核电站铸钢部件对安全性能、表面质量、内部质量和力学性能的要求很高。然而，在冶炼、输送和浇注过程中，钢渣、钢包耐火材料、氧化物夹杂物等杂质不可避免地会混入钢水中。采用泡沫陶瓷过滤器过滤钢水，可以有效去除或减少混入钢水中的钢渣和夹杂物，提高铸造合金的纯度。这使得铸件具有表面光滑、内部质量均匀可靠、性能稳定、废品率低、返工成本低、生产周期短等优点。

在砂型铸造中，浇注系统和冒口工艺已确定，铸件质量很大程度上取决于注入模具的钢水质量。然而，钢水不可避免地含有冶炼过程中产生的炉渣、钢包中的耐火材料以及出钢和浇注过程中形成的氧化物夹杂物。所有这些因素都可能导致铸件缺陷，降低其机械性能、可加工性和外观，最终造成返工或报废。使用泡沫陶瓷过滤器净化钢水，减少或消除这些夹杂物，无疑是获得高质量铸件的关键技术。

该应用案例来自信达的一位长期客户。所生产的铸件采用奥氏体不锈钢，其特点是浇注量大、浇注温度高且合金易氧化。基于这些综合运行要求，客户选择了信达泡沫陶瓷过滤器。该泡沫陶瓷过滤器具有独特的三维互连曲面孔网骨架结构，开孔率高达80%-90%。它采用三种过滤净化机制：第一，机械拦截，阻止大于网孔尺寸的较大夹杂物进入模腔；第二，渣整流，过滤器的整流作用使上游浇注系统保持充盈，确保过滤后的钢水稳定层流，减少氧化和冲刷反应，从而促进夹杂物的浮选和捕获，并减少过滤器下游二次夹杂物的数量；第三，深度吸附，进入过滤器的细小夹杂物由于与复杂的三维陶瓷网络充分接触而被吸附在骨架上或截留在死区。通过这三种过滤和净化机制，可以有效地从熔融铸造合金中去除较大的夹杂物和大部分小至几十微米的微小悬浮夹杂物，从而显著提高铸造质量。

本应用中使用的阀体铸件对质量检验要求极高，具体指标如下：

铸造名称：阀体；

材质：CF8M；

钢水重量：1000公斤；

无损检测要求：对铸件进行 100% 体积射线照相检测 (RT)，焊缝端面为 1 级，其余部分为 2 级；

对铸件的外表面和可触及的内表面进行 100% 液体渗透 (PT) 测试，必须满足以下要求：

任何线性压痕均不得大于 2 毫米；

单个圆形凹痕的尺寸不超过 4 毫米；

在任何 100mm*100mm 的区域内，密度不超过 2mm 的凹陷。

根据泡沫陶瓷过滤器的单位面积流量，最终选用了两个来自新达的125×125×30mm泡沫陶瓷过滤器，并将其放置在水平流道中。为确保工艺合理性，利用MAGMA仿真软件对完成的工艺设计进行了凝固分析、模流分析以及流动与传热耦合计算。仿真结果表明，钢水填充均匀，未出现钢水飞溅进入铸件的情况。

实际生产验证表明，使用带过滤器的浇注系统可以有效地过滤和净化铸造合金熔融金属，去除或减少铸造合金熔融金属中的夹杂物，提高铸造合金熔融金属的纯度，使铸件轮廓清晰、组织均匀，降低废品率，提高铸件的内部和表面质量，降低返工成本，显著提高铸件质量。