espuma polimérica, tal como un poliéter, un poliuretano (incluyendo poliéter-poliuretano y poliéster-poliuretano) , o una espuma de celulosa. El sustrato de espuma reticulada sirve como una plantilla para el filtro resultante de manera que su porosidad proporciona una indicación de la porosidad del filtro resultante. La porosidad puede definirse en términos del número de poros y el porcentaje de volumen de huecos (poros) en el sustrato. La porosidad del filtro de espuma usualmente se especifica en términos del número de poros por pulgada lineal (ppi) y para aplicaciones metalúrgicas la porosidad usualmente varia de 5ppi a 60ppi, típicamente lOppi a 30ppi para la mayoría de las aplicaciones de fundición. De hecho, en la industria de la fundición, la referencia a los ppi de un filtro es estrictamente hablando una referencia del ppi del sustrato de espuma del cual se hizo. El sustrato de espuma reticulada de la presente invención puede tener una porosidad de 5ppi a 60ppi, típicamente de 10 a 40ppi o de 10 a 30ppi.

Los poros en el filtro no son de tamaño uniforme (debido a la estructura del sustrato de espuma) y el tamaño de poro se ve influenciado además por el método y el nivel de impregnación de la espuma. Por ejemplo, el tamaño de poro promedio para lOppi de espuma se encuentra típicamente en el margen de 4800 a 5200 mieras, mientras que el filtro resultante producido a partir de esta espuma tendrá un tamaño de poro promedio del orden de 1200 a 1500 mieras. En forma similar para 30ppi, el sustrato de espuma tiene un tamaño de poro promedio del orden de 2800 a 3200 mieras, mientras que el tamaño de poro del filtro promedio es de 650-900 mieras. La porosidad total del filtro de espuma en términos de volumen típicamente se encuentra en la región de 75% al 90%.

La forma del sustrato de espuma reticulada no es crítica y dependerá generalmente de la aplicación pretendida del filtro resultante. Comúnmente, el sustrato de espuma reticulada tendrá una sección transversal circular, cuadrada o rectangular. Un sustrato de espuma reticulada que tiene una sección transversal circular tendrá solamente una primera superficie mientras que un sustrato de espuma reticulada que tiene una sección transversal cuadrada o rectangular tendrá cuatro primeras superficies.

El líquido puede aplicarse a una o más primeras superficies del sustrato de espuma reticulada. Comúnmente el líquido orgánico se aplicará a todas las primeras superficies del sustrato de espuma reticulada.

El líquido puede aplicarse por aspersión.

Alternativamente, el líquido puede aplicarse utilizando rodillos o una brocha o al sumergir el borde del filtro en un cuerpo del líquido.

Las propiedades físicas del líquido se determinarán parcialmente por el método de aplicación. Cuando se utilizan rodillos, brocha o inmersión, los contenidos sólidos y la viscosidad deben ajustarse para dar la pegajosidad suficiente para adherir al precursor y cerrar completamente los poros laterales, promoviendo un recubrimiento de superficie lisa con penetración mínima del líquido en el interior del precursor. El líquido (que contiene el componente de recubrimiento orgánico) debe también tener propiedades de recubrimiento de capa exterior buenas y rápidas a fin de minimizar la caída y mantener una capa de recubrimiento regular y uniforme.

La aplicación por aspersión permite mayor control del espesor de recubrimiento y por lo tanto permite que se utilice la cantidad mínima del componente de recubrimiento orgánico. Como con los otros métodos de recubrimiento, la aspersión también requiere que el líquido tenga buenas propiedades de recubrimiento de la capa exterior, además de una baja viscosidad para facilitar la aspersión.

El recubrimiento volátil puede construirse al aplicar cantidades adicionales de líquido, para asegurar que se obtenga un recubrimiento continuo. Esto puede ser necesario cuando se aplica el líquido mediante aspersión y pueden requerirse diversas aplicaciones. El líquido total a ser aplicado dependerá de las propiedades requeridas del recubrimiento volátil y el método para aplicar el líquido, por ejemplo las propiedades del proceso de aspersión.

Después de la aplicación en el sustrato de espuma reticulada, el componente de recubrimiento orgánico puede secarse y endurecerse a temperatura ambiente. En algunas modalidades, el secado se acelera mediante un secado a una temperatura elevada, por ejemplo de 80 a 140 °C. El componente de recubrimiento orgánico cuando se solidifica (por ejemplo se seca o se cura) forma un recubrimiento volátil que es compatible con las etapas de impregnación subsecuentes y eventualmente se quema durante la cocción (es decir se volatiliza) de manera que no se encuentra presente en el filtro resultante. En una modalidad particular, el componente de recubrimiento orgánico se solidifica para formar un recubrimiento volátil flexible. Por "flexible", se entiende que el recubrimiento es plegable y duradero; capaz de flexionarse o doblarse sin fisuras, roturas o llegar a desprenderse de la espuma reticulada, y que vuelve a y conserva su forma cuando se elimina cualquier presión aplicada. Esta característica es particularmente importante si el precursor de filtro se impregna con lechada utilizando un método que requiere compresión (opresión) para eliminar el exceso de lechada.

El líquido puede ser el mismo componente de recubrimiento orgánico o el líquido puede comprender el componente de recubrimiento orgánico junto con otros componentes, tales como disolventes, agentes de curado y pigmentos. En una modalidad, el líquido es no acuoso.

La solidificación del componente de recubrimiento orgánico para formar el recubrimiento volátil puede ser mediante secado simple del líquido, que comprende el componente de recubrimiento orgánico (evaporación de disolventes) a temperatura ambiente o mediante la aplicación de calor y/o flujo de aire o mediante curado del componente de recubrimiento orgánico, por ejemplo una exposición a la humedad en la atmósfera o mediante una adición de un acelerador químico o mediante una combinación de uno o más de estos .

El componente de recubrimiento orgánico puede ser un material polimérico tal como poliuretano, cloruro de polivinilo (PVC) , poliéster (PET, PVA) , poliestireno, mezclas de dos o más tipos de polímeros y copolímeros. En una modalidad, el componente de recubrimiento orgánico forma un elastómero al secarse. Los componentes de recubrimiento orgánico antes mencionados se considera que son particularmente útiles, puesto que se conoce que forman un elastómero durable al secarse.

El componente de recubrimiento orgánico puede ser, por ejemplo, un sistema de un solo componente o un sistema de dos componentes mezclados poco antes de aplicar al sustrato de espuma reticulada.

El líquido puede comprender un disolvente orgánico para diluir el componente de recubrimiento orgánico. El disolvente no debe afectar adversamente, es decir, disolver el sustrato de espuma y debe evaporarse rápidamente a temperatura ambiente. Dependiendo de la naturaleza química de tanto el sustrato como el recubrimiento, una amplia variedad de disolventes puede ser adecuada, las clases incluyen éteres tales como tetrahidrofurano (THF) y dietiléter, hidrocarburos tales como pentano, ciclopentano y xilol, cetonas tales como acetona y metil-etil-cetona, esteres tales como acetato de etilo e hidrocarburos fluorados /clorados . En una modalidad particular, el líquido comprende un disolvente seleccionado de acetona, THF, acetato de etilo, xilol y mezclas de los mismos .

En una cierta modalidad, el componente de recubrimiento orgánico es un poliuretano de curado por humedad de un solo componente, diluido a la viscosidad requerida con una mezcla de disolvente de cetona/éter.

El líquido puede comprender un pigmento para colorearlo. Esto proporciona un indicador útil de la cantidad de líquido que se ha aplicado a la o las primeras superficies y ayuda a asegurar que la superficie sea totalmente recubierta.

El material refractario puede seleccionarse de zirconia, circón, sílice, alúmina (incluyendo alúmina fundida marrón) , talco, mica, titania, carburo de silicio, carburo de circonio, carburo de titanio, carburo de calcio, carburo de aluminio, nitruro de silicio, nitruro de aluminio, óxido de níquel, óxido de cromo, magnesia, mulita, grafito, antracita, coque, carbón activo, grafito-magnesia, grafito-alúmina, grafito-zirconia, boruro de zirconio, boruro de calcio, boruro de titanio, frita (vidrio molido) y mezclas que comprenden dos o más de éstos.

Las partículas de material refractario empleadas pueden ser, por ejemplo, polvos, finos, gránulos, materiales fibrosos o microesferas (huecos y/o sólidos). En una modalidad, los materiales fibrosos constituyen hasta el 5% del material refractario empleado. Tal adición pequeña de material fibroso se conoce para mejorar la resistencia mecánica y la resistencia térmica del filtro.

Las pequeñas adiciones de otros materiales pueden agregarse a la lechada para modificar las propiedades mecánicas y térmicas del filtro resultante. En una modalidad, otros materiales, tales como polvos metálicos y polvos de aleación metálica, se encuentran presentes en una cantidad equivalente de hasta 5% del peso del material refractario. Los materiales adecuados incluyen acero, hierro, bronce, silicio, magnesio, aluminio, boro.

El aglutinante puede ser cualquier aglutinante convencional empleado en la producción de filtros de espuma refractarios. El aglutinante puede ser un aglutinante inorgánico, tal como vidrio de silicato (por ejemplo borosilicato, aluminosilicato, silicato de magnesio) o vidrio de fosfato, o una fuente rica en carbono seleccionado de una o más de las siguientes clases de materiales: breas, alquitranes, y polímeros orgánicos que se degradan para formar carbono en la pirólisis en una atmósfera no oxidante.

La persona con experiencia será capaz de seleccionar el material refractario apropiado o la mezcla de materiales refractarios de acuerdo con los requerimientos mecánicos y térmicos particulares del filtro. Por ejemplo, la alúmina unida al vidrio y las mezclas de alúmina/grafito se utilizan regularmente para la filtración de aleaciones de aluminio, el aluminio unido al vidrio y mezclas de carburo de silicio se utilizan regularmente para la filtración de hierro y la zirconia unida a vidrio se utiliza para filtración de acero, mientras que la alúmina unida a carbono y las mezclas de grafito se utilizan para filtración de hierro y acero.

El portador líquido en la lechada puede ser cualquier diluyente líquido adecuado, por ejemplo agua, metanol, etanol o petróleo ligero. Sin embargo, el agua se emplea usualmente, puesto que se proporcionan lechadas que tienen buenas propiedades de recubrimiento y son seguras ambientalmente .

Otros materiales también pueden agregarse a la lechada refractaria para modificar sus propiedades reológicas. El uso de tales materiales en la preparación de filtros es bien conocido en la técnica, e incluyen auxiliares de suspensión tales como arcillas, agentes anti-espumantes , tales como líquidos a ° base de silicona, estabilizadores poliméricos y dispersantes.

La impregnación de los precursores de filtro por la lechada refractaria se conoce bien en la técnica, y puede ser por inmersión del precursor en la lechada y/o al apelotonar la lechada sobre y dentro del precursor y/o al rociar, removiendo cualquier exceso de lechada por presión y/o rotación y/o centrifugado.

Una o más capas adicionales de un material refractario y/o un aglutinante, opcionalmente con portador líquido, puede aplicarse al precursor de filtro y estas capas adicionales pueden secarse.

Las modalidades de la invención se describirán ahora a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos anexos en los que: La Figura 1 es un diagrama esquemático de un corte transversal de una parte de un filtro de acuerdo con una modalidad de la invención; la Figura 2a es un corte transversal de un filtro convencional obtenido utilizando formación de imágenes de TC de rayos X y la Figura 2b es un negativo de la misma imagen.

La Figura 3a es un corte transversal de un filtro de acuerdo con una modalidad de la invención obtenido utilizando la formación de imágenes de TC de rayos X y la Figura 3b es un negativo de la misma imagen; y la Figura 4a a la Figura 4d son imágenes de SEM de un filtro de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 1 es un corte transversal altamente esquemático de parte de un filtro 10 de acuerdo con la presente invención. El filtro 10 tiene un borde 12 periférico cerrado y comprende una red irregular de filamentos 14 que rodean y definen los poros/huecos 15. Tanto el borde 12 cerrado como los filamentos 14 son lechada formada a partir de un material refractario. Los filamentos 14 tienen cavidades 15 , debido a la quema de espuma reticulada (volatilización) durante la cocción del precursor del filtro. Las cavidades pueden también estar presentes en el borde 14 cerrado en donde el recubrimiento volátil estuvo presente previamente. Esto puede localizarse a lo largo de la línea punteada .

Un nodo puede definirse en el filtro en donde dos o más filamentos se reúnen. Algunos de los nodos en el filtro se han etiquetado como A. La parte más delgada del borde 12 cerrado se encuentra en el punto medio entre dos nodos de superficie. Los ejemplos del punto medio se han etiquetado como B. Se puede observar que el punto más delgado del borde 12 cerrado es de espesor comparable a los filamentos 14 .

METODOLOGÍA Preparación de filtro de espuma de carburo de silicio estándar Una pieza de espuma de poliuretano reticulado que tiene un corte transversal cuadrado se impregna con la lechada refractaria utilizando una combinación de rodillos y aspersión hasta que obtuvo un peso deseado. La lechada comprende aproximadamente 60% de carburo de silicio, 15% de alúmina, 5% de sílice, 10% de modificadores de reología ( anti-espumantes , dispersantes, estabilizantes, aglutinantes, etc.) y 5-10% de agua. La cantidad de agua agregada se ajustó para dar la viscosidad de lechada requerida.

La pieza de espuma impregnada entonces se secó en un horno a 150°C antes de cocerse. La cocción se llevó a cabo en un horno de túnel (continuo) , la temperatura no excedió un máximo de 1200°C en la zona más caliente en el horno.

Preparación de filtro de espuma de carburo de silicio de borde cerrado Una pieza de espuma de poliuretano que tiene una sección transversal cuadrada se recubrió por aspersión en sus cuatro lados laterales (caras laterales) con un líquido que comprende adhesivo de poliuretano curado por humedad de un solo componente sin hundimiento, diluido con una mezcla de disolvente de cetona/éter en un 15% de sólidos secos y coloreada mediante una adición del 5% de un pigmento compatible. El líquido se aplicó utilizando una pistola de aspersión de tipo estándar con contenedor a presión, y una presión de atomización (aire) de 5 bares y presión de suministro de líquido de 2 bares. Se aplicaron diversas capas a las caras laterales hasta que la capa de recubrimiento líquido en la pieza de espuma fue continua. La pieza de espuma recubierta de borde se dejó entonces secar a temperatura ambiente.

La pieza de espuma recubierta de borde se utilizó para preparar un filtro de espuma utilizando el mismo método que se describe en lo anterior en relación con el filtro de espuma estándar, excepto que un índice de aplicación inferior de lechada se utilizó cuando se preparan los filtros de la invención. La cantidad de lechada aplicada (índice de aplicación) se redujo al disminuir la viscosidad y contenido de sólidos de la lechada mediante dilución, y/o al ajustar la relación de la aplicación de rodillos : aspersión hasta que se logró el peso deseado, mientras que mantiene la cubierta uniforme de la espuma. Después de la aplicación de la lechada, la pieza de espuma recubierta de borde impregnada se secó y después se coció de la misma manera como el filtro de espuma estándar.

Evaluación de filtros Las siguientes medidas se emplearon para evaluar las propiedades de los filtros. Se entenderá que las pruebas son para el propósito de comparación y por lo tanto es importante que los mismos parámetros se utilicen para todos los filtros que se prueban.

Peso promedio El peso para el número de muestras dadas se midió y se calculó en promedio. Como se describe previamente, existe un compromiso entre el utilizar suficiente lechada para proporcionar resistencia suficiente y permitir una buena imprimación y eficiencia de filtración. En general, el filtro de peso inferior será preferible siempre y cuando el filtro sea suficientemente fuerte en uso.

Prueba de índice de Flujo de Agua (Capacidad) La prueba de índice de flujo de agua es un aparato diseñado internamente, en el cual el agua se hace circular y pasar a través de un tubo de acero vertical en el cual se sella un filtro en el fondo y es perpendicular al flujo de manera que el agua fluye hacia abajo sobre la cara y a través del filtro. El aparato se dispone de manera que el diámetro del área de la cara del filtro expuesta al agua es de 40 mm, para todos los filtros probados. La altura (parte superior) del agua por encima del filtro es de 125 mm y se mide el índice de flujo promedio del agua a través del filtro. La prueba se utiliza para comparar el índice de flujo relativo esperado (capacidad) de diversos filtros con el fin de dar una indicación de como los filtros se desempeñan con el metal fundido. Los valores citados son el promedio de los resultados de prueba con una serie de filtros.

Prueba de Caída de Presión (Capacidad e imprimación) La prueba de caída de presión es una prueba estándar para filtros en los cuales la caída en la presión de aire a través del filtro se determina por el uso de un manómetro. El filtro se sella en una impresión dentro del aparejo de prueba al cual se conecta una bomba de aire de flujo constante. Se utiliza una válvula de entrada para variar el flujo de aire y se conecta un medidor de flujo al extremo de salida para registrar el índice de flujo a través del aparejo. Un manómetro se vincula con el aparejo en cualquier lado de la muestra y mide la caída en la presión del aire que pasa a través del filtro. El aparato se dispone de manera que el aire superficial de la cara del filtro expuesta al aire varía de acuerdo con el tamaño del filtro, al igual que el flujo de aire. Para filtros de 50mmx50mm( 75mmx75mmf y lOOmmxlOOmm, las áreas expuestas y los índices de flujo son de 2025mm2, 4096mm2, 6400mm2 y 40m3/hora, 57m3/hora, 100m3/hora respectivamente. Similar a la prueba de índice de flujo de agua, la prueba de caída de presión se utiliza para propósitos comparativos para indicar las características de flujo relativo a través de un filtro. Se cree que generalmente, entre más baja sea la caída de presión, más fácil será para el metal imprimar y pasar a través de un filtro. Los valores citados son el promedio de los resultados de probar una serie de filtros.

Medición de Friabilidad Se emplearon dos métodos para medir la friabilidad de los filtros. En el primero, se midió el peso de los fragmentos del filtro que se desprendieron de un filtro durante la etapa de embalaje automático de una planta de producción de filtro comercial. Se abrió una caja de cartón empacada de filtros y cada filtro se removió. Cualesquier fragmentos rotos, sueltos se separaron de los filtros y se recolectaron junto con cualesquier fragmentos que quedaron en la caja y el embalaje. El valor de friabilidad entonces se da por el peso total de los fragmentos sueltos como un porcentaje del peso total de los filtros.

Una prueba alternativa y más severa implicó colocar seis filtros en una bandeja de metal de 200 mm de diámetro con tapa y después se fijó ésta en un agitador de tamiz estándar. La base de vibración se encendió (número de ajuste de velocidad 3) y el contenedor de metal vibró durante 3 minutos. Después de tres minutos, el filtro se removió de la bandeja y cualesquier fragmentos sueltos se separaron. El filtro entonces se regresó a la charola y se repitió la vibración durante un periodo de tres minutos adicionales. La charola entonces se removió, y se calculó el valor de friabilidad como se describe en lo anterior al separar y pesar el peso total de los fragmentos de filtro sueltos.

Prueba de Impacto Directo (Medición de Resistencia Mecánica) Los filtros se probaron con el hierro fundido usando una prueba de impacto directo, en la cual 50 kg de hierro gris a una temperatura dada se vierte de una cuchara de vertido inferior ajustada a un orificio de colada de 450mm en la cara de un filtro soportado en dos lados opuestos en una impresión elaborada de arena ligada con resinas. La prueba proporciona una medida de la resistencia mecánica del filtro del impacto de metal inicial, la resistencia al choque térmico, la resistencia mecánica a la temperatura y la resistencia a la erosión. La temperatura para la prueba puede variarse de acuerdo con el espesor del filtro que se prueba y la severidad requerida, por ejemplo una temperatura de 1530°C es una prueba más severa de un rendimiento de filtro que utiliza metal a 1480°C. Después de la prueba (y enfriamiento) se inspecciona el filtro, y se designa como falla si tiene un agujero completamente a través de él. Un número máximo de cinco filtros se prueban por cada muestra, y los resultados se consideran como "aprobado" si por lo menos cuatro filtros aprueban (un quinto filtro no se prueba si los primeros cuatro aprobaron) . Además, el filtro se examina para ver si tiene el nivel de erosión o si existe alguna fisuración en el filtro .

Resistencia a la compresión en frío La resistencia a la compresión en frío de los filtros se midió utilizando un probador de resistencia a la compresión de Hounsfield. La muestra de prueba se colocó centralmente en la base de prueba y un émbolo de diámetro conocido se movió hacia abajo hacia la muestra en un índice constante de 50 mm por minuto hasta que la muestra se trituró. Los valores citados son el promedio de los resultados de pruebas con una serie de filtros.

Ejemplo Comparativo 1 - Filtro de espuma de carburo de silicio estándar Los filtros que tienen las dimensiones de 50rnmx50mmx22mm se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano reticulada de lOppi que tienen las dimensiones apropiadas utilizando el método descrito en lo anterior.

La Figura 2a es un corte transversal de un filtro completo del Ejemplo Comparativo 1 que tiene dimensiones de 50mmx50mmx22mm. La disposición irregular de los filamentos refractarios puede verse claramente como las áreas claras contra el fondo oscuro. Los filamentos refractarios comprenden cavidades en donde la espuma reticulada se ha quemado durante la cocción. Estos se ven como regiones oscuras dentro de los filamentos de color claro. Para claridad, un negativo de esta imagen se muestra en la Figura 2b, en la cual los filamentos del material refractario se muestran como regiones oscuras.

Ejemplo 1 - Filtro de espuma de carburo de silicio con un recubrimiento de borde cerrado Un filtro de borde cerrado que tiene las dimensiones de 50mmx50mmx22mm se preparó a partir de piezas de espuma de poliuretano reticulada de lOppi que tienen las dimensiones apropiadas (como se describe en lo anterior) . El índice de aplicación de lechada se redujo cuando se comparó con el Ejemplo Comparativo 1.

La Figura 3a es una sección transversal del filtro completo del Ejemplo 1 que tiene dimensiones de 50mmx50mmx22mm. La red irregular de filamentos de material refractario puede verse claramente junto con el borde cerrado continuo. El filtro de borde cerrado se ve como las regiones claras y los poros/huecos como las áreas oscuras. El recubrimiento y los filamentos tienen un espesor similar, es decir, la proporción del diámetro del recubrimiento de borde en el diámetro de los filamentos es de aproximadamente 1:1. Para claridad, un negativo de esta imagen se muestra en la Figura 3b, en la cual el material refractario se muestra como regiones oscuras .

La Figura 4a es una imagen del microscopio electrónico de barrido (SEM) de una porción de esquina del filtro del Ejemplo 1 y las figuras 4b, 4c, y 4d son imágenes agrandadas de la misma porción. En cada caso, la línea representa lmm. El espesor del borde cerrado varía de un máximo de aproximadamente lmm en los nodos a menos de 0.5 mm en el punto medio entre los nodos . El borde cerrado es de espesor comparable a los filamentos y, en algunos puntos, es notablemente más delgada que los filamentos. El borde cerrado comprende cavidades ya que el recubrimiento orgánico volátil se quema durante la cocción. Diversas cavidades estrechas largas son visibles, lo cual muestra en donde el recubrimiento volátil se . localiza antes de la cocción. Esto se ha destacado por las flechas en cada una de las figuras b, c, y d. Puesto que el recubrimiento volátil fue continuo, debe esperarse que una cavidad continua pueda resultar en lugar de una cavidad discontinua. Se cree que las numerosas cavidades resultan debido a que la composición refractaria de la lechada seca se endurece pero permanece fluida mientras que el recubrimiento se volatiliza y puede moverse para llenar los espacios libres a medida que se van creando.

Resultados Las propiedades mecánicas, físicas y termo-mecánicas de los filtros del Ejemplo Comparativo 1 y del Ejemplo 1 se muestran en lo siguiente.

Tabla 1 Peso de Filtro Promedio El peso promedio (y densidad) para un filtro de la invención (Ejemplo 1) fue de 18.5% menor que el peso promedio para un filtro de la técnica anterior (Ejemplo Comparativo 1) con bordes abiertos .

Prueba de índice de Flujo de Agua (Capacidad) El índice de flujo de agua del Ejemplo 1 fue de aproximadamente 11% mayor que el Ejemplo Comparativo 1, que indica que el filtro tendrá un índice de flujo de metal y capacidad en uso superior. El Ejemplo 1 tiene un nivel inferior de impregnación de lechada que el Ejemplo Comparativo 1 y por lo tanto un peso de filtro inferior, resultando en un filtro con una mayor porosidad (filamentos más delgados y menos poros bloqueados) .

Medición de Friabilidad La friabilidad se midió utilizando la primera prueba descrita en lo anterior (línea de empaque convencional). La medición mostró que el Ejemplo 1 fue menos friable, es decir que los bordes cerrados protegieron los extremos de los filamentos de filtro y de este modo redujeron la cantidad de fragmentos desprendidos, a pesar del hecho de que los filamentos eran más delgados (menos carga refractaria) y de este modo más débiles en general que en el Ejemplo Comparativo 1.

Prueba de Impacto Directo (Medición de Resistencia Mecánica) Utilizando la prueba estándar, todos los filtros del Ejemplo 1 aprobaron, no mostraron signos de falla, es decir rotura. Los resultados siendo los mismos como el Ejemplo Comparativo 1 mostraron que a pesar del menor peso de filtro (nivel de impregnación) los filtros de borde cerrado del Ejemplo 1 siguen siendo adecuados para la filtración de metal fundido.

Por consiguiente el filtro de borde cerrado, proporciona una ventaja sobre el filtro de la técnica anterior. El borde del filtro se protege sin la necesidad de construir la parte interior del filtro y de hecho el nivel de impregnación del interior del filtro puede reducirse. Como una consecuencia de esto, el índice de flujo y la capacidad del filtro pueden incrementarse, y en algunos casos, será posible producir un filtro con tamaños de poros más pequeños, mientras que mantienen el índice de flujo y la capacidad de un filtro de espuma estándar con un tamaño de poro grande. Esto significa que la eficiencia de filtración puede incrementarse sin afectar adversamente el proceso de fundición global (llenado de molde) .

Ejemplos Comparativos 2 y 3 y Ejemplos 2 y 3 Los filtros de borde convencionales y cerrados que tienen dimensiones de 50mmx50mmxl5mm se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano. El Ejemplo Comparativo 2 y el Ejemplo 2, se prepararon a partir de las piezas de 20ppi y el Ejemplo Comparativo 3 y el Ejemplo 3 se prepararon a partir de piezas de 30ppi. Las propiedades de los filtros se listan en lo siguiente.

Tabla 2 Nota 1 ) especificación del producto (y resultado) del producto comercial Como se esperaba, los filtros de 20ppi tuvieron un índice de flujo de agua superiores que los filtros de 30ppi, debido al tamaño de poro más grande. El Ejemplo 3 tiene un tamaño de poro de 30ppi y todavía tiene un índice de flujo de agua comparable con el filtro convencional de 20ppi (Ejemplo Comparativo 2). Los filtros del Ejemplo 2 y el Ejemplo 3 aprueban la prueba de impacto directo a una temperatura superior (por lo tanto una prueba más severa) que la especificación del producto comercial actual del Ejemplo Comparativo 2 y Ejemplo Comparativo 3. En conjunto, los resultados significan que un filtro del Ejemplo 3 puede utilizarse en lugar del Ejemplo Comparativo 2, proporcionando la mayor eficiencia de filtración de un filtro de 30ppi junto con la capacidad normalmente asociada con un producto de ppi inferior .

Ejemplos Comparativos 4 y 5 y Ejemplos 4 y 5 Los filtros de borde convencionales y cerrados que tienen dimensiones de 50minx50mmx22mm se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano. El Ejemplo Comparativo 4 y el Ejemplo 4 se prepararon a partir de piezas de 20ppi y el Ejemplo Comparativo 5 y el Ejemplo 5 se prepararon a partir de piezas de 30ppi. Las propiedades de los filtros se listan en lo siguiente.

Tabla 3 Nota 1 ) especificación del producto (y resultado) del producto comercial Ambos filtros de la invención muestran friabilidad mejorada (reducida) a pesar de tener menos pesos de filtro inferiores y resistencia a la compresión en frío que los filtros convencionales. También tienen mayores índices de flujo de agua que los filtros convencionales indicando que tendrán una capacidad mayor en uso cuando sé filtra el metal. El Ejemplo 5 puede utilizarse en lugar del Ejemplo Comparativo 4 para proporcionar mayor eficiencia de filtración mientras que mantiene el índice de flujo.

Ejemplo Comparativo 6 y Ejemplo 6 Los filtros de borde convencionales y cerrados que tienen dimensiones de 75mmx75mmx22mm se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano que tuvieron una porosidad de 20ppi. Las propiedades de los filtros se listan en lo siguiente.

Tabla 4 Nota 1 ) especificación del producto (y resultado) del producto comercial Ejemplos Comparativos 7 y 8 y Ejemplos 7 y 8 Los filtros de borde convencionales y cerrados que tiene dimensiones de 100mmxl00mrnx22mm se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano. El Ejemplo Comparativo Ejemplo 7 y el Ejemplo 7 se prepararon a partir de piezas de 20ppi y el Ejemplo Comparativo 8 y el Ejemplo 8 se prepararon a partir de piezas de 30ppi. Las propiedades de los filtros se listan en lo siguiente.

Tabla 5 Nota 1 ) especificación del producto (y resultado) del producto comercial Ejemplo Comparativo 9 y Ejemplos 9A, 9B y 9C Los filtros de borde convencionales y cerrados que tienen dimensiones de 50mmx50mmxl5mm se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano que tuvieron una porosidad de 20ppi. Una composición de lechada diferente se utilizó comparado con los ejemplos previos, que comprende aproximadamente 55% de carburo de silicio, 15% de alúmina, 10% de sílice, 10% de modificadores de reología y aglutinantes y 5-10% de agua. La cantidad de lechada aplicada se ajustó para producir un margen de filtros que tienen pesos diferentes. Las piezas de espuma impregnadas se secaron como en los ejemplos previos, sin embargo, el cocido de los filtros se condujo en un horno por lotes, alcanzando un máximo de 1150°C en el punto más alto del ciclo de cocción.

La friabilidad de los filtros se midió utilizando el segundos método y se muestra en lo siguiente junto con otras propiedades de los filtros.

Tabla 6 i_os resuitaaos muestran que ei aumento aei nivel a impregnación, y por lo tanto, el peso del filtro, aumenta 1 resistencia y reduce la friabilidad de los filtros. Además el Ejemplo 9B tiene un peso global similar al Ejemplo Comparativo 9, sin embargo, puesto que también tiene un borde cerrado, la impregnación del cuerpo de espuma, es decir, el espesor del filamento recubierto es menor. El filtro por lo tanto tendrá una mayor capacidad y un mayor índice de flujo comparado con el filtro estándar, como se indica por el valor de caída de presión inferior, pero no incrementa la friabilidad del filtro (bordes).

Comparado con el Ejemplo Comparativo 9, el Ejemplo 9C tiene un peso de filtro global superior, sin embargo, el nivel de impregnación de filamento es inferior como se indica por los datos de caída de presión. Por lo tanto se esperará tener una capacidad ligeramente superior e índice de flujo de metal comparado con el filtro convencional. Además, como resultado de la friabilidad significativamente mejorada (reducida) , el Ejemplo 9C será más resistente a la ruptura y por lo tanto será particularmente fuerte para el manejo mecánico (incluyendo el robótico) .

Ejemplos 10, 11 y 12.

Los filtros a base de zirconia de borde cerrado se prepararon a partir de piezas de espuma de poliuretano que tienen las mismas dimensiones como aquellas utilizadas para producir los Ejemplos 6 (Ejemplo 10) y 7 (Ejemplos 11 y 12) . La composición de lechada comprende aproximadamente 75%, de zirconia, 10% de magnesia, 10% de modificadores de reología y aglutinantes y 5-10% de agua. Las piezas de espuma impregnadas se secaron como en los ejemplos previos. Los filtros de zirconia se cocieron a una mayor temperatura que el filtro de carburo de silicio previo, alcanzando un máximo de 1600°C en el punto más alto del ciclo de cocción conducido en el horno por lotes. Los resultados se muestran en lo siguiente .

Tabla 7 Ejemplos 13 y 14 y Ejemplos Comparativos 13 y 14 Los filtros de carburo de silicio de borde cerrado de 20ppi y los filtros estándar se prepararon como se describió previamente y se evaluaron en un molde horizontalmente partido. Para cada prueba, se fundieron veinte conjuntos de piezas fundidas de muñón de dirección, dos por cada caja de moldeo, un filtro por pieza fundida. Se produjeron dos series diferentes de piezas fundidas utilizando un filtro más grande para el tipo de pieza fundida más grande/más pesada. Los resultados se muestran en lo siguiente .

Los filtros de borde cerrado son considerablemente más ligeros que los filtros estándar correspondientes. Además, estos resultados muestran que los filtros de borde cerrado tienen índices de flujo superiores, los cuales dan una reducción en el tiempo de vertido de la fundición de aproximadamente 6% comparado con el filtro estándar equivalente. Todas las pieza de fundición parecen satisfactorias en la inspección visual, sin defectos apreciables (relacionados con el filtro) .

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método para la producción de un filtro de espuma refractario de borde cerrado, que comprende: proporcionar un sustrato de espuma reticulada que tiene por lo menos una primera superficie para formar una cara lateral del filtro y dos segundas superficies opuestas para formar las caras de flujo pasante del filtro; aplicar un líquido que comprende un componente de recubrimiento orgánico en la primera superficie; solidificar el componente de recubrimiento orgánico para formar un precursor de filtro que tiene un recubrimiento volátil continuo en la primera superficie; impregnar el precursor de filtro con una lechada que comprende partículas de un material refractario, un aglutinante y un portador líquido; y secar y cocer el precursor de filtro impregnado para formar el filtro que tiene un borde cerrado.

2. El método de la reivindicación 1, en el cual el sustrato de espuma reticulada tiene una porosidad de 5 a 60 poros por pulgada lineal (ppi) .

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el cual el líquido se aplica a todas de las primeras superficies del sustrato de espuma reticulada.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el líquido se aplica mediante aspersión.

5. El método de cualquier reivindicación precedente, en el cual el recubrimiento volátil es flexible.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el componente de recubrimiento orgánico se selecciona de uno o más de poliuretano, cloruro de polivinilo (PVC) , poliéster (PET) , o poliestireno .

7. Un filtro de espuma refractario que se puede producir por el método de cualquier reivindicación precedente que comprende una red tridimensional de filamentos de material refractario y que tiene por lo menos una cara lateral y dos caras de flujo pasante opuestas, por lo menos una cara lateral que tiene un borde cerrado unitario, y en donde el borde cerrado comprende cavidades .

8. El filtro de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el borde cerrado unitario tiene un espesor de menos de 1 mm.

9. El filtro de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el cual las cavidades son significativamente mayores en una dirección paralela a la cara lateral que son anchas en una dirección perpendicular a la cara lateral .

10. El filtro de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el cual el borde cerrado unitario tiene un espesor de menos de 0.5 mm.

11. El filtro de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde la relación del espesor del borde cerrado unitario al espesor de los filamentos es de 0.5 a 2. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un método para la producción de filtros de borde cerrado adecuados para filtrar metal fundido y filtros elaborados por tal método. El método comprende: proporcionar un sustrato de espuma reticulada que tiene al menos una primera superficie para formar una cara lateral de los filtros y dos superficies secundarias opuestas para formar las caras de flujo pasante del filtro; aplicar un liquido que comprende un componente de recubrimiento orgánico en la primera superficie; solidificar el componente de recubrimiento orgánico para formar un precursor de filtro que tiene un recubrimiento volátil sobre la primera superficie; impregnar el precursor de filtro con una lechada que comprende partículas de un material refractario, un aglutinante y un portador líquido; y secar y cocer el precursor de filtro impregnado para formar el filtro que tiene un borde cerrado.