銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法
【專利摘要】一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于包括如下步驟：①預(yù)制一種鋼鐵或陶瓷澆道，它由直澆道和橫澆道組成，橫澆道頂部圓孔中心線與直澆道中心線重合，澆道內(nèi)涂刷耐火涂料，充分烘干，在橫澆道內(nèi)放置多層陶瓷過濾片（器），從內(nèi)至外按陶瓷過濾片（器）的孔徑由大到小順序疊放，陶瓷過濾片（器）中間放置木炭顆粒或木炭塊，組成復(fù)合過濾器，該復(fù)合過濾器總厚度為20～200mm；②將復(fù)合過濾器固定在離心裝置的旋轉(zhuǎn)軸上；③澆注前將復(fù)合過濾器預(yù)熱至500℃以上；④啟動(dòng)離心裝置，使復(fù)合過濾器旋轉(zhuǎn)，同時(shí)轉(zhuǎn)速在10～2000r/min內(nèi)，然后注入銅熔體或銅合金熔體，銅熔體或銅合金熔體在離心力作用下經(jīng)過復(fù)合過濾器進(jìn)行復(fù)合過濾。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：環(huán)境污染小，操作簡單，易于控制，既能除雜，又能脫氧。
【專利說明】銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬熔體過濾方法，尤其涉及一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅及其合金被廣泛應(yīng)用于電器、交通、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防等領(lǐng)域。在我國有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。然而銅及銅合金在熔煉過程中易氧化、吸氣和吸雜，使銅合金熔體產(chǎn)生污染，降低材料的工藝性和產(chǎn)品的性能。熔體凈化是保證合金材料冶金質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。銅合金熔體凈化的目的，主要是通過對銅合金熔體進(jìn)行除氣、脫氧、去雜處理，去除熔體中的氣體和夾雜物，提高合銅合金熔體的純凈度。泡沫陶瓷過濾的優(yōu)勢在于它可以去除直徑比它的通孔直徑小得多的夾雜物粒子。泡沫陶瓷過濾依靠機(jī)械篩分、濾餅機(jī)制、深床過濾三種機(jī)制而使合金液純凈化。合金熔體過濾凈化效果取決于泡沫陶瓷過濾器孔隙的大小、熔體所流經(jīng)路程的長短、熔體的運(yùn)動(dòng)方向變換的次數(shù)等有關(guān)。泡沫陶瓷過濾器的孔徑越小，過濾凈化效果越好，但孔徑細(xì)小，熔體流動(dòng)的阻力大；同樣，泡沫陶瓷過濾器厚度越大，合金熔體流經(jīng)泡沫陶瓷過濾片的路程越長，過濾效果也越好，但合金熔體流克服阻力所消耗的動(dòng)能也越大。使用孔徑小、厚度大的泡沫陶瓷過濾器，需要有很高的金屬液靜壓頭來克服流動(dòng)阻力。在連續(xù)鑄造或大流量鑄造工藝中，利用離心力，是提供高壓頭的一種便捷方式。目前，銅及銅合金復(fù)合凈化技術(shù)，尤其是可用于銅及銅合金連鑄連軋生產(chǎn)中熔體復(fù)合凈化技術(shù)，尚未得到開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種效率高、效果好、環(huán)境污染小的銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為包括如下方法步驟:` ①預(yù)制一種鋼鐵或陶瓷澆道，它由直`澆道和橫澆道組成，橫澆道頂部圓孔中心線與直澆道中心線重合，澆道內(nèi)涂刷耐火涂料，充分烘干，在橫澆道內(nèi)放置多層陶瓷過濾片(器)，從內(nèi)至外按陶瓷過濾片(器)的孔徑由大到小順序疊放，陶瓷過濾片(器)中間放置木炭顆粒或木炭塊，組成復(fù)合過濾器，該復(fù)合過濾器總厚度為20~200mm ；
將復(fù)合過濾器固定在離心裝置的旋轉(zhuǎn)軸上；
③澆注前將復(fù)合過濾器預(yù)熱至500°C以上；
④啟動(dòng)離心裝置，使復(fù)合過濾器旋轉(zhuǎn)，同時(shí)轉(zhuǎn)速在10~2000r/min內(nèi)，然后注入銅熔體或銅合金熔體，銅熔體或銅合金熔體在離心力作用下經(jīng)過復(fù)合過濾器進(jìn)行復(fù)合過濾。
[0005]所述的陶瓷過濾器可以是塊狀泡沫陶瓷過濾器、筒形泡沫陶瓷過濾器、蜂窩陶瓷過濾片器，或是它們之間的組合。其中，所述的塊狀泡沫陶瓷過濾器的孔徑大小為10~40ppi,厚度為20~50mm ;所述的筒形泡沫陶瓷過濾器的孔徑大小為10~40ppi,圓筒內(nèi)徑大小為20~400mm,厚度為20~50mm ;所述的蜂窩陶瓷過濾器的孔徑大小為I~IOmm,厚度為20~50mm。
[0006]所述的木炭顆粒尺寸為1X10X10~2X20X 50mm，形成的木炭層的厚度為20~100mm;所述的木炭塊尺寸為2X15X15~2X25X30mm，形成的木炭層的厚度為20~100mm。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:①既能除雜，同時(shí)又能脫氧，5 μ m以上夾雜物顆粒濾除率可達(dá)90%以上，銅熔體氧含量≤5ppm，且熔體潔凈度高，能大幅提高合金的綜合性能；②操作簡單，易于控制；③對環(huán)境污染的小，符合綠色環(huán)保要求裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1復(fù)合過濾器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2復(fù)合過濾器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2復(fù)合過濾器結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0009]在圖中，1、直澆道2、陶瓷過濾片(器)3、木炭層4、橫澆道。
【具體實(shí)施方式】 [0010]以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
[0011]實(shí)施例1:
如圖1所示的復(fù)合過濾器結(jié)構(gòu)示意圖，該方法步驟為:
①預(yù)制一種鋼鐵或陶瓷澆道，它由直澆道I和與之垂直的橫澆道4組成，橫澆道4兩端均設(shè)有出口通道；
②澆道內(nèi)涂刷耐火涂料，充分烘干；
③在橫澆道4內(nèi)的陶瓷過濾器2中疊放三層過濾介質(zhì)，次序如下:靠近中心處的第一層為粗孔泡沫陶瓷過濾器，其孔徑的大小為lOppi，厚度為20mm，第二層放置木炭顆粒，木炭顆粒尺寸為2 X 20 X 20mm,形成的木炭層3的厚度為60mm，最外側(cè)的第三層放置細(xì)孔泡沫陶瓷過濾器，其孔徑為40ppi的，厚度為20mm，其中第一層的粗孔泡沫陶瓷過濾器可濾除介質(zhì)中的大尺寸夾雜物顆粒，第二層的木炭顆粒形成的木炭層可對介質(zhì)進(jìn)行過濾脫氧，第三層的細(xì)孔泡沫陶瓷過濾器可濾除介質(zhì)中尺寸細(xì)小的夾雜物顆粒；
④將復(fù)合過濾器固定在離心裝置的旋轉(zhuǎn)軸上；
⑤澆注前將復(fù)合過濾器預(yù)熱至600°C；
⑥啟動(dòng)離心裝置，使?jié)驳佬D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/min，然后注入銅合金熔體，銅合金熔體在離心力作用下經(jīng)過復(fù)合過濾器進(jìn)行復(fù)合過濾，合金熔體可獲得很高的潔凈度。
[0012]實(shí)施例2:
如圖2和圖3所示的復(fù)合過濾器結(jié)構(gòu)示意圖，該方法步驟為:
①預(yù)制一種鋼鐵澆道，它由直澆道I和與之同心的筒形橫澆道4組成；
②澆道內(nèi)涂刷耐火涂料，充分烘干；
③在橫澆道4內(nèi)的陶瓷過濾器2中疊放三層過濾介質(zhì)，次序如下:靠近中心處的第一層為粗孔筒形泡沫陶瓷過濾器，其孔徑的大小為lOppi，圓筒的內(nèi)徑大小為100mm，厚度為20mm,第二層放置尺寸為2 X 25 X 25mm木炭塊，形成的木炭層3厚度為80mm，第三層放置細(xì)孔筒形泡沫陶瓷過濾器，其孔徑的大小為40ppi，圓筒內(nèi)徑為300mm，厚度為20mm，其中第一層的細(xì)孔筒形泡沫陶瓷過濾器可濾除介質(zhì)中大尺寸夾雜物顆粒，第二層的木炭塊形成的木炭層可對介質(zhì)進(jìn)行過濾脫氧，第三層的細(xì)孔筒形泡沫陶瓷過濾器可濾除介質(zhì)中尺寸細(xì)小的夾雜物顆粒；
④將復(fù)合過濾器固定在離心裝置的旋轉(zhuǎn)軸上；
⑤澆注前將復(fù)合過濾器預(yù)熱至700°C；
⑥啟動(dòng)離心裝置，使?jié)驳佬D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為500r/min，然后注入銅合金熔體，銅合金熔體在離心力作用下經(jīng)過復(fù)合過濾器進(jìn)·行復(fù)合過濾。
【權(quán)利要求】
1.一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于包括如下方法步驟: ①預(yù)制一種鋼鐵或陶瓷澆道，它由直澆道和橫澆道組成，橫澆道頂部圓孔中心線與直澆道中心線重合，澆道內(nèi)涂刷耐火涂料，充分烘干，在橫澆道內(nèi)放置多層陶瓷過濾片(器)，從內(nèi)至外按陶瓷過濾器的孔徑由大到小順序疊放，陶瓷過濾器中間放置木炭顆?；蚰咎繅K，組成復(fù)合過濾器，該復(fù)合過濾器總厚度為20~200mm ； ②將復(fù)合過濾器固定在離心裝置的旋轉(zhuǎn)軸上； ③澆注前將復(fù)合過濾器預(yù)熱至500°C以上； ④啟動(dòng)離心裝置，使復(fù)合過濾器旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使轉(zhuǎn)速在10~2000r/min內(nèi)，然后澆注銅熔體或銅合金熔體，銅熔體或銅合金熔體在離心力作用下經(jīng)過復(fù)合過濾器進(jìn)行復(fù)合過濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于:所述的陶瓷過濾器為塊狀泡沫陶瓷過濾器、筒形泡沫陶瓷過濾器、蜂窩陶瓷過濾片器，或是它們之間的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于:所述的塊狀泡沫陶瓷過濾器的孔徑大小為10~40ppi,厚度為20~50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于:所述的筒形泡沫陶瓷過濾器的孔徑大小為10~40ppi,圓筒內(nèi)徑大小為20~400mm,厚度為20~50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于:所述的蜂窩陶瓷過濾器的孔徑大小為I~IOmm,厚度為20~50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所 述的一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于:所述的木炭顆粒尺寸為1X10X10~2X20X50mm，形成的木炭層的厚度為20~IOOmm0
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種銅及銅合金熔體離心力場復(fù)合過濾方法，其特征在于:所述的木炭塊尺寸為2X15X15~2 X 25 X 30mm，形成的木炭層的厚度為20~100mm。
【文檔編號(hào)】C22B9/02GK103627909SQ201310659022
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】戴斌煜, 王薇薇, 商景利 申請人:南昌航空大學(xué)