[发明专利]锌及锌合金熔体喷气离心过滤复合净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化方法，尤其涉及一种锌及锌合金熔体喷气离心过滤复合净化方法。

背景技术

 熔体净化是保证合金材料冶金质量的关键技术，锌合金熔体净化的目的，主要是降低熔体中的气体含量、氧化物夹杂和金属间化合物。传统的锌合金净化可采用静置澄清、氯盐处理、惰性气体吹炼及过滤等方法。现有技术普遍采用溶剂精炼即氯盐处理，精炼剂主要成分为NH₄Cl或ZnCl₂添加少量的碳酸盐或硝酸盐组成，利用氯盐在锌合金熔炼温度下气化析出大量微气泡，促使合金内气体与夹杂物附着于气泡上浮，达到去除之目的。这种精炼方法释放出氯化锌、氨气等刺激性很强的有毒气体与烟雾迷漫于生产厂房，造成严重环境污染，危害操作工人身体健康，腐蚀厂房建筑与设备，已为现代化生产所不容。也有使用细粒陶瓷粒子堆积铺垫成一定厚度的过滤器进行过滤净化，这种方法虽然净化效果较好，可以去除ZZnAl4-1合金液中将近90%的氧化物和85%的金属间化合物。但装置繁琐，过滤量很小，只能用于数十公斤重的小锌合金铸件浇注。目前，大量锌合金炉外净化技术，尤其是可用于锌合金连铸连轧熔体净化技术，尚未得到开发。

近四十年来，有多种陶瓷过滤介质在合金熔体净化工艺中得到广泛应用，如泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、粒状陶瓷等，这类过滤介质均是集机械阻挡、沉淀捕捉、表面吸附于一体的高效过滤元件，其净化效果则与过滤器的厚度、孔径和材质有关，厚度越大、孔径约小、对夹杂吸附能力越强的陶瓷过滤介质，净化效果越好。但单纯使用厚度大、孔径小的泡沫陶瓷，过滤效果虽好，但易于被堵塞，且因对金属熔体流动阻力较大，需要较大的压头。离心过滤则是将过滤介质置于可旋转浇道中，借助离心力，增加压头，使锌合金熔体通过高密度、厚尺寸的过滤介质，实现离心过滤。由于离心力系一种惯性力，故在离心力场中，合金中的气泡及密度小于锌合金熔体的杂质颗粒有向旋转中心移动的倾向，有利于杂质颗粒与气体的排除，故这是一种复合净化方法。锌合金虽然吸气性较小，但气体净化对降低锌合金熔体中气体含量，从而降低合金脆性、提高合金强度有良好作用，本发明提出在离心过滤中，将可旋转浇道中心接圆筒形直浇道，在直浇道底部周边布置悬垂式喷气头，向熔体喷吹惰性气体或N₂气体，从喷吹头喷出的气体形成大量微气泡，可将熔体中的气体与一些比重小于锌的夹杂物上浮带出。显然，这是一种集多种净化功能的复合净化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种锌及锌合金熔体喷气离心过滤复合净化方法，为了有效降低锌或锌合金熔体中夹杂的含量，本发明采用在离心过滤的直浇道中心加气体喷吹的复合净化方法。

本发明是这样来实现的，方法步骤为：1）用耐高温合金制成可旋转金属浇道，将该浇道安放于离心装置上，浇道出口通道内放置过滤介质片，过滤介质由内至外按过滤孔隙孔径大小由粗孔到细孔的顺序叠放于出口通道内，过滤介质片的厚度总和在20mm-300mm；2）可旋转金属浇道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）在可旋转浇道的直浇道内放置通气管，并将通气塞成环状布置悬挂于直浇道底部通气管与通气塞不与旋转浇道有任何接触；4）浇注前将浇道预热至400℃以上；5）启动离心装置，离心装置旋转速度在10～3000r/min范围，然后浇注锌合金，锌合金熔体将在离心力与重力作用下通过过滤介质片；6）浇注后即开始通入气体，使形成气泡由直浇道中心部位上浮。

过滤介质片可以是1）各种泡沫陶瓷；2）各种蜂窝陶瓷；3）各种粒状陶瓷；4）各种金属滤网、钢丝绒。

气体可以是N₂或各种惰性气体。

本发明具有实质性特点和开创性，采用泡沫陶瓷离心多级过滤加中部的微孔陶瓷吹气塞进行的复合净化方法，使锌合金完全达到现有技术对锌合金铸件的净化要求，装置简单，成本低廉，而且完全无环境污染，符合现代化绿色生产要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

在图中，1、 进气管  2 、喷气塞  3 、轴承  4 、电动机  5、保温炉  6、可旋转金属浇道  7 、浇道流槽  8 、集流槽  9、 过滤介质片。

具体实施方式