Пенокерамические фильтры в фильтровании стали

Пенокерамический фильтр

М.В. Леонтиев — официальный представитель в Украине чешской компании LANIK, рассматривает технологии и материалы компании LANIK s.r.o. для фильтрации стали в процессе получения качественного стального литья.

http://on-v.com.ua

ФОП ЛЕОНТІЄВ Михайло Васильович (г. Киев, Украина) предлагает в области фильтрования стали следующие материалы и услуги:

  • Пенокерамические фильтры VUKOPOR® HTX, VUKOPOR® HT
  • Фильтрационные технологии «под заказ»
  • Фильтрационные формы
  • Вспомогательные изделия
  • Техническая помощь
  • Разработка литниковых систем с фильтром
  • Разработка фильтровальных ячеек

Пенокерамические фильтры VUKOPOR®

Пенокерамические фильтры VUKOPOR® изготавливаются из специально подобранных керамических материалов, которые обеспечивают их высокую жаропрочность и стабильность в процессе литья. Керамическое тело фильтра определяется трехмерной структурой взаимооткрытых пор,  образующих лабиринт. Этой структурой и собственно керамикой фильтра обуславливаются оптимальные условия для использования всех механизмов активной фильтрации с возможностью плавного заполнения формы.

http://on-v.com.ua

Уловленные включения внутри фильтра

Фильтры позволяют устранить из фильтруемого металла нежелательные включения, а также обеспечить ламинарный поток металла за фильтром, в результате чего происходит спокойное наполнение формы без риска ее эрозии. Кроме того, обеспечиваются условия, препятствующие вторичной оксидации металла.

http://on-v.com.ua

Потоки расплава в процессе литья. Голубой цвет – ламинарный поток за фильтром

 

VUKOPOR® HTX

http://on-v.com.uaПенокерамические фильтры VUKOPOR® HTX  предназначены для фильтрования стальных сплавов при температуре до 1700°C. Кроме того, они также успешно применяются и для фильтрования серого и высокопрочного чугуна, в частности при сложных технологиях литья крупных отливок. Уникальная теплопроводность фильтров вместе с их небольшим весом  обеспечивают быстрый прогрев фильтра (priming). Керамический материал фильтров хорошо поддается механической обработке, что обеспечивает нежелательный износ инструментов в процессе удаления фильтра из застывшей литниковой системы.

Фильтры с успехом применяются в тех случаях, где нельзя применить изделия из оксида циркония (риск ограничения прохождения металла или его полное «замерзание»), прежде всего при прямом литье на фильтр. Фильтры VUKOPOR® HTX менее пригодны для фильтрования низкоуглеродистых стальных сплавов (содержание углерода ниже 0,16 %), т.к. в этом случае изделие может служить дополнительным источником углерода.

http://on-v.com.uaOсновные характеристики фильтра пористостью 10 ppi:

  • базовая составляющая — углерод
  • фильтровальный ресурс до 4 kg/cm2
  • скорость фильтрования  0,08-0,14 kg/cm2/s

Преимущества:

  • низкая теплоемкость —> быстрый прогрев
  • низкая плотность —> всплытие фильтра после литья (прямое литье)
  • высокая тепловая и химическая стойкость
  • высокая скорость фильтрования

Недостатки:

  • углеродная основа —> риск науглероживания низкоуглеродистых сталей, нельзя подогревать в кислой среде (напр. в печи обжига).

VUKOPOR® HT

http://on-v.com.uaПенокерамические фильтры VUKOPOR® HT предназначены для фильтрования стальных сплавов при температуре до 1700°C. Изделия предназначаются для гравитационного литья в песчаные и керамические формы, для точного литья по выплавляемым восковым моделям, а также для других технологий при литье низкоуглеродистых сталей. Это определяется их высокой химической чистотой, механической прочностью стойкостью к тепловым шокам.

Основные характеристики фильтра пористостью 10 ppi:

  • базовая составляющая – оксид циркония
  • фильтровальный ресурс до 3,5 kg/cm2
  • скорость фильтрования  0,08-0,12 kg/cm2/s

http://on-v.com.uaПреимущества:

  • высокая механическая прочность —> удобные к применению (нар. обжиг оболочек)
  • высокая химическая чистота —> для отливок из низкоуглеродистых сталей

Недостатки:

  • высокая теплоемкость —> медленный прогрев  —> риск «замерзания» металла
  • высокая объемная плотность и твердость керамики —> риск быстрого расходования режущих инструментов при удалении фильтра из застывшей литниковой системы

Способы размещения фильтров

В распределительных каналах литниковой системы

http://on-v.com.ua

Таблица 1. Отношения сечений элементов литниковой системы

Sстояк Sфильтр Sканал Sпитатель
1 4-6 1,15 1,3
http://on-v.com.ua

Рисунок к таблице 1.

Примеры размещения фильтров в распределительном канале:

http://on-v.com.ua Вертикальная установка фильтра

Вертикальная установка фильтра

Горизонтальная установка фильтра http://on-v.com.ua

Горизонтальная установка фильтра

Установка фильтра под углом. http://on-v.com.ua

Установка фильтра под углом

В экзотермической воронке-прибыли (прямое литье на фильтр)

Экзотермическая воронка-прибыль. http://on-v.com.uaПреимущества:

  • полностью исключается литниковая система —> выход годного до 90%
  • спокойное заполнение формы —> исключается эрозия формы
  • короткий путь прохождения металла
  • улавливание нежелательных включений в металле
  • экзотермическая прибыль

 

Примеры использования экзотермических прибылей:

 

Примеры использования экзотермических прибылей. http://on-v.com.ua

 

Экзотермическая воронка-прибыль Faprosid 25B

Изделие является комбинацией литейной воронки и экзотермической прибыли, и применяется для прямого литья через пенокерамический фильтр (система прямоточной заливки через экзотермическую прибыль). В воронку вставляется пенокерамический фильтр VUKOPOR HTX специальной формы с частично скошенной боковой поверхностью. Размеры воронки и фильтра зависят от количества металла для фильтрования и от скорости литья.  После окончания заливки фильтр всплывает на поверхность расплава и легко удаляется.

Faprosid 25B. http://on-v.com.ua

Таблица 2. Размеры экзотермических воронок-прибылей

Тип D d D1 d1 H T Объем Модуль
мм мм мм мм мм мм дм3 см
TXS0 59 50 25 16 75 3 0,13 1,3
TX0 60 50 35 25 98 3 0,18 1,5
TX05 70 60 40 30 98 3 0,25 1,8
TX1 85 75 47 37 98 3 0,40 2,1
TX2 97 85 58 46 98 4 0,47 2,3
TX2R 100 87 56 43 149 4 0,79 2,5
TX3 108 95 60 47 152 4 0,92 2,8
TX4 134 120 74 60 149 4 1,39 3,2
TX4/5 164 149 85 70 165 5 2,46 3,5
TX5 166 149 87 70 195 5 2,98 3,8
TX5/6 192 175 103 86 200 5 3,95 4,2
TX6 195 175 106 86 245 5 5,03 4,6
TX7 219 198 119 98 246 5 6,42 5,0
TX8 238 216 132 110 243 5 7,92 5,4
TX9 277 252 149 124 300 6 12,12 6,1
TX10 327 300 176 150 300 6 17,03 6,9
TX11 382 355 202 175 300 6 22,51 7,6

Пример 1: Повышение выхода годного за счет применения экзотермической прибыли,   фильтра и холодильников

Отливка: корпус коробки передач грузового автомобиля.
Материал: низколегированная марганцевая сталь.

Прямое литье на фильтр. http://on-v.com.ua

Пример 2: Повышение выхода годного за счет экзотермической прибыли и фильтров

Отливка: мелющая плита
Материал: марганцевая сталь

Старая технология: заполнение формы снизу через шамотовую воронку с литником, экзотермические воронки 2 шт., без фильтров

m=135 kg
Y= 65 %

Новая технология: прямое литье на фильтр, экзотермические воронки 2 шт., фильтр Vukopor HTX 1 шт.

m=115 kg
Y= 74 %

Прямое литье на фильтр, пример 2 

Преимущества:

  • Повышение выхода годного на 9%
  • Улучшение качества отливки – исключение нежелательных примесей.
  • Уменьшение затрат на финальную обработку.
  • Исключение шамотных воронок.

В фильтрационной карусели или фильтрационной решетке

Преимущества:

  • возможность фильтрования при литье тяжелых отливок;
  • агрегатная система, простота подключения к литейной системе;
  • минимизация риска разрушения фильтра;
  • увеличение фильтровального ресурса фильтров.

Конструкция этих фильтрационных форм основывается на том, что изделия состоят из двух половин (нижней и верхней), а внутри их размещаются пенокерамические фильтры, количество и размер которых зависят от количества фильтруемого металла.

Такие фильтрационные технологии используются при литье стальных или чугунных отливок большого веса, где в качестве литниковой системы используются шамотные литейные формы. Фильтрационная карусель или решетка присоединяется к шамотной литниковой системе, оставаясь при этом закрытыми, а соответственно чистыми внутри.

Фильтровальная карусель. http://on-v.com.ua

Фильтровальная карусель

Фильтровальная решетка

Фильтровальная решетка

Автор

Леонтиев Михаил Васильевич, т./ф.: +38 (044) 362-75-71, т. (моб.): +38 (050) 334-10-97, e-mail: leontiyev@ukr.net

Статьи по теме