[發明專利]低徑向溫度梯度的冷坩堝真空感應熔煉定向凝固裝置

有效

• 申請號: 201611205715.6
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106807907B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李蔚晶
• 申請（專利權）人: 李蔚晶
• 主分類號: B22D11/11
• 分類號: B22D11/11;B22D11/059;B22D11/04
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

1.一種低徑向溫度梯度的冷坩堝真空感應熔煉定向凝固裝置，包括真空熔煉室、與真空熔煉室連通的定向凝固室、連續拉錠機構、感應電源、真空機組、冷卻系統、控制系統，其特征是：在真空熔煉室中裝備有水冷銅坩堝、環繞水冷銅坩堝的感應圈，以及連續加料機構；在定向凝固室中配備有結晶器、結晶單元、牽引結晶器并提供水路的拉桿，以及在結晶器下方的冷卻器；連續拉錠機構裝在定向凝固室的下面，向拉桿提供移動和轉動的動力；所述結晶單元是與水冷銅坩堝下口連通的管狀通道，其溫度控制在處理材料的凝固點附近，為處理材料提供凝固的環境，隨結晶器向下移動的液態材料，在經過結晶單元時完成凝固過程；處理材料的定向凝固的過程是：啟動感應電源向感應圈輸送超音頻電流，電流產生的電磁場使坩堝中的爐料實現懸浮熔煉；爐料完全熔化后，連續拉錠機構牽引拉桿并帶動結晶器向下移動，或者邊轉動邊移動；由結晶器承載的液態爐料隨之向下移動，液態爐料在經過結晶單元時凝固，在進入冷卻器后被進一步冷卻；同時，連續加料機構按照設定的速度加料，使坩堝中熔池的液面保持固定的高度，從而實現連續的定向凝固過程；

所述結晶單元使用冷坩堝向下延伸段的不開縫坩堝裙擺作為結晶管，所述不開縫坩堝裙擺是將水冷銅坩堝的坩堝壁向下延伸形成一段的坩堝裙擺，不開縫坩堝裙擺的上口內徑等于坩堝內徑，下口的內徑大于上口的內徑，上口的位置高于感應圈下口，不開縫坩堝裙擺設有加熱裝置。

2.根據權利要求1所述的低徑向溫度梯度的冷坩堝真空感應熔煉定向凝固裝置，其特征是：結晶器是可以移動的水冷紫銅圓盤，直徑小于或等于水冷銅坩堝的內徑；在熔煉過程中，結晶器部分或全部代替水冷銅坩堝底的位置承載著爐料和熔池，當它向下移動到坩堝的下方時，由于它的溫度較低，液態材料便從它的表面開始凝固。