專利名稱：：一種純凈化冶煉鋼液過濾器的制作方法一種純凈化冶煉鋼液過濾器本發(fā)明屬于高溫合金技術(shù)領(lǐng)i或，特別涉及一種純凈化冶煉鋼液過濾器，適用于高溫合金的純凈化冶煉。
背景技術(shù)：
：目前，K417等高溫合金及其渦輪葉片在我國(guó)的產(chǎn)量最大，通常精鑄件的重量?jī)H占SA料的30X。為此，在70年代金屬所通過研究規(guī)定K417合金五次以內(nèi)的返回料可100%再禾傭。但30多年來大批量的生產(chǎn)使返回料的^頓遠(yuǎn)超過5次，再利用存在嚴(yán)重問題，而K417合金含有較高戰(zhàn)略元素含量(15wt%Co，60wt%Ni)。因此，其返回料的凈化和〗頓從資源和經(jīng)濟(jì)上講都具有重大意義。這也是世界各國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)極其關(guān)注的問題，1997年美國(guó)85%返回M來源于不銹鋼廢料，6X返回M來源于超合金。1998年美國(guó)超合金消耗金屬Co約4000噸，其中32X的Co來源于返回料。高溫合金精密鑄造渦輪葉片是先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，其技斜啦能的發(fā)展是提高推重比、保i正可靠性的關(guān)鍵。但由于精密成型后，部件難以進(jìn)行全面性能檢測(cè)。因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)精鑄件而言，其原材料一母合金成為其質(zhì)量的基礎(chǔ)。另外，母合金質(zhì)量的優(yōu)劣也是決定鑄件成品率、控制制造成本的重要因素。純凈度是評(píng)價(jià)高溫合姆合金質(zhì)量的最主要附旨標(biāo)，因it爐行高溫合錢合金純化技術(shù)的研5W提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性也極為重要。如圖1所示，傳統(tǒng)高溫合金純凈化冶煉鋼液過濾器是在過濾器1底部開口處設(shè)有過濾網(wǎng)2，其不足之處在于過濾效率低，過濾效率一般為4(K60%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種純凈化冶煉鋼液過濾器，解決傳統(tǒng)高溫合金純凈化冶煉鋼液過濾器過濾效率低、高溫合她回料再利用困難等問題，通過簡(jiǎn)單可行、低成本的過濾器，制備高純凈低夾雜的高溫合金母合金，同時(shí)也可以進(jìn)行精密鑄件的澆注。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種純凈化冶煉鋼液過濾器，該鋼M:濾器設(shè)有上下兩層過濾網(wǎng)第一層過濾網(wǎng)和第二層過濾網(wǎng)，在兩層過濾網(wǎng)中間設(shè)有陶瓷球?qū)?。臓的純凈化冶煉鋼液過濾器，第一層過濾網(wǎng)和第二層過濾網(wǎng)分別為多層網(wǎng)狀層疊結(jié)構(gòu)，疊層之間的網(wǎng)孔交錯(cuò)連通。所述的純凈化冶煉鋼液過濾器，第一層過濾網(wǎng)和第二層過濾網(wǎng)為耐火材料過濾網(wǎng)，陶瓷球?qū)訛槟突鸩牧咸沾汕驑?gòu)成。所述的純凈化冶煉過濾器，第一層過濾網(wǎng)的L徑在1030PPi，第二層過濾網(wǎng)的孑L徑在2040PPi，陶瓷球直徑在l10mm。本發(fā)明的工作原理是事先把該過濾器放置在錠?；蜩T件殼型的帽口處，經(jīng)過冶煉后的鋼液進(jìn)行澆注，在鋼液流過過濾器時(shí)，先從第一層過濾網(wǎng)經(jīng)過，鋼液流過第一層過濾網(wǎng)后會(huì)將鋼液中的大型夾雜物過濾，然后iSA到陶瓷球中，由于陶瓷球的比重比鋼液輕(3g/cm3)，在鋼液的沖刷下會(huì)在鋼液中做沉浮運(yùn)動(dòng)，由于鋼液中的夾雜主要為氧化物或氮化物，而它們與陶瓷球有很強(qiáng)的親和力。因此，鋼液中的小型夾雜物被陶瓷球吸附，鋼液進(jìn)一步被凈化，即使被陶瓷球吸附的細(xì)小夾雜物被鋼液沖刷掉，但最后經(jīng)過L徑更為曲折細(xì)小的第二層過濾網(wǎng)時(shí)，由于細(xì)小夾雜物已經(jīng)長(zhǎng)大可被第二層過濾網(wǎng)過濾掉，鋼液進(jìn)一步被凈化，最終得到純凈化的鋼液。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由上下兩層陶瓷過濾網(wǎng)和實(shí)心陶瓷球?qū)咏M成，其過濾效果較傳統(tǒng)過濾方法有較大提高，高溫母合金中的夾雜物的過濾效率可達(dá)70%以上，根據(jù)選用的過濾網(wǎng)和陶瓷^+才質(zhì)的不同，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)純凈化高溫合金和各種合金的需要。由于有本發(fā)明鋼M濾器的存在，鋼液的澆注^it可適當(dāng)提高，鋼液澆注過濾器的預(yù)熱^Jt在6001050。C之間。2、本發(fā)明鋼液過濾器經(jīng)與純凈化冶煉工藝相結(jié)合，可進(jìn)一步確保高溫合金返回料中的O、N含量斷氐到10PPm以下。3、采用本發(fā)明鋼液過濾器，通過超純冶煉技術(shù)來凈化鑄造高溫合金的合金返回料，禾,K417等高溫合金返回料制備高純凈、高質(zhì)量、高性能的高溫合金母合金，以提高資源的禾,率，特別是戰(zhàn)略資源鎳和鈷。本發(fā)明研制出的高純母合金制備技術(shù)，也為FWSIO、WP13發(fā)動(dòng)機(jī)的制造提供優(yōu)質(zhì)高溫合，合金。圖1為高溫合金傳統(tǒng)過濾結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明過濾效率直方示意圖。圖中，l過濾器；2過濾網(wǎng)；3第一層過濾網(wǎng)；4陶瓷球?qū)樱?第二層過濾網(wǎng)。具敝敲式如圖2所示，本發(fā)明純凈化冶煉鋼液過濾器，由上下兩層過濾網(wǎng)(第一層過濾網(wǎng)3和第二層過濾網(wǎng)5)以及兩層過濾網(wǎng)中間的實(shí)心陶瓷球?qū)?構(gòu)成，第一層過濾網(wǎng)3和第二層過濾網(wǎng)5可以分別為多層過濾網(wǎng)疊層結(jié)構(gòu)，疊層之間的網(wǎng)孑L交錯(cuò)連通。其中，上層過濾網(wǎng)(第一層過濾網(wǎng)3)設(shè)置于過濾器l內(nèi)部，主要作用是過濾鋼液中較大型夾雜物，可以根據(jù)冶煉不同的合金材料選擇氧化鋯、氧化鋁或其它常用的泡沫陶瓷過濾網(wǎng)，第一層過濾網(wǎng)的L徑一般在1030PPi;兩層過濾網(wǎng)中間的實(shí)心陶瓷球?qū)?的作用是吸附鋼液中細(xì)小夾雜物，并皿其在陶瓷球表面長(zhǎng)大，其材質(zhì)可以選擇氧化鋯、氧化鋁或其它常用的泡沬陶瓷過濾網(wǎng)用陶瓷，最好選用比f(wàn)fl大的陶瓷球，其直徑在l10mm之間為佳；下層過濾網(wǎng)(第二層過濾網(wǎng)5)設(shè)置于過濾器1底部開口處，其作用^1濾鋼液中較細(xì)小的夾雜物，一種是被陶瓷球吸附并長(zhǎng)大后被鋼液重新沖刷回鋼液中的夾雜物，另一種是第一層過濾網(wǎng)沒有吸附至啲較大的夾雜物，其材質(zhì)的選擇同第一層過濾網(wǎng)，孑L徑在2040PPi之間。當(dāng)冶煉完畢澆注時(shí)，鋼液的澆注流動(dòng)順序是第一層過濾網(wǎng)一過濾網(wǎng)中間的耐火陶瓷球一第二層過濾網(wǎng)一金屬模具或殼型。鋼液經(jīng)過第一層過濾網(wǎng)后會(huì)將鋼液中的大型的夾雜物過濾；然后，進(jìn)入到陶瓷球中，由于陶瓷球的比重比鋼液輕，在鋼液的沖刷下會(huì)在鋼液中做沉浮運(yùn)動(dòng)，鋼液中的夾雜為氧化物或氮化物，而它們與陶瓷球有很強(qiáng)的親和力(吸附力)。因此，鋼液中的小型夾雜物被陶瓷球吸附，鋼液進(jìn)一步被凈化，最后經(jīng)過L徑更為曲折細(xì)小的第二層過濾網(wǎng)，鋼液進(jìn)一步被凈化，最終得到純凈化的鋼液。本發(fā)明過濾效^^i正方法如下(一)實(shí)驗(yàn)方法1、過濾凈化實(shí)驗(yàn)將過濾器予鵬Mjt96(TC，在出爐前方燈于錠模上，進(jìn)入澆注室；2、過濾效輸正實(shí)驗(yàn)經(jīng)過濾的合金和未經(jīng)過濾的合金分別各取30g,分兩次實(shí)驗(yàn)。第一次實(shí)驗(yàn)是經(jīng)過濾的合金，把其放在底面積為2.5cm的水mi坩堝中，禾U用真空下電弧熔煉，并快速凝固，凝固的金屬塊高度在0.5011左右，并確保合金中氧化物全部浮在合金表面測(cè)量凝固液滴表面氧化物面積；第二次實(shí)驗(yàn)是經(jīng)過濾的合金，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)，然后禾傭下面公式進(jìn)行計(jì)算過濾效率。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中E——過濾效率；Au——過濾前單位重量試樣的氧化物表面積cm2/g;Af過濾后單位重量試樣的氧化物表面積，cm2/g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果(進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)-，用合金棒的上下兩^^行實(shí)驗(yàn))表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表中l(wèi)頂為i辦l上端，l底為i辦l下端；2頂為i辦2上端，2底為i辦2下端；3頂為試樣3上端，3底為試樣3下端。由表1可見，經(jīng)過使用鋼液過濾器過濾后的高溫合金夾雜物被濾除率大為提高，單層或雙層過濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)式過濾器的過濾效率為50%左右，而本發(fā)明的鋼液過濾器則過濾效率提高到了70%以上。圖3是利用表1帝喊的過濾效過圖，其更能直觀的體現(xiàn)鋼液過濾器的過濾效率過濾效果的提高情況。權(quán)利要求1、一種純凈化冶煉鋼液過濾器，其特征在于該鋼液過濾器設(shè)有上下兩層過濾網(wǎng)第一層過濾網(wǎng)和第二層過濾網(wǎng)，在兩層過濾網(wǎng)中間設(shè)有陶瓷球?qū)印?、按照權(quán)利要求1所述的純凈化冶煉鋼液過濾器，其特征在于第一層過濾網(wǎng)和第二層過濾網(wǎng)分別為多層網(wǎng)狀層疊結(jié)構(gòu)，疊層之間的網(wǎng)孔交錯(cuò)M。3、按照權(quán)利要求1戶脫的純凈化冶煉鋼液過濾器，其特征在于第一層過濾網(wǎng)和第二層過濾網(wǎng)為耐火材料過濾網(wǎng)，陶瓷球?qū)訛槟突鸩牧咸沾汕驑?gòu)成。4、據(jù)權(quán)利要求1所述的純凈化冶煉過濾器，其特征在于第一層過濾網(wǎng)的孔徑在1030PPi，第二層過濾網(wǎng)的孔徑在2040PPi，陶瓷球直徑在110mm。全文摘要本發(fā)明屬于高溫合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種純凈化冶煉鋼液過濾器，由上下兩層過濾網(wǎng)以及兩層過濾網(wǎng)中間的實(shí)心陶瓷球?qū)訕?gòu)成。該過濾器預(yù)先放置在錠?；蜩T件殼型的帽口處，在鋼液流過時(shí)，先從第一層過濾網(wǎng)中流過，鋼液中的大型夾雜物過濾；然后進(jìn)入到陶瓷球中，鋼液中的小型夾雜物被吸附；最后經(jīng)過孔徑更為曲折細(xì)小的第二層過濾網(wǎng)，鋼液中的小型夾雜物進(jìn)一步被吸附，最終得到純凈化的鋼液。采用本發(fā)明可以解決傳統(tǒng)高溫合金純凈化冶煉鋼液過濾器過濾效率低、高溫合金返回料再利用困難等問題，其過濾效果較傳統(tǒng)過濾方法有較大提高，過濾效率可達(dá)70％以上，根據(jù)選用的過濾網(wǎng)和陶瓷球材質(zhì)的不同，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)純凈化高溫合金和各種合金的需要。文檔編號(hào)B01D24/02GK101440432SQ20071015842公開日2009年5月27日申請(qǐng)日期2007年11月21日優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日發(fā)明者姜衛(wèi)國(guó),樓瑯洪,滕福連,董加勝,趙惠田申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所