CN108246995A - 一种生产铸锭的滤渣方法及装置 - Google Patents

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杨俊辉
温晓瑛
孙武林
王全平
李国萍
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/004—Copper alloys

Abstract

本发明公开了中频炉熔炼和半连续铸造方式生产汽车同步器齿环材料CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭的滤渣工艺。本发明两次滤渣装置，保证进入结晶器内的合金液体的洁净度，夹杂物含量满足铸锭质量和最终成型产品的性能要求。两次滤渣装置制作简单，操作方便，经济实用。

Description

一种生产铸锭的滤渣方法及装置
技术领域
本发明涉及一种采用中频炉熔炼和半连续铸造方式生产汽车同步器齿环材料CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭的滤渣工艺，有效控制并减少铸锭夹杂，保证铸锭内部组织和表面质量均满足产品性能要求。
背景技术
目前，公知的CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭采用水平连铸方式生产，通过潜流式铸造，金属氧化渣几乎全部浮在金属液体表面，不易带入铸锭中形成夹杂。若采用中频炉熔炼和半连续铸造方式结合生产，生产组织灵活性、铸锭组织和铸锭规格受限性要好于水平连铸方式生产，但采用明流方式注流，金属氧化渣容易随金属液体带入铸锭中形成夹杂，在结晶器冷却成型前必须采取有效的滤渣措施。
发明内容
为了克服中频炉熔炼和半连续铸造方式生产CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭过程中，金属氧化渣容易随金属液体卷入导致铸锭夹杂的问题，本发明采用一种生产CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭的滤渣工艺和装置，该工艺及装置能有效控制铸锭夹杂，保证铸锭质量满足性能要求，装置简单实用，制造成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种滤渣方法：（1）将熔炼液体首先转入中间保温装置和液流控制装置，该装置的作用是：既能通过保温措施防止合金液体出现大幅温降形成大量凝渣，又能暂存合金液体，使少量凝渣漂浮在合金液体表面，实现一次滤渣，并设置有液流控制装置控制合金液体的流速；（2）合金液体进入二次滤渣装置，该装置一方面进一步过滤净化合金液体，另一方面通过分流方式将合金液体注入结晶期内，增加铸锭冷却均匀性，保证铸锭内部组织周向分布更加一致，提高加工性能。
一种滤渣装置：（1）该装置包括中间保温装置1和液流控制装置7，该中间保温装置1中砌筑有塑性耐火材料4和干振耐火材料5制成的流槽，在中间保温装置流槽流出口处通过调节液流控制装置7上机械机构进行滤渣和流速调节，将熔炼液体注入结晶器内；（2）熔炼液体注入结晶器前先通过二次滤渣装置滤渣后再进入结晶器，熔炼液体通过注流石墨浇管9后进入二次滤渣装置，熔炼液体的流量大小控制由与液流控制装置7配合的石墨塞棒6和石墨底碗8来控制；（3）二次滤渣装置底部设置一个或多个液体分流注入孔，注入孔的分布和大小根据浇铸需要进行设置；中间保温装置盖板设置于中间保温装置1上，中间保温装置盖板采用钢板焊接外壳13，保温层采用浇注料11，外部设置吊钩14，通过吊钩14将中间保温装置盖板吊起覆盖在中间保温装置1的流槽上方；（4）中间保温装置盖板上还设置有一个或多个观察孔；（5）中间保温装置盖板内部焊接挂爪与中间保温装置1上流槽相配合。
本发明的有益效果是：（1）在合金液体进入结晶器前，采取两次滤渣措施，最大限度地减少了中频炉熔炼和半连续铸造方式生产CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭的夹杂缺陷，保证了最终产品的加工性能和使用性能；（2）滤渣装置结构简单，经济实用，不仅可以用于CuZn30Mn3Al2.5Si1铸锭的生产，还可以推广用于其他铸锭的滤渣工艺。
附图说明
图1是本发明的中间保温及一次滤渣装置示意图。
图2是本发明的中间保温装置示意图。
图3是本发明的二次滤渣装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明
一种滤渣方法：（1）将熔炼液体首先转入中间保温装置和液流控制装置，该装置的作用是：既能通过保温措施防止合金液体出现大幅温降形成大量凝渣，又能暂存合金液体，使少量凝渣漂浮在合金液体表面，实现一次滤渣，并设置有液流控制装置控制合金液体的流速；（2）合金液体进入二次滤渣装置，该装置一方面进一步过滤净化合金液体，另一方面通过分流方式将合金液体注入结晶期内，增加铸锭冷却均匀性，保证铸锭内部组织周向分布更加一致，提高加工性能。当熔炼液体3流进中间保温装置1后，在中间保温装置1中覆盖一层隔绝材料，该隔绝材料浮于熔炼液体表面并与氧气接触能产生放热反应。所述隔绝材料为点燃木炭。所述熔炼液体为CuZn30Mn3Al2.5Si1合金液体。
在图1中，中间保温装置1对合金液体起保温作用，减少热量散失，保温装置中砌筑有塑性耐火材料4和干振耐火材料5，减少合金液体能量的损失，合金液体3流进中间保温装置1之后，在中间保温装置1中覆盖一层隔绝材料，隔绝材料密度比金属轻最好能浮于金属液体表面与氧发生放热反应，但隔绝材料不能对熔炼液体引入新杂质，常用隔绝材料如点燃木炭2等材料，一来减少合金液体3与空气的直接接触，同时减少氧化造渣，少量的氧化渣漂浮在合金液体3表面，二来隔绝材料燃烧可提高环境温度减少温差起到辅助保温作用，对不不同熔炼材料的隔绝材料不尽相同。一次滤渣和流速控制通过对液流控制装置7的机械机构进行手动旋转可实现注流速度调节，同时也可对因液流张力卷入合金液体中的夹杂物进行一次过滤，合金液体顺利通过注流石墨浇管9后进入二次滤渣装置。合金液体的流量大小控制由与液流控制装置7配合的石墨塞棒6和石墨底碗8来控制。
图2为中间保温装置盖板，采用钢板焊接外壳13，保温层采用浇注料11，内部焊接挂爪，确保与中间保温装置1结合更牢固可靠，保温层厚度约为80mm，在放流后通过吊钩14将中间保温装置覆盖在流槽上方，浇筑过程通过中间观察孔12查看金属流动情况，观察孔可根据实际情况对位置分布和数量进行设置，便于气体排出，当出现不畅及时处置，浇铸完成调离中间保温装置盖板。中间保温装置盖板的采用，有效减少合金的温度降低，同时配合隔绝材料再空腔中燃烧放热，驱除了中间保温装置内多余空气，保证了合金的浇注温度，同时也保障对浇铸金属不引入新的夹渣。
图3为二次滤渣装置，采用普通石墨制作，易于更换。根据铸锭直径大小设计液体分流注入孔大小、数量及分布。该装置与一次滤渣装置配合使用，一方面使少量氧化夹杂物漂浮在合金液体表面或截留在二次滤渣装置内，防止随液流卷入结晶器内导致铸锭夹杂，另一方面通过分流孔使合金液体热量均匀分布，防止铸锭出现中心裂纹。
合金液体经过二次滤渣装置后进入结晶器冷却成型，生产出合格铸锭。

Claims (10)

1.一种生产铸锭的滤渣工艺，其特征在于，包括：将熔炼液体转入中间保温装置和液流控制装置，实现一次滤渣，并控制熔炼液体的流速；将熔炼液体转入二次滤渣装置，通过渣液分流方式将熔炼液体注入结晶器内。
2.根据权利要求1中所述滤渣工艺，其特征在于：当熔炼液体3流进中间保温装置1后，在中间保温装置1中覆盖一层隔绝材料，该隔绝材料浮于熔炼液体表面并与氧气接触能产生放热反应。
3.根据权利要求2中所述滤渣工艺，其特征在于：所述隔绝材料为点燃木炭。
4.根据权利要求1至3中所述滤渣工艺，其特征在于：所述熔炼液体为CuZn30Mn3Al2.5Si1合金液体。
5.一种生产铸锭的滤渣装置，该装置包括中间保温装置1和液流控制装置7，该中间保温装置1中砌筑有塑性耐火材料4和干振耐火材料5制成的流槽，在中间保温装置流槽流出口处通过调节液流控制装置7上机械机构进行滤渣和流速调节，将熔炼液体注入结晶器内。
6.根据权利要求5中所述装置，其特征在于：熔炼液体注入结晶器前先通过二次滤渣装置滤渣后再进入结晶器，熔炼液体通过注流石墨浇管9后进入二次滤渣装置，熔炼液体的流量大小控制由与液流控制装置7配合的石墨塞棒6和石墨底碗8来控制。
7.根据权利要求6中所述装置，其特征在于：二次滤渣装置底部设置一个或多个液体分流注入孔。
8.根据权利要求7中所述装置，其特征在于：还有个中间保温装置盖板设置于中间保温装置1上，中间保温装置盖板采用钢板焊接外壳13，保温层采用浇注料11，外部设置吊钩14，通过吊钩14将中间保温装置盖板吊起覆盖在中间保温装置1的流槽上方。
9.根据权利要求8中所述装置，其特征在于：中间保温装置盖板上还设置有一个或多个观察孔。
10.根据权利要求9中所述装置，其特征在于：中间保温装置盖板内部焊接挂爪与中间保温装置1上流槽相配合。
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