一種提高高溫合金澆注過濾效果的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鎳基及鈷基高溫合金的真空澆注過濾，特別提供一種提高高溫合金澆注過濾效果的方法。
【背景技術】
[0002]高溫合金的澆注一般都采用鋼水先澆注到耐火磚中，在耐火磚上安放一層過濾網，鋼水通過耐火磚上的過濾網分流到錠模中。由于澆注過程中鋼水經過耐火磚時，鋼水中的活潑元素會與耐火磚發生反應，使鋼水中的浮渣增多，另外鋼水在澆注過程中隨著溫度降低，溶解在鋼水中的夾雜物會從鋼中析出，導致鋼液中浮渣增多。采用通常的澆注方式，過濾網安放位置靠前，使得過濾后鋼水仍會受到耐火磚的污染，另外由于鋼水通過的過濾網數量較少，通常為1-2級過濾網，鋼水表面的浮渣不能充分上浮，部分浮渣隨合金液流入到鋼錠模中，導致合金錠的純凈度下降。如果對高溫合金澆注時進行充分的擋渣過濾，會有效提聞聞溫合金品質。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種提高高溫合金澆注過濾效果的方法，該方法采用兩塊澆道磚和三級過濾的方式進行鎳基或鈷基高溫合金的澆注，能夠實現澆注系統的擋渣和過濾兩種功能，使合金中的浮渣充分的擋在澆道磚內和過濾網上，平穩澆注，有效降低合金錠中夾雜物尺寸和氣體含量，保證純凈的鋼水澆注到錠模中。
[0004]本發明具體提供了一種提高高溫合金澆注過濾效果的方法，其特征在于，采用專用過濾裝置進行澆注，所述過濾裝置由澆口杯耐火磚1、分流用耐火磚2和過濾網組成，使用時澆口杯耐火磚I置于分流用耐火磚2之上，澆口杯耐火磚I與分流用耐火磚2均為無蓋的空心耐火磚，兩者長度一致，分流用耐火磚2比澆口杯耐火磚I寬；
[0005]澆口杯耐火磚I內部一側與耐火磚底面垂直的方向上設有兩道擋墻:擋墻11和擋墻12，兩道擋墻平行設置，將澆口杯耐火磚I分割成一大一小兩個區域，應用時，將鋼水澆注到較大的區域，兩個區域面積比為2?5:1 (優選3:1)，兩道擋墻下方各開一道長方形通孔，用于通過鋼水，其中擋墻11開孔下沿與耐火磚內部底面平齊，更靠近澆口杯耐火磚I側壁的擋墻12開孔下沿高于耐火磚內部底面5-10_，兩道擋墻開孔最高位置保持相同；兩道擋墻之間設有一級過濾網31，其高度超過擋墻開孔最高位置10-30_，這種設置方式可保證鋼水充分過濾，同時保證過濾網有足夠抵抗鋼水沖擊的強度，優選地，一級過濾網31的寬度比擋墻11和擋墻12之間的間隔小2-5mm ;且一級過濾網31的長度尺寸較擋墻11和擋墻12間的縫隙長度短2-5mm。擋墻12與澆口杯耐火磚I側壁圍成的小區域底面設有通槽，用于安裝二級過濾網32，二級過濾網32水平放置；
[0006]分流用耐火磚2內部底面上均勻分布有16個安裝孔21，用于安裝三級過濾網33，該安裝孔21是盲孔；每個安裝孔21下還設有一個直徑小于安裝孔21的通孔22 ;該結構可以使鋼水經過耐火磚的最后部位經過過濾網，避免鋼水受到耐火磚的污染，保證鋼水的純凈度；
[0007]過濾網孔徑從第一級到第三級依次變細，優選為一級過濾網孔31隙度為8-10PPI，二級過濾網32為10-15PPI，三級過濾網33為15-20PPI (PPI為I英寸泡沫陶瓷長度上孔的個數，I英寸=2.54厘米)，三種過濾網的面積比為，一級:二級:三級=1: 0.8_0.9:0.6_0.7 ；
[0008]具體澆注過程如下:
[0009]I)、對過濾裝置用耐火磚進行第一次預熱，預熱溫度300-800°C，時間3_6h ；
[0010]2)、將過濾網安裝在在兩耐火磚中(將過濾網安裝在耐火磚中后，最好用水玻璃和耐火材料填堵耐火磚與過濾網之間的縫隙，避免鋼水未經過過濾流入到下一級澆注系統或鋼錠中)，澆口杯耐火磚I和分流用耐火磚2組裝成過濾裝置并與澆注鋼錠模進行組合，對組合好的澆注系統進行清理后，對整個澆注系統進行第二次預熱，預熱溫度500-80(TC，時間3-6h ；
[0011]3)、將預熱好的澆注系統安放到真空爐中指定的澆注位置，將鋼水澆注到澆口杯耐火磚I沒有過濾網3的一側，保持一定的澆注速度，使鋼水在二級過濾網32上方保持30-100mm高度，觀察鋼水的情況，適當降低鋼水的流動速度，使鋼水中的浮渣充分上浮(擋墻11和澆口杯耐火磚I圍成的區域較長，可保證鋼水澆注在較大的范圍內進行，由于鋼水與耐火磚接觸面積較大，鋼水中的活潑元素會與耐火磚中的氧化物反應，使合金中的浮渣量增加；另外鋼水從坩堝中澆注出來，鋼水落差達到200-600mm，較高的落差使得鋼水處于紊流狀態。保持鋼水在熔池中有一定的高度，有利于鋼水中夾雜物的充分上浮和鋼水的平穩流動，保證較為純凈的鋼水流入到下一級過濾網。由于擋墻12高于耐火磚底面，澆注完畢后在澆口杯耐火磚I中會剩余部分鋼水，這部分鋼水由于漂浮浮渣，純凈度較差，最終被保留在耐火磚中，可以降級使用或進行重新熔煉處理。金屬液經二級過濾網32過濾后流到分流耐火磚2中，通過兩塊耐火磚兩邊的間隙觀察分流用耐火磚2中鋼水的高度，調整澆注溫度及速度，使鋼水在三級過濾網33上保持一定高度(優選20-50mm)，保持澆注速度完成整爐鋼水澆注。
[0012]本發明所述提高高溫合金澆注過濾效果的方法，其特征在于:澆口杯耐火磚I底面長度方向上的兩端各設有一凸臺13,該凸臺13與燒口杯耐火磚I 一體成型；分流用耐火磚2長度方向上兩側壁頂端各設有一凹槽23，用于與澆口杯耐火磚凸臺13配合，起到固定兩塊耐火磚的作用。
[0013]采用本發明所述澆注過濾系統生產鑄造高溫合金，尤其適用于澆注浮渣較多的返回料高溫合金，可以有效凈化合金，降低合金中的非金屬夾雜物。用該種方法生產的合金進行精鑄件生產，可降低鑄件的夾渣缺陷，提高精鑄件的合格率。
【附圖說明】
[0014]圖1澆口杯耐火磚截面圖。
[0015]圖2澆口杯耐火磚俯視圖。
[0016]圖3分流用耐火磚截面圖(A-A)。
[0017]圖4分流用耐火磚截面圖(B-B)。
[0018]圖5分流用耐火磚俯視圖O
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]如圖1-3所示，本發明采用的過濾裝置由澆口杯耐火磚1、分流用耐火磚2和過濾網組成，使用時澆口杯耐火磚I置于分流用耐火磚2之上，澆口杯耐火磚I與分流用耐火磚2均為無蓋的空心耐火磚，兩者長度一致，分流用耐火磚2比澆口杯耐火磚I寬；
[0021]澆口杯耐火磚I內部一側與耐火磚底面垂直的方向上設有兩道擋墻:擋墻11和擋墻12，兩道擋墻平行設置，將澆口杯耐火磚I分割成一大一小兩個區域，兩個區域面積比為3:1，兩道擋墻下方各開一道長方形通孔，用于通過鋼水，其中擋墻11開孔下沿與耐火磚內部底面平齊，更靠近澆口杯耐火磚I側壁的擋墻12開孔下沿高于耐火磚內部底面5-10_，兩道擋墻開孔最高位置保持相同；兩道擋墻之間設有一級過濾網31，其高度超過擋墻開孔最高位置10-30mm，寬度比兩擋墻之間的間隔小2_5mm ;擋墻12與澆口杯耐火磚I側壁圍成的小區域底面設有通槽，用于安裝二級過濾網32，二級過濾網32為一長方形的過濾網，水平放置；
[0022]分流用耐火磚2內部底面上均勻分布有16個安裝孔21，用于安裝三級過濾網33，該安裝孔21是盲孔；每個安裝孔21下還設有一個直徑小于安裝孔21的通孔22 ；
[0023]澆口杯耐火磚I底面長度方向上的兩端各設有一凸臺13，該凸臺13與澆口杯耐火磚I 一體成型；分流用耐火磚2長度方向上兩側壁頂端各設有一凹槽23，用于與凸臺13配合，起到固定兩塊耐火磚的作用。
[0024]一級過濾網孔31隙度為8-10PPI，二級過濾網32為10-15PPI，三級過濾網33為15-20PPI，實現鋼水通過每級過濾網時，都能夠過濾掉更為細小的夾雜物。三種過濾網的面積比為:一級:二級:三級=1:0.8:0.7O
[0025]澆注的過程如下:
[0026]I)耐火磚預熱
[0027]對過濾裝置用耐火磚進行充分預熱，預熱溫度控制在300-350°C，預熱時間5h，避免在耐火磚澆注過程中出現放氣、崩裂。對預熱后的耐火磚降到室溫后進行清理，去除表面的浮砂層及不致密的顆粒，避