專利名稱：鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過濾方法，尤其涉及一種鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著世界鋼鐵產(chǎn)能的提升，特別是能源、資源危機的出現(xiàn)，鋼材的品質(zhì)成 為企業(yè)競爭力的重要手段，高附加值產(chǎn)品成為企業(yè)生存的關(guān)鍵。潔凈鋼概念的提出與潔凈 鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，形成了鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的一個新的發(fā)展方向。在鋼熔體潔凈技術(shù)中，夾雜 物的控制是一個極重要的方面，高品質(zhì)特種鋼對夾雜物尺寸的限制一般在5 μ m以下。用過 濾介質(zhì)過濾鋼熔體是控制鋼中夾雜物含量的重要手段。冶金或鑄造生產(chǎn)中，鋼熔體的溫度高達1550_1750°C，只能采用陶瓷質(zhì)的材料，現(xiàn) 有技術(shù)中有多種陶瓷過濾介質(zhì)，如在鋼連鑄連軋中間包中加各種陶瓷棒、條、帶孔磚等組成 過濾墻過濾，鋼錠與鑄鋼件，目前主要用泡沫陶瓷過濾。陶瓷棒、孔磚組成的過濾墻，只能過濾較大的夾雜物，凈化效果有限，泡沫陶瓷具 有深床過濾機制，依靠大量多變的細小的陶瓷通道，對合金熔體中的夾雜物粒子通過機械 阻擋、表面吸附與降速沉降三種機制進行捕捉，從而使合金熔體達到較高的凈化程度。泡 沫陶瓷孔隙度越小，陶瓷通道越細密，過濾器越厚大，過濾精度越高。但陶瓷通道越細小， 過濾器的厚度尺寸越大，對合金熔體流動的阻力越大，需要有較高的流動壓頭才能通過，同 時，孔徑細小的泡沫陶瓷容易被較大的夾雜物顆粒堵塞，目前鑄鋼零件采用氧化鋯泡沫陶 瓷過濾時，即使是IOppi的粗孔，也容易被堵塞，一般每cm2只能過濾2. 5kg 5 kg。一塊 100X100X20的泡沫陶瓷，只能過濾三百公斤左右鋼水，如果需要過濾大流量鋼水，只能選 用大尺寸泡沫陶瓷過濾片，大尺寸過濾片在承接鋼水時，吸熱量大，易使鋼水降溫，從而導 致鋼水逐漸凍結(jié)而斷流。澆注時如果壓頭小，則泡沫陶瓷內(nèi)部通道不能充分利用，鋼水凍結(jié) 速度更快，如果壓頭大，則泡沫陶瓷周邊受力彎矩較大，易斷裂被沖毀，造成二次污染。同 時，大尺寸氧化鋯泡沫陶瓷的燒結(jié)難度很大，生產(chǎn)成本很高，導致大尺寸氧化鋯泡沫陶瓷價 格十分昂貴。上述種種原因，大大地限制了泡沫陶瓷過濾技術(shù)在大流量鋼熔體凈化中的應 用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，將一種 或多種過濾介質(zhì)的過濾片按孔隙率由大到小依次疊放后置于可產(chǎn)生離心力場的澆道內(nèi)，使 鋼熔體在離心力的作用下通過過濾介質(zhì)，這樣一方面不同孔隙率的過濾介質(zhì)可以阻擋不同 大小的夾雜物顆粒，在大顆粒被阻擋在粗孔隙率過濾介質(zhì)后小孔洞尺寸的泡沫陶瓷不易被 堵塞，另一方面熔體在離心力的作用下可以通過孔隙率很小的過濾器，鋼熔體離心力作用 下，容易填滿過濾介質(zhì)所有通道，使過濾介質(zhì)充分發(fā)揮作用，同時，由于過濾介質(zhì)體積小，鋼 水不易冷卻凍結(jié)，過濾介質(zhì)也不易被沖毀損壞，過濾效率與精度都大大提高，從而實現(xiàn)大流
3量鋼熔體高潔凈度凈化。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，方法步驟為 ①預制一種由直澆道和與直澆道垂直的出口通道組合的耐高溫陶瓷澆道，耐高溫陶瓷澆 道的出口通道內(nèi)放置多片耐高溫陶瓷過濾片，耐高溫陶瓷過濾片由內(nèi)至外按過濾孔隙由粗 孔到細孔的順序疊放于出口通道內(nèi)，耐高溫陶瓷過濾片的厚度總和在20mm-300mm ；②將耐
高溫陶瓷澆道在離心裝置中作緊固放置，其直澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；③澆注
前將耐高溫陶瓷澆道與耐高溫陶瓷過濾片預熱至1000°C以上；④啟動離心裝置，使?jié)驳佬?br> 轉(zhuǎn)，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在10 3000r/min范圍，然后澆注鋼熔體，鋼熔體將在離心力作用下 通過陶瓷過濾片。所述耐高溫陶瓷過濾片(器)可以是泡沫陶瓷過濾片(器)、粒狀陶瓷過濾片(器)、蜂 窩陶瓷過濾片(器)或環(huán)柱狀陶瓷過濾器。所述泡沫陶瓷過濾片(器)孔徑為l(T60ppi、厚度2(T60mm。所述粒狀陶瓷過濾片為陶瓷粒子直徑廣20mm、厚度2(T60mm。所述蜂窩陶瓷過濾片(器)直孔直徑為廣20mm、厚度2(T60mm。所述環(huán)柱狀陶瓷過濾器柱直徑為廣30mm、柱間隙廣30mm。本發(fā)明的優(yōu)點是方法簡單，操作方便，可以在任何環(huán)境下實現(xiàn)對熔體加壓而通過 高密度過濾介質(zhì)，鋼熔體經(jīng)此方法凈化后，5 μ m以上氧化物去除率可達90%以上，達到潔凈 鋼凈化要求，澆注后澆道內(nèi)無殘留金屬，鋼熔體利用率高。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、耐高溫陶瓷澆道2、密封環(huán) 濾片5、三爪卡盤6、圓筒形多孔陶瓷過濾器。
具體實施例方式實施例1
3、耐高溫陶瓷承接漏斗4、耐高溫陶瓷過
如圖1所示，本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，方法步驟為①預制一個由直澆道和與直澆道垂
直的4個出口通道組合的耐高溫陶瓷澆道1，4個出口通道軸線在一個水平面上且成90° 角；每個澆道出口通道內(nèi)放置4片耐高溫陶瓷過濾片4，耐高溫陶瓷過濾片4與出口通道的 連接處采用密封環(huán)2密封，耐高溫陶瓷過濾片4由內(nèi)至外按粗孔隙率到細孔隙率的順序疊 放于出口通道內(nèi)，最內(nèi)層為陶瓷孔板，孔尺寸為Φ 10mm，第二、第三層為泡沫陶瓷過濾片，孔 洞尺寸與厚度分別為10ppi-20mm、40ppi-20mm，第四層為陶瓷粒狀過濾片，陶瓷粒平均尺寸為Φ 2mm厚度為30mm ；②耐高溫陶瓷澆道通過三爪卡盤5在離心裝置中作緊固放置，其直
澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；③澆注前將澆道預熱至100(TC ； 啟動離心裝置，離
心裝置旋轉(zhuǎn)速度為lOOOr/min，然后澆注鋼熔體，鋼熔體將在離心力作用下通過過濾介質(zhì)， 通過耐高溫陶瓷承接漏斗3回流。
實施例2
如圖2所示，本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，方法步驟為(1)預制一個由直澆道和與直澆道同
軸的環(huán)形出口通道組合的耐高溫陶瓷澆道1，環(huán)形澆道內(nèi)置4層圓筒形多孔陶瓷過濾器6， 第一層為柱狀陶瓷圓筒，陶瓷圓柱直徑為Φ8πιπι，柱間距為7mm ；第二層、第三層為泡沫陶瓷 圓筒，孔洞尺寸與厚度分別為10ppi-20mm、20ppi-20mm，第四層為粒狀陶瓷過濾器，陶瓷粒
平均直徑為2mm。 耐高溫陶瓷澆道1在離心裝置中放置時，其直澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)
軸線重合；③澆注前將澆道預熱至100(TC ； 啟動離心裝置，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在500r/
min范圍，然后澆注合金，高溫合金熔體將在離心力作用下通過過濾介質(zhì)，通過耐高溫陶瓷 承接漏斗3回流。
權(quán)利要求
1.一種鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，其特征是方法步驟為 φ預制一種由直澆道和與直澆道垂直的出口通道組合的耐高溫陶瓷澆道，耐高溫陶瓷澆道 的出口通道內(nèi)放置多片耐高溫陶瓷過濾片，耐高溫陶瓷過濾片由內(nèi)至外按過濾孔隙由粗 孔到細孔的順序疊放于出口通道內(nèi)，耐高溫陶瓷過濾片的厚度總和在20mm-300mm ;②將耐 高溫陶瓷澆道在離心裝置中作緊固放置，其直澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；③澆注 前將耐高溫陶瓷澆道與耐高溫陶瓷過濾片預熱至1000°C以上；④啟動離心裝置，使?jié)驳佬?轉(zhuǎn)，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在10 3000r/min范圍，然后澆注鋼熔體，鋼熔體將在離心力作用下 通過陶瓷過濾片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，其特征是所述 耐高溫陶瓷過濾片可以是泡沫陶瓷過濾片、粒狀陶瓷過濾片、蜂窩陶瓷過濾片或環(huán)柱狀陶 瓷過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，其特征是泡沫 陶瓷過濾片孔徑為l(T60ppi、厚度2(T60mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，其特征是粒狀 陶瓷過濾片為陶瓷粒子直徑廣20mm、厚度2(T60mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，其特征是所述 蜂窩陶瓷過濾片直孔直徑為廣20mm、厚度2(T60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，其特征是所述 環(huán)柱狀陶瓷過濾器柱直徑為廣30mm、柱間隙廣30mm。
全文摘要
一種鋼熔體離心力場多種過濾介質(zhì)復合過濾方法，方法步驟為①預制一種由直澆道和與直澆道垂直的出口通道組合的耐高溫陶瓷澆道；②將耐高溫陶瓷澆道在離心裝置中作緊固放置，其直澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；③澆注前將耐高溫陶瓷澆道與耐高溫陶瓷過濾片(器)預熱至1000℃以上；④啟動離心裝置，使?jié)驳佬D(zhuǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點是方法簡單，操作方便，可以在任何環(huán)境下實現(xiàn)對熔體加壓而通過高密度過濾介質(zhì)，鋼熔體經(jīng)此方法凈化后，5μm以上氧化物去除率可達90%以上，達到潔凈鋼凈化要求，澆注后澆道內(nèi)無殘留金屬，鋼熔體利用率高。
文檔編號B01D39/20GK102139348SQ20111006222
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者商景利, 戴斌煜, 王薇薇 申請人:南昌航空大學