(57)【要約】本発明は、溶融鋼濾過用フィルター装置及びその製造方法に関する。該フィルター装置（１）は、溶融鋼濾過のため黒鉛化カーボンの結合ネットワークを含み、互いに間隔を置いて配置された２以上の濾板（２，４）が存在することにより、特にリザーバチャンバー７を設けたことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む溶融鋼濾過用フィルター装置（１）であって、少なくとも２つの瀘板（２、４）が互いに間隔をあけて存在することにより、特にリザーバチャンバー７が形成されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
互いに対向している前記瀘板（２、４）の表面（６、６ａ）の少なくとも一方が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の表面コルゲーションを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
それぞれの瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）が、互いに横方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
それぞれの瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）の直径が、１〜１０ｍｍ、特に２〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）の形状が、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、五角形又は六角形であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記瀘板（２、４）の各々の形状が、同一であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記フィルターが、セラミック原料、特に黒鉛化カーボンからなるネットワークと必要に応じて強化繊維とを含むセラミック材料からできていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルター装置（１）の製造方法であって、
ａ）セラミック粉末及び必要に応じて黒鉛化性結合前駆体、繊維、並びに他の添加剤を含む半湿混合物を、液圧プレスで加圧成形して、突出フレーム（５、５ａ）を有するディスクの形状の有孔瀘板（２、４）であって、内面（６、６ａ）の少なくとも一方の面に波形面（６、６ａ）（山と谷）を有する前記瀘板（２、４）を得る工程と、
ｂ）セラミック又はカーボンバインダーを用いて２つの瀘板（２、４）を互いに接合して、空間又はリザーバチャンバーが前記２つのプレート（２、４）の間に形成されるようにする工程と、
ｃ）当該組立フィルター装置（１）を、還元性又は非酸化性雰囲気中で、１０００℃までの温度、好ましくは６００℃〜７００℃の温度で焼成する工程と、
を含む方法。
【請求項９】
前記表面（６、６ａ）を、前記瀘板（２、４）の焼成前又は焼成後に、別の工程で粗面化することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記セラミック前駆体材料が、黒鉛化性カーボン結合前駆体、セラミック粉末及び必要に応じて他の添加剤を含有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記前駆体を、５００〜２０００℃の範囲、特に５００〜１０００℃の範囲の温度で焼成することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融鋼濾過用フィルター装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属、特に鋼の処理には、外因性金属間介在物、例えば、原料の不純物からの介在物、スラグ、ドロス、及び溶融物の表面に形成される酸化物からの介在物、並びに金属溶融物を形成するチャンバー又は容器を形成するのに使用される耐火材料の小断片からの介在物を除去することが望ましい。
【０００３】
これらの介在物を除去することにより、とりわけ鋼、鉄及びアルミニウム金属の鋳造において高品質の製品が確実に得られる均一溶融物を得ることができる。現在のところ、極めて大きな熱衝撃に非常に良好に耐え、化学的腐食に耐え、かつ機械的応力に耐えることができることから、セラミックフィルターが広く使用されている。
【０００４】
このようなセラミックフィルターを製造する際、一般的にセラミック粉末を好適な有機バインダー及び水と混合してペースト又はスラリーを調製することがおこなわれる。このスラリーを使用してポリウレタンフォームに含浸させ、含浸ポリウレタンフォームを、乾燥し、１０００〜１７００℃の温度範囲で焼成する。この処理により、燃焼性材料が焼結中に焼失して多孔体が生成する。例えば、米国特許第２，４６０，９２９号及び同第２，７５２，２５８号に、一般的な手順が記載されている。
【０００５】
また、開口気孔フィルターは、不規則な連続通路がランダムに分布する代わりに、一般的に湿ったセラミック粉末と有機バインダーを垂直ピンを有する金型に液圧により圧入することにより製造される材料を通過する一連の平行ダクトから構成されている。このように、有孔構造が得られる。この有孔構造は、ディスク状でも、ブロック状でもよい。この有孔物品を、次に、最終用途に応じて１０００〜１７００℃の温度範囲で焼成して有孔ディスクを得る。焼成中、セラミック及び/又はガラス状結合が生じる。
【０００６】
米国特許第４，７２１，５６７号は、溶融金属の鋳造に使用するセラミック注入フィルターに関する。このフィルターは、多数の密集した開口部を備えた要素を備えている。これらの要素は、それらの間に濾過キャビティーを形成している。これらの開口は、一つの要素の開口から流れ出る金属が、次の要素の開口に入る前に絞りを通過するようにジグザグとなっている。この特許は、高サーマルマス、熱衝撃の影響を受けやすい、クリープ及び熱劣化の全ての欠点を有するセラミックフィルターを記載している。フィルターは、互いに接合していない2つ以上の別個の部分からなる。フィルターを最終的に組み立てるときにできる層間の空間又はチャンバーがない。また、穴の間の空間だけでなく穴径についての規定もある。このフィルターは、特に数多くの欠点を有するために、製造が高価である。
【０００７】
米国特許第６，２１６，７６８Ｂ１号は、一方での材料を処理するインサートによりカバーされない領域に位置する瀘板における自由穴の数の、他方での瀘板における穴の総数に対する比に関し、この比が、１０％以上及び／又は７５％以下である。このフィルターは、特に鉄鋳造用に設計されている。これは、鉄鋳に好適でしかない。また、これは、ツーピースとして未接合状態で供給され、鋳造の場所でカスタマーにより組立られる。また、これは、セラミック製であり、キャスケットが両半分の間に配置されている。
【０００８】
米国特許第５，７８５，８５１号は、溶融金属用の網状セラミックフィルターを記載している。このフィルターは、入口表面を有する入口部分と、この入口部分と隣接している中間ボディ部分と、出口面を有する出口部分を備えている。この入口面は、上面及び下面と非平面であり、入口面に供給される溶融金属のための実質的な接触領域が得られる。この特許は、フォームフィルターに関し、フォームの表面が多少改良されている。上有孔プレートは、プレフィルターとしての役割を果たすフォームフィルターの上に配置してもよい。実際には、このフィルターは、鋳造中に金属が過剰に冷えるので正常に機能しない。これは、金属が、セラミックフィルターだけでなく、セラミックプレフィルターも通過しなければならないからである。また、この特許は、プレフィルターをフォームフィルターに接合するのに、どんな種類の機構を使用するかについて説明していない。
【０００９】
さらに、国際公開第０１／４０４１４号Ａ１は、多孔質コール系材料に関する。この材料は、密度約０．１ｇ／ｃｍ3〜約０．６ｇ／ｃｍ3を有し、「金型」に小石炭粒子を入れ、非酸化性雰囲気下で制御加熱に附することにより製造される。これにより好ましくはほぼネット形状で製造された多孔質製品は、機械加工し、接着し、さもなければ加工して多種多様な低コスト、低密度製品とするか、又はその形状をフィルター、断熱材又は絶縁材等として使用される。これらの多孔質製品は、さらなる処理をしなくても、最大約６０００ｐｓｉの圧縮強度を示す。前記多孔質製品をさらに炭化又は黒鉛化すると、導電体又は熱導体として使用することができる製品が得られる。また、この特許は、ほとんどが密集し且つランダムな細孔を有するフォームに関する。鋼製金型を使用するのに限界があるため、このフォームを大量生産するのは困難である。記載されている唯一の濾過用途は、アルミニウム金属のみであり、且つこのフォームの製造には、制御された圧力と雰囲気が必要である。この特許では、金型内の圧力を調整して有孔構造を得ている。また、この場合の気孔は、完全には開口していない。濾過の使用についてのクレームは、数多くの使用のうちの一つであり、フィルターがいままで実際に金属の濾過に使用されたことを示すものはなにもない。また、このようなフィルターは、鋼の濾過に使用するのに強度が低いために、濾過する金属としてアルミニウムのみが述べられている。この特許は、セラミックを用いないカーボンフィルターのみを記載している。フィルターの製造方法は、金型内部の圧力を調整することに基づいている。この方法は、制御するのが困難である。
【００１０】
米国特許第４，３９５，３３３号は、溶融金属を濾過するための装置に使用される改善されたフィルター要素、及びこのようなフィルター要素の製造方法を記載している。この装置は、フィルター要素がとりつけられた濾過容器からなる。この発明の一実施態様によれば、この改善されたフィルター要素は、フィルター装置を使用する前に金属で予め濡らす。この発明の第二の実施態様によれば、この改善されたフィルター要素を、一つ以上の強化部材で強化する。この改善されたフィルター要素は、種々の設計のフィルター容器に使用することができる。このフィルターは、アルミニウム専用である。これは、セラミック製であり、セラミック構造により強化される。この特許の主要な目的は、アルミニウム濾過に使用中のフィルターの機械的一体性を改善することである。
【００１１】
欧州特許出願公開第０４９０３７１号Ａ２は、粒子を含有する溶融アルミニウムを処理して溶融アルミニウムから粒子を除去する方法に関する。この方法では、溶融アルミニウムを、第一表面を有する第一リジッドフィルター媒体を通過させて粒子の一部分を除去し、前記粒子をフィルターケーキとして前記第一表面に集める。粒子は、前記表面から、フィルターケーキを気泡と接触させることにより除去できる。前記溶融アルミニウムを第二リジッドフィルター媒体を通過させることにより、第一媒体により除去された粒子よりも一般的に小さいサイズの粒子をそこから除去する。溶融金属を濾過するのに有用な装置は、リジッド粗フィルターと、リジッド微細フィルターとを含む。この特許は、アルミニウムの濾過専用である。これらの２つのフィルターは、両方ともセラミックフォームフィルターであり、いっしょには接合しない。
【００１２】
米国特許第４，５１４，３４６号は、フェノール樹脂を珪素と高温で反応させて炭化珪素を形成している。これには、カーボン結合が関与していない。この特許は、多孔性炭化珪素の製造しか記載していない。炭化珪素を得るのに、１６００℃を超える温度が使用される。このプロセスは、非水系である。このプロセスから得られた気孔は、閉鎖気孔であり、開口気孔を必要とする濾過には使用できない。
【００１３】
英国特許第９７０５９１号は、高密度低透過性黒鉛物品の製造について記載している。ここでは、水ではなく、有機溶媒、すなわち、フルフリルアルコールを溶媒として使用している。ピッチ状バインダーを２５％使用し、セラミックを使用していない。最終加熱は、２７００℃超でおこなう。気孔は、開口気孔ではなく閉鎖気孔である。
【００１４】
米国特許第３，３０９，４３３号は、高密度黒鉛の製造方法を記載している。ここでは、核用途用の高密度黒鉛物品を得るための手段としてホットプレスが使用されている。また、黒鉛を結合させるのにジベンゾアントロンと称される特殊な材料が使用されている。これには、金属の濾過分野においては、何ら有用な用途はない。また、このプロセスでは、セラミックは使用されず、また、最大２７００℃の高温を用いている。
【００１５】
欧州特許第０２５１６３４号Ｂ１は、気孔形成剤により形成された壁が平滑な気泡を有する規定された多孔性セラミック体の製造に好適な方法、及び気泡を相互接続する丸いエッジの気孔を記載している。
【００１６】
米国特許第５，５２０，８２３号は、アルミニウム専用のフィルターに関する。ホウケイ酸ガラスを用いて、結合をしている。また、焼成を空気中でおこなっており、かなりの量の黒鉛が、空気による酸化により損失するであろう。アルミニウムの濾過で使用されるフィルターは、通常約１２００℃で焼成され、一方、鉄の使用を意図しているものは、１４５０℃の温度で焼成し、鋼については、１６００℃を超える温度で焼成する。
【００１７】
上記した種類の濾過セラミックフィルターは、金属、特に鋼用に広く使用されているにもかかわらず、それらの適用性を制限するいくつかの欠点がある。
【００１８】
１．セラミックフィルターは、予備加熱しても、粒子が溶融金属と最初に接触したときにフリーズすることにより目詰まりを生じやすい。このため、通常、液相線温度より約１００℃高い温度の金属である過熱溶融金属を、鋳造に使用して、フィルターの目詰まりを防止する。これを実行するのは、エネルギーとコストの面で極めて無駄が多く、溶融金属の処理温度を低下させるいかなる改良も、非常に有利である。従来技術では、セラミックフィルターの表面にカーボンコーティングを適用して、溶融金属と直接接触する部分の熱質量を減少させていた。
【００１９】
また、発熱反応性サーマイト材料を、セラミックフィルターのカーボンをコーティングした表面に適用したものが、欧州特許第０４６３２３４号Ｂ１において提案されている。後者の溶液は、溶融金属を流動させるのに必要な温度を低下させる一方で、フィルターの製造コストを増加させ、且つサーマイトコーティングは溶融金属の種類に応じたものでなければならないので、その適用性が極めて狭く限定される。
【００２０】
いずれにしても、カーボンとサーマイトコーティングの両方が、セラミックフィルターの高熱質量の欠点を克服するのに役立つが、いくつかのさらなる欠点についての課題を満たしていない。
【００２１】
２．セラミック及びガラス型結合は、高温で軟化し、変形して、フィルターが腐食し、続いて溶融物が汚染されることが頻繁におこりやすい。
【００２２】
３．熱金属溶融物による熱衝撃又は化学的（還元）腐食で生じる亀裂は、セラミック及びガラス結合フィルターでしばしば見られる問題である。
【００２３】
４．とりわけ鋼の濾過を意図しているセラミックの場合において必要な極めて高い焼成温度は、さらに悪いことにコストの高いセラミック原料が必要であることを考えると、従来のセラミックフィルターの重大な欠点である。
【００２４】
５．さらに、バックグランド放射線が比較的強いジルコニアを使用することは、危険であり、避けなければならない。
【００２５】
６．大きなサイズのジルコニアフィルターは、焼成中に大きく収縮するため、製造するのが困難である。
【００２６】
７．フォームフィルターの製造プロセス中にポリウレタンフォームが燃えるために、有害ガスによって環境が汚染される。
【００２７】
同時係属欧州特許出願第０１１２１０４４号（出願日：２００１年９月１日）（引用することにより全て本明細書の内容とする）は、溶融金属の濾過に好適なセラミックフィルターに関する。このセラミックフィルターは、黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む。カーボン結合セラミックは、一般的に弱く、機械強度が低い問題がある。この文献によるカーボン結合フィルターは、機械強度が限られており、輸送及び使用中に問題を生じ、且つそれにかかる溶融金属の圧力に耐えるフィルターの能力が限られたものとなる。
【００２８】
また、これらのフィルターは、脆く、壊れて粉々になり、鋳造前に金型に落ちて、鋳物の汚染を生じやすい。
【００２９】
同時係属欧州特許出願第０２０１２０３１号（出願日：２００２年５月３１日）（引用することにより全て本明細書の内容とする）は、カーボン結合フィルターに関する。このカーボン結合フィルターは、セラミック繊維、ガラス繊維、有機繊維、カーボン繊維、金属繊維及びそれらの混合物により強化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
したがって、本発明の目的は、金属用フィルター装置１、特に鋼濾過装置を提供することであり、スラグの除去の改善、溶融金属流れの破壊の改善がなされ、特に鋼の製造コストが低く、サイズの制限もない。このようなフィルターの製造は、ポリウレタンフォームが燃えるのを避けることによりより環境に優しいものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の第一の実施態様によれば、黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む溶融金属、特に鋼濾過用フィルター装置１において、少なくとも２つの瀘板２、４が互いに間隔をあけて存在することにより、リザーバチャンバー７が形成されていることを特徴とする装置１が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明によるフィルター装置１の上面図である。この装置１は、正方形の形状をしているが、長方形、円形等の他の形状であってもよい。上瀘板２と下瀘板４（図示していない）には、一連の穴３が設けられており、溶融金属、特に鋼が濾過できるようになっている。瀘板２、４はリザーバチャンバー７を形成して、溶融金属の流速を減少させる。これは、一連の穴３からの単一の流れを一つのまとまりとし、下瀘板を通過させることによりリザーバチャンバー７のコンテストを分割して再び溶融金属、特に鋼の一連の流れを単一流とする。
【００３３】
図２は、図１によるフィルター装置１の断面図である。２つの瀘板２、４が、互いに間隔をあけて位置している。瀘板２、４の間の距離は、各フレーム５、５ａにより、互いに対向する瀘板２、４の内面６、６ａが、特に溶融金属、特に鋼の濾過にフィルター装置１を使用している間に互いに接触しないように規定される。これらの２つのフレーム５、５ａの間の接合は、例えば、高温度セラミック又はカーボン結合によりおこなうことができる。図２は、互いに内面６、６ａが対向するように２つの瀘板２、４が設けられていることを示しているけれども、下又は上の瀘板２、４を、少なくとも一つのリザーバチャンバー７が存在することを条件に、一つの瀘板２、４のフレーム５、５ａが次のものに直接結合されるように裏返すことはできる。同様に、３つ以上の瀘板２、４を組み合わせることができる。
【００３４】
瀘板２、４は、必ずしも穴３及び３ａのように直接の流れ方向でなくてもよいいくつかのスルーホールを有している。例えば、スルーホール３ｂ及び３ｃを、横方向に間隔をあけて設け、溶融金属が直接流れないようにしている。上瀘板２は、表面の凹凸又は表面粗さが大きい波形表面６（山と谷）を有している。これらの波形表面は、第一及び第二瀘板２、４の間の空間（リザーバチャンバー）における溶融金属、例えば、鋼の滞留時間を増加させる役割、さらには、フィルターの表面積を増加させる役割を果たす。上記波形表面６、６ａは、フィルターをプレスするのに使用される鋼ツールでの型押により作製できる。
【００３５】
図３は、一連の山と谷による瀘板２、４の表面６、６ａが粗いことを示している。２つのプレート２、４の内面６、６ａは、波形とされ、一方、２つの瀘板２、４の外表面は、波形とすることができるが、プレスツールが複雑になることがある。
【００３６】
図４は、図１と極めて類似したフィルター装置を示す。しかしながら、リザーバチャンバー７の内面６、６ａは、粗くなく、丘と谷のような規定された三次元形状を有しており、溶融金属、特に鋼が穴３、３ａ、３ｂを通過する速度を低下させる同様な効果が得られる。
【００３７】
図５は、図４に示す瀘板２、４の上面図である。
【００３８】
フィルター装置１は、いずれの材料から作製してもよい。一般的に溶融金属を濾過する分野で公知のものとしては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、マグネシア、クレー、マイカ、パイロフィライト、ムライトがあげられ、又はセラミック製造の技術分野で使用される他の材料でもよい。好ましくは、フィルター装置１は、セラミック材料、特に黒鉛化カーボンのネットワークを含み、必要に応じて繊維を含有するセラミック材料から作製される。しかしながら、セラミックを含まない材料を使用することには、セラミック材料により溶融金属が汚染されないので、再利用性が向上する利点がある。
【００３９】
用語「黒鉛化性」は、カーボン前駆体の熱分解により得られるカーボン結合を空気の不存在下でより高温に加熱したときに黒鉛様結合に転化できることを意味する。黒鉛化性カーボンは、ガラス状カーボンとは、ガラス状カーボンはどんなに高温に加熱されても黒鉛様結合には転化されない点で異なる。
【００４０】
この種類のカーボン結合は、以下の有利な特徴を示す：
−顕著に安価に生成できること。
−カーボン結合前駆体から完全炭素結合ネットワークを生じさせるために必要な焼成温度は、はるかに低い。一般的に、フィルターは、５００℃〜１０００℃の範囲の温度で焼成する必要がある。
−顕著により低い過熱が必要とされる。
−低サーマルマス。
−向上した耐熱衝撃性。
−汚染がない。
【００４１】
本発明によるフィルター装置１は、比較的低いサーマルマスを示す。この結果、濾過する金属、特に鋼を過熱する必要がなく、エネルギー消費量が減少する。
【００４２】
フィルターの製造において２０質量％以下の繊維を添加することにより、フィルターの性能が顕著に改善されることを見出した。この改善は、主に機械強度の増加、剛さの改善、耐衝撃性の向上及び熱衝撃の向上によるものである。この改善は、濾過処理能力の向上、機械的結着性の向上及び鋳鋼の汚染の減少により明らかとなる。また、繊維の使用による機械強度の増加により、フィルターの全体の質量を減少させることができ、コストが減少し、且つフィルターの効率が改善される。
【００４３】
繊維を組み合わせたカーボン結合の機械強度は高温で顕著となるため、金属鋳造のプロセス中に軟化や曲がりは生じない。これにより、さらに清浄な金属鋳造物が得られる。
【００４４】
本発明による繊維を含む黒鉛化性カーボン結合フィルター装置には、ガラス状カーボン結合フィルターに対して以下の利点がある:
−高耐酸化性
−高機械強度
−高耐衝撃性
−低微細孔性
−低比表面積
−構造的可撓性
−非脆性挙動
−経済的使用
【００４５】
従来から、機械強度を改善し且つ製品に剛さを付与するために、繊維をセラミック及び複合材料に添加している。これらの繊維は、金属繊維、有機繊維、例えば、ポリエステル繊維、ビスコース繊維、ポリエチレン繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維等、又はセラミック繊維、例えば、アルミノシリケート繊維、アルミナ繊維又はガラス繊維、又はカーボン繊維（カーボン１００％からなる）であることができる。全てのこれらの種類の繊維を、セラミックに種々の異なる程度で使用して、セラミックの特性、例えば、高機械強度、高耐衝撃性及び向上した熱衝撃等の追加の利点を付与する。
【００４６】
従来技術のカーボン結合フィルターにいずれの種類の繊維を添加しても、フィルターの機械強度が顕著に改善するだけでなく、耐衝撃性及び熱衝撃が改善される。強度は、繊維を使用することにより二倍とすることができた。耐衝撃性及び耐熱衝撃性も、それに応じて増加する。その結果、フィルター装置１は、濾過処理能力を少なくとも２倍にすることができる。例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍの大きさの単一の瀘板２から作製したカーボンフィルターは、通常濾過処理能力が鋼１００ｋｇである。同じフィルター装置１において２つの瀘板２、４により２倍としたものは、鋼２００ｋｇを濾過することができる。さらに、溶融金属の流れは、フィルター装置１を出るときにより広くなるので、より低速となる。
【００４７】
最適な性能を得るために、本発明による結合ネットワークを構成する黒鉛化カーボンの量は、フィルターの１５質量％以下でなければならず、好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは２質量％以上且つ５質量％以下である。
【００４８】
本発明のさらなる実施態様によれば、本発明によるフィルター装置は、
ａ）セラミック粉末及び必要に応じて黒鉛化性結合前駆体、繊維、並びに他の添加剤を含む半湿混合物を、液圧プレスで加圧成形して、突出フレーム５、５ａを有するディスクの形状の有孔瀘板２、４であって、内面６、６ａの少なくとも一方の面に波形面６、６ａ（山と谷又は丘と谷）を有する前記瀘板２、４を得る工程と、
ｂ）セラミック又はカーボンバインダーを用いて２つの瀘板２、４を互いに接合して、空間（リザーバチャンバー）が前記２つの濾板２、４の間に形成されるようにする工程と、
ｃ）当該組立フィルターを、還元性又は非酸化性雰囲気中で、１０００℃までの温度、好ましくは６００℃〜７００℃の温度で焼成する工程と、
を含む方法により製造される。
【００４９】
別の方法によれば、瀘板２、４を、最初に別個に焼成し、その後に互いに接合する。
【００５０】
瀘板２、４の内面６の表面粗さは、平滑面を粗面化することによるか、又は所望の粗さ又は形状のものを直接スタンプでプレスして、山と谷（丘と谷）、丘と谷の間のコルゲーション又は高さ差を少なくとも０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特に１ｍｍ〜５ｍｍとすることにより得ることができる。
【実施例】
【００５１】
例１
黒鉛化性高融点ピッチ（ＨＭＰ）として、ガラス転移温度２１０℃、コーキング値８５％、灰分値０．５％であり、微粉末として市販されているコールタールピッチを使用した。
【００５２】
アルミノシリケートセラミック繊維５０ｇと、前記高融点ピッチ粉末７０ｇと、セラミック粉末（か焼アルミナ）９００ｇと、黒鉛粉末１００ｇと、ＰＶＡバインダー２０ｇと、水６０ｇとの混合物を、Ｈｏｂａｒｔ又はＥｉｒｉｃｈミキサーで調製した。混合プロセスの目的は、半湿及び均一混合物を製造することであった。所定質量の混合物を、鋼製金型（プレスツールの下部に垂直ピンを有し、上部が波形表面６、６ａ（山と谷））に入れた。混合物を加圧することにより、有孔瀘板２、４が得られた。有孔瀘板２、４は、突出フレーム５、５ａを有し、一方の面が平滑であり、他方の面が波形面６、６ａであった。
【００５３】
加圧後、各２つのプレート２、４を、互いに接合する。この場合、２つの波形表面６、６ａが互いに対向し、したがって、それらの間に空間又はリザーバチャンバーが得られるように接合する。
【００５４】
その後、得られたフィルターを、不活性雰囲気中、６００℃〜９００℃の範囲で２０〜１２０分間、加熱速度１℃／分〜１０℃／分の範囲で焼成した。
【００５５】
繊維強化黒鉛化性カーボン結合有孔フィルター装置１を、溶融鋼を濾過する実地試験に使用した。溶融金属がフィルターと接触したときに溶融鋼を濾過中流動するように保持するのに十分な熱が発生したので、このフィルター装置１では、溶融金属を過熱する必要がないことが分かった。これは、フィルター表面と、溶融鋼との発熱反応によるものであった。また、フィルター装置１は、試験中に、熱衝撃や変形の問題を生じなかった。これらの利点により、鋳鋼の改善された経済的且つ効率的な濾過が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明によるフィルター装置の上面図である。
【図２】図１によるフィルター装置の断面図である。
【図３】一連の山と谷により粗い表面を有する瀘板を示す。
【図４】図１と極めて類似したフィルター装置を示す。
【図５】図４に示す瀘板の上面図である。
【図１】
2006512209.tif 000003
【図２】
2006512209.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006512209.tif 000006
【図５】
2006512209.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月6日(2003.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む溶融鋼濾過用フィルター装置（１）であって、少なくとも２つの瀘板（２、４）を備え、その各々が、波形表面（６、６ａ）（山と谷）と突出フレーム（５、５ａ）を有し、且つ空間又はリザーバチャンバーを形成することにより該突出フレーム部で互いに接合されている、装置（１）。
【請求項２】
互いに対向している前記瀘板（２、４）の表面（６、６ａ）の少なくとも一方が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、特に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の表面コルゲーションを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
それぞれの瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）が、互いに横方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
それぞれの瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）の直径が、１〜１０ｍｍ、特に２〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）の形状が、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、五角形又は六角形であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記瀘板（２、４）の各々の形状が、同一であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記フィルターが、セラミック原料、特に黒鉛化カーボンからなるネットワークと必要に応じて強化繊維とを含むセラミック材料からできていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルター装置（１）の製造方法であって、
ａ）セラミック粉末及び黒鉛化性結合前駆体、繊維、並びに他の添加剤を含む半湿混合物を、液圧プレスで加圧成形して、突出フレーム（５、５ａ）を有するディスクの形状の第一及び第二有孔瀘板（２、４）であって、内面（６、６ａ）の少なくとも一方の面に波形面（６、６ａ）（山と谷）を有する前記瀘板（２、４）を得る工程と、
ｂ）セラミック又はカーボンバインダーを用いて前記突出フレーム（５、５ａ）により２つの瀘板（２、４）を互いに接合して、空間又はリザーバチャンバー（７）が前記２つのプレート（２、４）の間に形成されるようにする工程と、
ｃ）当該組立フィルター装置（１）を、還元性又は非酸化性雰囲気中で、１０００℃までの温度、好ましくは６００℃〜７００℃の温度で焼成する工程と、
を含む方法。
【請求項９】
前記表面（６、６ａ）を、前記瀘板（２、４）の焼成前又は焼成後に、別の工程で粗面化することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記半湿混合物が、黒鉛化性カーボン結合前駆体、セラミック粉末及び他の添加剤を含有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記前駆体を、５００〜２０００℃の範囲、特に５００〜１０００℃の範囲の温度で焼成することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月31日(2005.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛化炭素からなる結合ネットワークを含む溶融鋼濾過用フィルター装置（１）であって、少なくとも２つの瀘板（２、４）を備え、その各々が、波形表面（６、６ａ）（山と谷）と突出フレーム（５、５ａ）を有し、且つ空間又はリザーバチャンバーを形成することにより該突出フレーム部で互いに接合されている、装置（１）。
【請求項２】
互いに対向している前記瀘板（２、４）の表面（６、６ａ）の少なくとも一方が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の表面コルゲーションを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
それぞれの瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）が、互いに横方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
それぞれの瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）の直径が、１〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記瀘板（２、４）のスルーホール（３、３ａ）の形状が、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、五角形又は六角形であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記瀘板（２、４）の各々の形状が、同一であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記フィルターが、セラミック原料からできていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルター装置（１）の製造方法であって、
ａ）セラミック粉末及び黒鉛化性結合前駆体、繊維、並びに他の添加剤を含む半湿混合物を、液圧プレスで加圧成形して、突出フレーム（５、５ａ）を有するディスクの形状の第一及び第二有孔瀘板（２、４）であって、内面（６、６ａ）の少なくとも一方の面に波形面（６、６ａ）（山と谷）を有する前記瀘板（２、４）を得る工程と、
ｂ）セラミック又はカーボンバインダーを用いて前記突出フレーム（５、５ａ）により２つの瀘板（２、４）を互いに接合して、空間又はリザーバチャンバー（７）が前記２つのプレート（２、４）の間に形成されるようにする工程と、
ｃ）当該組立フィルター装置（１）を、還元性又は非酸化性雰囲気中で、１０００℃以下の温度で焼成する工程と、
を含む方法。
【請求項９】
前記表面（６、６ａ）を、前記瀘板（２、４）の焼成前又は焼成後に、別の工程で粗面化することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記半湿混合物が、黒鉛化性カーボン結合前駆体、セラミック粉末及び他の添加剤を含有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記前駆体を、５００〜２０００℃の範囲の温度で焼成することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2006512209.tif 000008
2006512209.tif 000009
2006512209.tif 000010