[實用新型]定向結晶爐用隔熱裝置及具有其的定向結晶爐

有效

• 申請號: 201520924102.2
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN205200508U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 羅秀廣;朱洪賓;張麗
• 申請（專利權）人: 株洲中航動力精密鑄造有限公司
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所 43211
• 代理人: 胡亮

技術領域

本實用新型涉及精密鑄造領域，特別地，涉及一種定向結晶爐用隔熱裝置及具有其的定 向結晶爐。

背景技術

20世紀70年代中期，美、英、日等發達國家首先將定向柱晶葉片技術用于生產，由于消 除了橫向晶界，晶體沿特定方向生產，定向柱晶葉片與傳統的等軸晶葉片相比，能大幅度提 高性能、壽命以及使用溫度，已成為航空發動機研究和發展的重要方向。

目前，工業上用于生產定向柱晶葉片的最成熟、常用方法是快速凝固法(HRS)，即鑄型 移動法，該類型定向結晶爐被隔熱裝置(隔熱擋板)分成三個區域：加熱區、絕熱區、冷卻 區。隔熱擋板對于控制定向結晶過程是必不可少的，在很大程度上影響著軸向溫度梯度，進 而影響定向柱晶組織的好壞，對材質、結構和尺寸要求很高。

現有的隔熱擋板材質一般為石墨或是水泥石棉板，尺寸一般根據爐子需求定制。但由于 石墨、水泥石棉板導熱系數較大，加上隔熱擋板厚度設計不合理(厚度太薄則隔熱效果不好， 降低了溫度梯度，且會造成隔熱板強度不足，太厚則增大加熱區和冷卻區之間的距離，又變 相降低了溫度梯度)，導致隔熱效果不好，溫度梯度無法得到有效保證，定向柱晶組織不好； 此外，一旦模殼漏鋼時，鋼水容易與加熱器閉合形成短路，存在很大的安全隱患。

實用新型內容

本實用新型提供了一種定向結晶爐用隔熱裝置及具有其的定向結晶爐，以解決現有的隔 熱裝置隔熱效果差導致的軸向溫度梯度難以有效保證的技術問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

根據本實用新型的一個方面，提供一種定向結晶爐用隔熱裝置，位于定向結晶爐的保溫 裝置與冷卻裝置之間且套設于作為定向結晶鑄芯的定向模殼之外，用于沿定向模殼的軸向形 成絕熱區；隔熱裝置采用多晶莫來石纖維制成，且隔熱裝置整體呈圓環狀。

進一步地，隔熱裝置的上端面凸設有用于防止定向模殼外溢的液態金屬與定向結晶爐內 的加熱裝置接觸的環形凸臺，環形凸臺的厚度小于隔熱裝置沿徑向的厚度且環形凸臺位于隔 熱裝置的外壁面與內壁面之間。

進一步地，隔熱裝置的下端面內緣設有斜邊倒角。

進一步地，隔熱裝置沿其軸向的厚度為30～40mm。

根據本實用新型的另一方面，提供一種定向結晶爐，包括上述的定向結晶爐用隔熱裝置。

進一步地，定向結晶爐包括保溫裝置，保溫裝置內設置加熱裝置，保溫裝置的底端設有 隔熱擋板，隔熱擋板的下面間隔設置有冷卻裝置，作為定向結晶的鑄芯的定向模殼在加熱裝 置、隔熱擋板及冷卻裝置之間自由的上下運動，以實現定向結晶。

進一步地，保溫裝置采用雙層桶狀結構，包括位于內側的保溫內桶、位于外側的保溫外 桶，保溫外桶采用固體碳氈一體成型且套設于保溫內桶之外。

進一步地，加熱裝置包括位于保溫內桶內且沿其軸向間隔設置的上加熱器和下加熱器。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型定向結晶爐用隔熱裝置及具有其的定向結晶爐，通過采用多晶莫來石纖維制 成圓環狀的隔熱裝置，由于多晶莫來石纖維的導熱系數遠小于石墨或者水泥石棉板，使得該 隔熱裝置的隔熱效果好，有效提高了定向結晶爐的軸向溫度梯度，且隔熱擋板沿軸向的厚度 可減少以減小加熱區與冷卻區之間的距離，進一步提高軸向溫度梯度，進而提高了定向葉片 的晶粒度合格率。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優點。 下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性 實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是本實用新型優選實施例隔熱裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型優選實施例定向結晶爐的結構示意圖；

圖3是本發明優選實施例定向結晶過程示意圖。

附圖標記說明：

1、保溫裝置；

2、定向模殼；3、加熱裝置；4、冷卻裝置；5、隔熱裝置；

31、上加熱器；32、下加熱器；

51、環形凸臺；52、斜邊倒角；

6、液態金屬；7、固態金屬。

具體實施方式