专利名称：钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤方法，尤其涉及一种钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法。
背景技术：
近年来，随着世界钢铁产能的提升，特别是能源、资源危机的出现，钢材的品质成 为企业竞争力的重要手段，高附加值产品成为企业生存的关键。洁净钢概念的提出与洁净 钢生产技术的发展，形成了钢铁生产技术的一个新的发展方向。在钢熔体洁净技术中，夹杂 物的控制是一个极重要的方面，高品质特种钢对夹杂物尺寸的限制一般在5 μ m以下。用过 滤介质过滤钢熔体是控制钢中夹杂物含量的重要手段。冶金或铸造生产中，钢熔体的温度高达1550_1750°C，只能采用陶瓷质的材料，现 有技术中有多种陶瓷过滤介质，如在钢连铸连轧中间包中加各种陶瓷棒、条、带孔砖等组成 过滤墙过滤，钢锭与铸钢件，目前主要用泡沫陶瓷过滤。陶瓷棒、孔砖组成的过滤墙，只能过滤较大的夹杂物，净化效果有限，泡沫陶瓷具 有深床过滤机制，依靠大量多变的细小的陶瓷通道，对合金熔体中的夹杂物粒子通过机械 阻挡、表面吸附与降速沉降三种机制进行捕捉，从而使合金熔体达到较高的净化程度。泡 沫陶瓷孔隙度越小，陶瓷通道越细密，过滤器越厚大，过滤精度越高。但陶瓷通道越细小， 过滤器的厚度尺寸越大，对合金熔体流动的阻力越大，需要有较高的流动压头才能通过，同 时，孔径细小的泡沫陶瓷容易被较大的夹杂物颗粒堵塞，目前铸钢零件采用氧化锆泡沫陶 瓷过滤时，即使是IOppi的粗孔，也容易被堵塞，一般每cm2只能过滤2. 5kg 5 kg。一块 100X100X20的泡沫陶瓷，只能过滤三百公斤左右钢水，如果需要过滤大流量钢水，只能选 用大尺寸泡沫陶瓷过滤片，大尺寸过滤片在承接钢水时，吸热量大，易使钢水降温，从而导 致钢水逐渐冻结而断流。浇注时如果压头小，则泡沫陶瓷内部通道不能充分利用，钢水冻结 速度更快，如果压头大，则泡沫陶瓷周边受力弯矩较大，易断裂被冲毁，造成二次污染。同 时，大尺寸氧化锆泡沫陶瓷的烧结难度很大，生产成本很高，导致大尺寸氧化锆泡沫陶瓷价 格十分昂贵。上述种种原因，大大地限制了泡沫陶瓷过滤技术在大流量钢熔体净化中的应 用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，将一种 或多种过滤介质的过滤片按孔隙率由大到小依次叠放后置于可产生离心力场的浇道内，使 钢熔体在离心力的作用下通过过滤介质，这样一方面不同孔隙率的过滤介质可以阻挡不同 大小的夹杂物颗粒，在大颗粒被阻挡在粗孔隙率过滤介质后小孔洞尺寸的泡沫陶瓷不易被 堵塞，另一方面熔体在离心力的作用下可以通过孔隙率很小的过滤器，钢熔体离心力作用 下，容易填满过滤介质所有通道，使过滤介质充分发挥作用，同时，由于过滤介质体积小，钢 水不易冷却冻结，过滤介质也不易被冲毁损坏，过滤效率与精度都大大提高，从而实现大流
3量钢熔体高洁净度净化。本发明是这样来实现的，方法步骤为 ①预制一种由直浇道和与直浇道垂直的出口通道组合的耐高温陶瓷浇道，耐高温陶瓷浇 道的出口通道内放置多片耐高温陶瓷过滤片，耐高温陶瓷过滤片由内至外按过滤孔隙由粗 孔到细孔的顺序叠放于出口通道内，耐高温陶瓷过滤片的厚度总和在20mm-300mm ；②将耐
高温陶瓷浇道在离心装置中作紧固放置，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；③浇注
前将耐高温陶瓷浇道与耐高温陶瓷过滤片预热至1000°C以上；④启动离心装置，使浇道旋
转，离心装置旋转速度在10 3000r/min范围，然后浇注钢熔体，钢熔体将在离心力作用下 通过陶瓷过滤片。所述耐高温陶瓷过滤片(器)可以是泡沫陶瓷过滤片(器)、粒状陶瓷过滤片(器)、蜂 窝陶瓷过滤片(器)或环柱状陶瓷过滤器。所述泡沫陶瓷过滤片(器)孔径为l(T60ppi、厚度2(T60mm。所述粒状陶瓷过滤片为陶瓷粒子直径广20mm、厚度2(T60mm。所述蜂窝陶瓷过滤片(器)直孔直径为广20mm、厚度2(T60mm。所述环柱状陶瓷过滤器柱直径为广30mm、柱间隙广30mm。本发明的优点是方法简单，操作方便，可以在任何环境下实现对熔体加压而通过 高密度过滤介质，钢熔体经此方法净化后，5 μ m以上氧化物去除率可达90%以上，达到洁净 钢净化要求，浇注后浇道内无残留金属，钢熔体利用率高。
图1为本发明实施例1的结构示意图。图2为本发明实施例2的结构示意图。在图中，1、耐高温陶瓷浇道2、密封环 滤片5、三爪卡盘6、圆筒形多孔陶瓷过滤器。
具体实施例方式实施例1
3、耐高温陶瓷承接漏斗4、耐高温陶瓷过
如图1所示，本发明是这样来实现的，方法步骤为①预制一个由直浇道和与直浇道垂
直的4个出口通道组合的耐高温陶瓷浇道1，4个出口通道轴线在一个水平面上且成90° 角；每个浇道出口通道内放置4片耐高温陶瓷过滤片4，耐高温陶瓷过滤片4与出口通道的 连接处采用密封环2密封，耐高温陶瓷过滤片4由内至外按粗孔隙率到细孔隙率的顺序叠 放于出口通道内，最内层为陶瓷孔板，孔尺寸为Φ 10mm，第二、第三层为泡沫陶瓷过滤片，孔 洞尺寸与厚度分别为10ppi-20mm、40ppi-20mm，第四层为陶瓷粒状过滤片，陶瓷粒平均尺寸为Φ 2mm厚度为30mm ；②耐高温陶瓷浇道通过三爪卡盘5在离心装置中作紧固放置，其直
浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；③浇注前将浇道预热至100(TC ； 启动离心装置，离
心装置旋转速度为lOOOr/min，然后浇注钢熔体，钢熔体将在离心力作用下通过过滤介质， 通过耐高温陶瓷承接漏斗3回流。
实施例2
如图2所示，本发明是这样来实现的，方法步骤为(1)预制一个由直浇道和与直浇道同
轴的环形出口通道组合的耐高温陶瓷浇道1，环形浇道内置4层圆筒形多孔陶瓷过滤器6， 第一层为柱状陶瓷圆筒，陶瓷圆柱直径为Φ8πιπι，柱间距为7mm ；第二层、第三层为泡沫陶瓷 圆筒，孔洞尺寸与厚度分别为10ppi-20mm、20ppi-20mm，第四层为粒状陶瓷过滤器，陶瓷粒
平均直径为2mm。 耐高温陶瓷浇道1在离心装置中放置时，其直浇道轴线与离心装置旋转
轴线重合；③浇注前将浇道预热至100(TC ； 启动离心装置，离心装置旋转速度在500r/
min范围，然后浇注合金，高温合金熔体将在离心力作用下通过过滤介质，通过耐高温陶瓷 承接漏斗3回流。
权利要求
1.一种钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，其特征是方法步骤为 φ预制一种由直浇道和与直浇道垂直的出口通道组合的耐高温陶瓷浇道，耐高温陶瓷浇道 的出口通道内放置多片耐高温陶瓷过滤片，耐高温陶瓷过滤片由内至外按过滤孔隙由粗 孔到细孔的顺序叠放于出口通道内，耐高温陶瓷过滤片的厚度总和在20mm-300mm ;②将耐 高温陶瓷浇道在离心装置中作紧固放置，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；③浇注 前将耐高温陶瓷浇道与耐高温陶瓷过滤片预热至1000°C以上；④启动离心装置，使浇道旋 转，离心装置旋转速度在10 3000r/min范围，然后浇注钢熔体，钢熔体将在离心力作用下 通过陶瓷过滤片。
2.根据权利要求1所述的钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，其特征是所述 耐高温陶瓷过滤片可以是泡沫陶瓷过滤片、粒状陶瓷过滤片、蜂窝陶瓷过滤片或环柱状陶 瓷过滤器。
3.根据权利要求2所述的钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，其特征是泡沫 陶瓷过滤片孔径为l(T60ppi、厚度2(T60mm。
4.根据权利要求2所述的钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，其特征是粒状 陶瓷过滤片为陶瓷粒子直径广20mm、厚度2(T60mm。
5.根据权利要求2所述的钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，其特征是所述 蜂窝陶瓷过滤片直孔直径为广20mm、厚度2(T60mm。
6.根据权利要求2所述的钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，其特征是所述 环柱状陶瓷过滤器柱直径为广30mm、柱间隙广30mm。
全文摘要
一种钢熔体离心力场多种过滤介质复合过滤方法，方法步骤为①预制一种由直浇道和与直浇道垂直的出口通道组合的耐高温陶瓷浇道；②将耐高温陶瓷浇道在离心装置中作紧固放置，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；③浇注前将耐高温陶瓷浇道与耐高温陶瓷过滤片(器)预热至1000℃以上；④启动离心装置，使浇道旋转。本发明的优点是方法简单，操作方便，可以在任何环境下实现对熔体加压而通过高密度过滤介质，钢熔体经此方法净化后，5μm以上氧化物去除率可达90%以上，达到洁净钢净化要求，浇注后浇道内无残留金属，钢熔体利用率高。
文档编号B01D39/20GK102139348SQ20111006222
公开日2011年8月3日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者商景利, 戴斌煜, 王薇薇 申请人:南昌航空大学