CN116180434A - 一种炭化铁水过滤网的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炭化铁水过滤网的制备方法，本发明属于铸造材料技术领域，该铁水过滤网采用高硅氧玻璃纤维网格布为材料，表面涂覆可纺沥青经氧化、碳化而制成的具有一定刚度的网片。该铁水过滤网价格低廉、使用方便、不改变铸件金属组成成分、滤渣效果好、发气量低。另外，它同样具有耐高温、耐腐蚀、化学稳定性好、耐金属熔体冲刷、良好的钢强度。并且高效滤除有杂质，减少铸件夹杂和气孔类缺陷，大大降低次品率。还能避免浇注时金属熔液的紊流、涡流，实现稳定充型，减少二次氧化，大大提高铸件的内在和表面质量。因此铁水过滤网是各类金属熔体的理想过滤材料，它还可以用于化工腐蚀液体和高温气体的过滤。
Description
技术领域
本发明涉及铸造材料技术领域，尤其涉及一种炭化铁水过滤网的制备方法。
背景技术
在铸造生产中，铸钢件、铸铁件及其他合金铸件，由于种种原因很容易产生渣眼、砂眼、气眼等质量问题，因此除去金属熔体中非金属夹杂物，对提高铸件成品率，改善铸件质量，具有重大的技术价值和经济价值。原材料价格上涨，人员成本增加，竞争日益的铸造行业，每家铸造企业都在想方设法地提高铸件利润，降低生产成本；想提高铸件利润，首先是要生产出高质量的铸件，生产高质量铸件的关键是要获得纯净铁水。过滤网对铁水有机械挡渣作用，能过滤和捕捉大块浮渣夹杂物、氧化膜，还能把微小的夹杂吸附于网孔周围。一般来说，在浇注过程的前期，机械档渣作用是主要的，在浇注过程的中后期，对微小夹杂的吸附作用便显著上升。同时过滤网有缓流，节流作用，使铁水流动平稳，夹渣易于上浮。过滤网因能净化铁水，故对铸铁的力学性能有一定程度的提高，可省掉横浇道上设置的集渣包，还可使延长的横浇道缩短,从而提高铁水的利用率。降低生产成本。中国专利CN106390599B公开了一种炭化铁水过滤网的制备方法与传统的制备方法无异，表面涂覆聚合物树脂，区别在于在氮气氛围下环保化工序，使有害化气体提前释放，以减少过滤铁水时，排放的有害气体量，聚合树脂提前分解，刚度或耐火度会造成下降，冲刷性能也因此降低，而且过滤网持续工作时间也显著下降，实际反而降低了铁水过滤网的使用性能，本领域技术人员亟待开发出一种炭化铁水过滤网的制备方法以满足现有的应用市场和性能需求。
发明内容
有鉴于此，本发明一方面提供一种炭化铁水过滤网的制备方法。
一种炭化铁水过滤网的制备方法，包括以下步骤：
第一步、配制碳化浆液：室温下，按重量份数计，将可纺沥青45~60份与有机稀释剂25~30份均匀混合得碳化浆液；第二步、浸浆：将调配好的碳化浆液投入到浸浆机的浸浆槽内，高硅氧玻璃纤维模纱网布经过导向辊线速度为3~9m/min进入浸浆槽内，经过挤胶辊，使碳化浆液均匀地浸渍高硅氧玻璃纤维模纱网布，然后连续地通过热烘道干燥，其中进、出口温度为30~60℃，中部为60~80℃，顶部温度为85~130℃，然后在4.15×10-2m/s空气流量下，以0.3℃/min的升温速率升至350℃，保持恒温100min进行不熔化处理；第三步、碳化：将不熔化处理后的高硅氧玻璃纤维模纱网布的预氧化丝放到碳化炉中，将炉管密封、抽真空，用氮气置换后改为常压，继续通入氮气，然后设定升温程序，进行碳化处理。具体碳化条件为:碳化升温速率为2~5℃/min，碳化温度在900-1200℃，保温时间60-120min后得到炭化铁水过滤网。
进一步的，所述第二步的高硅氧玻璃纤维模纱网布的成分为SiO2≥96%的钠硼硅酸盐玻璃纤维。
进一步的，所述高硅氧玻璃纤维模纱网布为单位面积质量328~528g/m2，网孔径1.5~2.5mm，孔隙率40%~45%。
进一步的，所述第一步软化点≥275℃、结焦值≥75wt%、喹啉不溶物≤5.0%。
进一步的，浸浆工艺为浸浆时间30~45s。
进一步的，所述第一步有机稀释剂为二甲苯、环己酮的其中一种或多种的混合物。
本发明的有益效果：
本发明公开的炭化铁水过滤网的制备方法以可纺沥青为原料，通过热处理等方法制成可纺沥青为原料，经浸浆、稳定化和炭化处理在高硅氧玻璃纤维模纱网布表面炭质铁水过滤网。既具有碳素材料的特性，熔点高，耐高温性能好，炭化和石墨化的炭化收缩和石墨化后，致密的炭化层具有一定附着强度，可以进一步保护内部玻璃纤维，并采用高硅氧玻璃纤维模纱网布，耐火工作温度得到提高。
本发明相比现有技术，具有如下优点：
该铁水过滤网采用高硅氧玻璃纤维网格布为材料，表面涂覆可纺沥青经氧化、碳化而制成的具有一定刚度的网片。该铁水过滤网价格低廉、使用方便、不改变铸件金属组成成分、滤渣效果好、发气量低。另外，它同样具有耐高温、耐腐蚀、化学稳定性好、耐金属熔体冲刷、良好的钢强度。并且高效滤除有杂质，减少铸件夹杂和气孔类缺陷50%以上，大大降低次品率。还能避免浇注时金属熔液的紊流、涡流，实现稳定充型，减少二次氧化，大大提高铸件的内在和表面质量。因此铁水过滤网是各类金属熔体的理想过滤材料，它还可以用于化工腐蚀液体和高温气体的过滤。
具体实施方式
实施例1
第一步、配制碳化浆液：室温下，按重量份数计，将辽宁信德碳材料可纺沥青45份与有机稀释剂30份均匀混合得碳化浆液，可纺沥青软化点≥275℃、结焦值≥75wt%、喹啉不溶物≤5.0%；第二步、浸浆：将调配好的碳化浆液投入到HL1500立式浸浆机的浸浆槽内，高硅氧玻璃纤维模纱网布经过导向辊线速度为9m/min进入浸浆槽内，浸浆时间45s，经过挤胶辊，使碳化浆液均匀地浸渍陕西华特新材网孔尺寸为1.5×1.5mm,宽度为92cm,组织为模纱的BNT1.5×1.5-92M高硅氧玻璃纤维模纱网布，高硅氧玻璃纤维模纱网布的成分为SiO2≥96%的钠硼硅酸盐玻璃纤维，所述高硅氧玻璃纤维模纱网布为单位面积质量528g/m2，网孔径2.5mm，孔隙率40%，然后连续地通过热烘道干燥，其中进、出口温度为30℃，中部为60℃，顶部温度为85℃，然后在4.15×10-2m/s空气流量下，以0.3℃/min的升温速率升至350℃，保持恒温100min进行不熔化处理；第三步、碳化：将不熔化处理后的高硅氧玻璃纤维模纱网布的预氧化丝放到碳化炉中，将炉管密封、抽真空，用氮气置换后改为常压，继续通入氮气，然后设定升温程序，进行碳化处理。具体碳化条件为:碳化升温速率为3℃/min，碳化温度在900℃，保温时间120min后得到炭化铁水过滤网。
实施例2
第一步、配制碳化浆液：室温下，按重量份数计，将辽宁信德碳材料可纺沥青50份与二甲苯、环己酮按质量比1∶1的混合物组成的有机稀释剂25份均匀混合得碳化浆液，可纺沥青软化点≥275℃、结焦值≥75wt%、喹啉不溶物≤5.0%；第二步、浸浆：将调配好的碳化浆液投入到HL1500立式浸浆机的浸浆槽内，高硅氧玻璃纤维模纱网布经过导向辊线速度为3m/min进入浸浆槽内，浸浆时间35s，经过挤胶辊，使碳化浆液均匀地浸渍陕西华特新材网孔尺寸为2×2mm,宽度为92cm,组织为模纱的BNT2×2-92M高硅氧玻璃纤维模纱网布，高硅氧玻璃纤维模纱网布的成分为SiO2≥96%的钠硼硅酸盐玻璃纤维，所述高硅氧玻璃纤维模纱网布为单位面积质量440g/m2，网孔径2mm，孔隙率42.5%，然后连续地通过热烘道干燥，其中进、出口温度为50℃，中部为70℃，顶部温度为110℃，然后在4.15×10-2m/s空气流量下，以0.3℃/min的升温速率升至350℃，保持恒温100min进行不熔化处理；第三步、碳化：将不熔化处理后的高硅氧玻璃纤维模纱网布的预氧化丝放到碳化炉中，将炉管密封、抽真空，用氮气置换后改为常压，继续通入氮气，然后设定升温程序，进行碳化处理。具体碳化条件为:碳化升温速率为2℃/min，碳化温度在1100℃，保温时间90min后得到炭化铁水过滤网。
实施例3
第一步、配制碳化浆液：室温下，按重量份数计，将辽宁信德碳材料可纺沥青60份与二甲苯、环己酮按质量比1∶1的混合物组成的有机稀释剂25份均匀混合得碳化浆液，可纺沥青软化点≥275℃、结焦值≥75wt%、喹啉不溶物≤5.0%；第二步、浸浆：将调配好的碳化浆液投入到HL1500立式浸浆机的浸浆槽内，高硅氧玻璃纤维模纱网布经过导向辊线速度为6m/min进入浸浆槽内，浸浆时间45s，经过挤胶辊，使碳化浆液均匀地浸渍陕西华特新材网孔尺寸为2.5×2.5mm,宽度为92cm,组织为模纱的BNT2×2-92M高硅氧玻璃纤维模纱网布，高硅氧玻璃纤维模纱网布的成分为SiO2≥96%的钠硼硅酸盐玻璃纤维，所述高硅氧玻璃纤维模纱网布为单位面积质量328g/m2，网孔径2.5mm，孔隙率45%，然后连续地通过热烘道干燥，其中进、出口温度为60℃，中部为80℃，顶部温度为130℃，然后在4.15×10-2m/s空气流量下，以0.3℃/min的升温速率升至350℃，保持恒温100min进行不熔化处理；第三步、碳化：将不熔化处理后的高硅氧玻璃纤维模纱网布的预氧化丝放到碳化炉中，将炉管密封、抽真空，用氮气置换后改为常压，继续通入氮气，然后设定升温程序，进行碳化处理。具体碳化条件为:碳化升温速率为5℃/min，碳化温度在1200℃，保温时间60min后得到炭化铁水过滤网。
将实施例1~3制备的铁水过滤网进行性能测试，测试结果见表1
表1各实施例1~3制备的铁水过滤网过滤网的性能测试结果
| 项目 | 工作温度℃ | 1600℃持续工作时间min | 1450℃持续工作时间min | 刚度gf/cm | 发气量cm3/g | 耐高温铁水冲刷性能kg/cm2 | 常温强度kgf/4根 |
| 实施例1 | 1450 | 9.7min | ＞10 | 11.9 | 32.3 | 7.1 | 12.1 |
| 实施例2 | 1450 | 9.5min | ＞10 | 12.3 | 31.3 | 7.2 | 12.2 |
| 实施例3 | 1450 | 9.4min | ＞10 | 12.1 | 32.1 | 6.9 | 12.1 |
注：检测参照QJ-999-1986铁水过滤网技术条件进行测试。
Claims (6)
1.一种炭化铁水过滤网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、配制碳化浆液：室温下，按重量份数计，将可纺沥青45~60份与有机稀释剂25~30份均匀混合得碳化浆液；第二步、浸浆：将调配好的碳化浆液投入到浸浆机的浸浆槽内，高硅氧玻璃纤维模纱网布经过导向辊线速度为3~9m/min进入浸浆槽内，经过挤胶辊，使碳化浆液均匀地浸渍高硅氧玻璃纤维模纱网布，然后连续地通过热烘道干燥，其中进、出口温度为30~60℃，中部为60~80℃，顶部温度为85~130℃，然后在4.15×10-2m/s空气流量下，以0.3℃/min的升温速率升至350℃，保持恒温100min进行不熔化处理；第三步、碳化：将不熔化处理后的高硅氧玻璃纤维模纱网布的预氧化丝放到碳化炉中，将炉管密封、抽真空，用氮气置换后改为常压，继续通入氮气，然后设定升温程序，进行碳化处理；具体碳化条件为:碳化升温速率为2~5℃/min，碳化温度在900-1200℃，保温时间60-120min后得到炭化铁水过滤网。
2.根据权利要求1所述的一种炭化铁水过滤网的制备方法，其特征在于，所述第二步的高硅氧玻璃纤维模纱网布的成分为SiO2≥96%的钠硼硅酸盐玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的一种炭化铁水过滤网的制备方法，其特征在于，所述高硅氧玻璃纤维模纱网布为单位面积质量328~528g/m2，网孔径1.5~2.5mm，孔隙率40%~45%。
4.根据权利要求1所述的一种炭化铁水过滤网的制备方法，其特征在于，所述第一步软化点≥275℃、结焦值≥75wt%、喹啉不溶物≤5.0%。
5.根据权利要求1所述的一种炭化铁水过滤网的制备方法，其特征在于，浸浆工艺为浸浆时间30~45s。
6.根据权利要求1所述的一种炭化铁水过滤网的制备方法，其特征在于，所述第一步有机稀释剂为二甲苯、环己酮的其中一种或多种的混合物。
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