[发明专利]铜及铜合金熔体离心力场复合过滤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属熔体过滤方法，尤其涉及一种铜及铜合金熔体离心力场复合过滤方法。

背景技术

铜及其合金被广泛应用于电器、交通、轻工、机械制造、建筑工业、国防等领域。在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。然而铜及铜合金在熔炼过程中易氧化、吸气和吸杂，使铜合金熔体产生污染，降低材料的工艺性和产品的性能。熔体净化是保证合金材料冶金质量的关键技术。铜合金熔体净化的目的，主要是通过对铜合金熔体进行除气、脱氧、去杂处理，去除熔体中的气体和夹杂物，提高合铜合金熔体的纯净度。泡沫陶瓷过滤的优势在于它可以去除直径比它的通孔直径小得多的夹杂物粒子。泡沫陶瓷过滤依靠机械筛分、滤饼机制、深床过滤三种机制而使合金液纯净化。合金熔体过滤净化效果取决于泡沫陶瓷过滤器孔隙的大小、熔体所流经路程的长短、熔体的运动方向变换的次数等有关。泡沫陶瓷过滤器的孔径越小，过滤净化效果越好，但孔径细小，熔体流动的阻力大；同样，泡沫陶瓷过滤器厚度越大，合金熔体流经泡沫陶瓷过滤片的路程越长，过滤效果也越好，但合金熔体流克服阻力所消耗的动能也越大。使用孔径小、厚度大的泡沫陶瓷过滤器，需要有很高的金属液静压头来克服流动阻力。在连续铸造或大流量铸造工艺中，利用离心力，是提供高压头的一种便捷方式。目前，铜及铜合金复合净化技术，尤其是可用于铜及铜合金连铸连轧生产中熔体复合净化技术，尚未得到开发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、效果好、环境污染小的铜及铜合金熔体离心力场复合过滤方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为包括如下方法步骤：

①预制一种钢铁或陶瓷浇道，它由直浇道和横浇道组成，横浇道顶部圆孔中心线与直浇道中心线重合，浇道内涂刷耐火涂料，充分烘干，在横浇道内放置多层陶瓷过滤片（器），从内至外按陶瓷过滤片（器）的孔径由大到小顺序叠放，陶瓷过滤片（器）中间放置木炭颗粒或木炭块，组成复合过滤器，该复合过滤器总厚度为20～200mm；

将复合过滤器固定在离心装置的旋转轴上；

③浇注前将复合过滤器预热至500℃以上；

④启动离心装置，使复合过滤器旋转，同时转速在10～2000r/min内，然后注入铜熔体或铜合金熔体，铜熔体或铜合金熔体在离心力作用下经过复合过滤器进行复合过滤。

所述的陶瓷过滤器可以是块状泡沫陶瓷过滤器、筒形泡沫陶瓷过滤器、蜂窝陶瓷过滤片器，或是它们之间的组合。其中，所述的块状泡沫陶瓷过滤器的孔径大小为10～40ppi，厚度为20～50mm；所述的筒形泡沫陶瓷过滤器的孔径大小为10～40ppi，圆筒内径大小为20～400mm，厚度为20～50mm；所述的蜂窝陶瓷过滤器的孔径大小为1～10mm，厚度为20～50mm。 

所述的木炭颗粒尺寸为1×10×10～2×20×50mm，形成的木炭层的厚度为20～100mm；所述的木炭块尺寸为2×15×15～2×25×30mm，形成的木炭层的厚度为20～100mm。

本发明的有益效果是：①既能除杂，同时又能脱氧，5μm以上夹杂物颗粒滤除率可达90%以上，铜熔体氧含量≤5ppm，且熔体洁净度高，能大幅提高合金的综合性能；②操作简单，易于控制；③对环境污染的小，符合绿色环保要求；④装置结构简单，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例1复合过滤器结构示意图；

图2为本发明实施例2复合过滤器结构示意图；

图3为本发明实施例2复合过滤器结构俯视示意图。

在图中，1、直浇道 2、陶瓷过滤片（器） 3、木炭层  4、横浇道。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示的复合过滤器结构示意图，该方法步骤为：

①预制一种钢铁或陶瓷浇道，它由直浇道1和与之垂直的横浇道4组成，横浇道4两端均设有出口通道；

浇道内涂刷耐火涂料，充分烘干；