专利名称：陶瓷过滤器内表面涂覆熔剂的铝熔体复合净化方法
技术领域：
本发明涉及的是一种铝熔体复合净化方法，特别是一种陶瓷过滤器内表面涂覆熔剂的铝熔体复合净化方法，属于金属冶炼领域。
在铝及铝合金制品的生产中，制备出纯净的熔体是很重要的。熔体净化是保证铝合金材料冶金质量的关健技术，是学术界和企业界广泛关注的问题。铝合金熔体净化的目的主要是降低熔体中的含氢量和氧化夹杂物的含量。铝熔体净化的方法很多，如电磁净化法等等，由于它们本身的缺陷，都不能满足上述较低含氢量和含杂量的要求。业界也广泛使用多孔过滤器过滤的方法对金属熔体进行过滤净化，如常用的泡沫陶瓷过滤器净化的方法，由于其简单易用，成本低廉，过滤净化效果较好而受到广泛运用。如中国专利88101382A，提供泡沫陶瓷过滤器的制备和净化方法。87106034的专利提到用SiO2涂层制备一种过滤器，但该过滤器用于钢液过滤净化，而不是用于铝熔体的净化。从目前的使用结果看来，泡沫过滤器过滤法净化铝熔体存在一些不足之处，尚待改进，如要获得更高的过滤效率，去除更细小的非金属夹杂，就必须使用孔径更小，PPI值更高的过滤器，导致净化流量减小，过滤器很快被堵塞，使用寿命缩短，反而增加熔体净化成本。所以迫切需要研制一种新的陶瓷过滤器净化方法，即在一般的陶瓷过滤器内外表面涂覆一活性涂层，以便利用该涂层提高过滤器捕获、溶解和化学净化非金属夹杂能力的熔体复合过滤净化方法。这种复合过滤器净化方法可以确保采用的过滤器PPI值较小，能够获得较大的净化流量，同时又能获得较好的过滤净化效果，在有效去除较小尺寸(＜10μm)的非金属夹杂的同时，还可以保证将含氢量降到0.08ml/100gAl以下。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种陶瓷过滤器内表面涂覆熔剂的铝熔体复合净化方法。
以下进一步介绍本发明的技术方案和实施情况，本发明复合净化具体方法如下(1)首先，将陶瓷过滤器预热到650℃—700℃，然后浸入熔融的熔剂中，使陶瓷过滤器的内表面形成一层特殊的、均匀的和完整的熔剂涂层，该复合层因熔剂对器壁的浸润而稳定存在，不会被熔体冲刷掉，(2)熔体净化时流经复合过滤器，在靠近熔剂层附近形成死区，(3)熔体中携带的微细夹杂在各种传质的作用下，迁移至熔体和熔剂界面，(4)在熔剂吸杂热力学和动力学成立的前提下，迁移至界面上的大部分夹杂颗粒被熔剂层有效吸附、溶解、并产生化学净化，其中部分夹杂簇聚，跨越熔体和熔剂界面，进入熔体中，后续夹杂与之碰撞吸附，被捕获，大部分通过熔剂的化学净化分解掉，(5)死区中由于熔体速度接近于零，允许存在部分有限的夹杂，直至净化结束。
作为熔剂层载体的过滤器可以是各种陶瓷质和耐火材料质的过滤器，可以是芯型直孔过滤器，也可以是泡沫陶瓷过滤器，或者是粘结陶瓷过滤器等。这些过滤器的孔隙度可以是不同的大小值，从几个PPI到现有最高值都可以使用，如10ppi—50ppi的过滤器，都可以通过涂覆方法获得具有活性熔剂涂层的复合过滤器，而用于对铝熔体进行净化。采用的净化的熔剂为KCl∶NaCl＝1∶1的万能熔剂，或者是添加了Na3AlF6，CaF2和稀土等成分的活性熔剂也可以是其它类型的活性物质如纳米材料。熔剂也要满足以下条件(1)与过滤材质能够很好的浸润，但与待过滤的金属体不浸润，或者浸润能力不强，(2)该熔剂的熔点必须低于要过滤的金属熔体的熔化温度，否则熔剂层的作用不能充分发挥，(3)复合过滤器上的熔剂涂层厚度控制在1—100微米范围内。
以下介绍实施例
铝熔体流槽内采用单级或多级过滤，净化后的铝熔体中的10μm以上的非金属夹杂(NMI)完全除去，10μm以下的非金属夹杂含量(NMI)低于0.02％，含氢量可降至0.08ml/100gAl以下的水平。
本发明具有实质性特点和显著进步，可以提高传质、捕获、保持非金属夹杂的能力，而且在物理净化熔体的同时，还可以产生化学净化作用。采用本净化方法，可以获得其它净化方法达不到的净化水平。净化后的铝熔体中的10μm以上的非金属夹杂(NMI)完全除去，10μm以下的非金属夹杂含量低于0.02％，含氢量可降至0.08ml/100gAl以下的水平。
权利要求
1.一种陶瓷过滤器内表面涂覆熔剂的铝熔体复合净化方法，其特征在于(1)首先，将陶瓷过滤器预热到650℃—700℃，然后浸入熔融的熔剂中，使陶瓷过滤器的内表面形成一层特殊的、均匀的和完整的熔剂涂层，(2)熔体净化时流经复合过滤器，在靠近熔剂层附近形成死区，(3)熔体中携带的微细夹杂在各种传质的作用下，迁移至熔体和熔剂界面，(4)迁移至界面上的大部分夹杂颗粒被熔剂层有效吸附、溶解、并产生化学净化，(5)死区中由于熔体速度接近于零，允许存在部分有限的夹杂，直至净化结束。
2.根据权利要求1所述的这种陶瓷过滤器内表面涂覆熔剂的铝熔体复合净化方法，其特征还在于熔剂也要满足以下条件(1)与过滤材质能够很好的浸润，(2)该熔剂的熔点必须低于要过滤的金属熔体的熔化温度，(3)复合过滤器上的熔剂涂层厚度控制在1—100微米范围内。
全文摘要
陶瓷过滤器内表面涂覆熔剂的铝熔体复合净化方法:(1)首先,将陶瓷过滤器预热到650℃－700℃,然后浸入熔融的熔剂中,使陶瓷过滤器的内表面形成一层特殊的、均匀的和完整的熔剂涂层,(2)熔体净化时流经复合过滤器,在靠近熔剂层附近形成死区,(3)熔体中携带的微细夹杂在各种传质的作用下,迁移至熔体和熔剂界面,(4)迁移至界面上的大部分夹杂颗粒被熔剂层有效吸附、溶解、并产生化学净化,(5)死区中由于熔体速度接近于零,允许有部分有限的夹杂,直至净化结束。
文档编号C22B9/02GK1327963SQ01113088
公开日2001年12月26日 申请日期2001年6月7日 优先权日2001年6月7日
发明者孙宝德, 倪红军, 林万里, 丁文江, 周尧和 申请人:上海交通大学