[實用新型]水冷銅坩堝

有效

• 申請號: 201720697055.1
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN207050439U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 劉源;張恒;王乃娟;徐從華
• 申請（專利權）人: 河北清華發展研究院
• 主分類號: F27B14/10
• 分類號: F27B14/10;F27D9/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司11606
• 代理人: 王賽

技術領域

本實用新型涉及難熔金屬及其合金材料的磁感應熔煉技術領域，特別是涉及水冷銅坩堝。

背景技術

熔點高于1650℃并有一定儲量的金屬(鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦)稱為難熔金屬。以這些金屬為基體，添加其他元素形成的合金稱為難熔金屬合金。這些金屬及其合金在航空、航天兵器等領域有重要的應用。

懸浮熔煉技術又被稱為冷坩堝真空熔煉技術。懸浮熔煉技術可以利用電磁懸浮力，使金屬溶池在坩堝中呈懸浮或準懸浮狀態，排除溶池與坩堝的相互作用，避免坩堝內壁的污染和坩堝內壁引起的異質形核。而在熔煉高熔點金屬和金屬合金時，坩堝的底部往往容易燒損，造成設備的損壞，增加維護成本。

實用新型內容

基于此，有必要提供一種水冷銅坩堝，解決熔煉過程中坩堝底部容易燒損的問題。

一種水冷銅坩堝，包括坩堝本體及冷卻水循環系統，所述坩堝本體包括分體成型的筒狀側壁及圓柱形底壁，所述冷卻水循環系統包括相互獨立的側壁冷卻水循環系統及底壁冷卻水循環系統，所述底壁冷卻水循環系統包括位于所述底壁下方的冷卻桿，所述冷卻桿內部包括第一進水管、第一出水管及集水腔，所述集水腔分別與所述第一進水管及所述第一出水管連接，并位于所述第一進水管及所述第一出水管的端部與所述底壁的底面之間。

在其中一個實施例中，所述第一出水管套設在所述第一進水管外部。

在其中一個實施例中，所述底壁包括6-9個銅塊單體，相鄰所述銅塊單體122之間形成軸向的供磁力線穿透的第一縫隙。

在其中一個實施例中，所述底壁冷卻水循環系統進一步包括獨立的位于每個所述銅塊單體內部的第二進水管及套設在所述第二進水管外側的第二出水管，所述第二進水管與所述第二出水管靠近所述側壁的端部相互連通，所述第二進水管與所述第一進水管連通，所述第二出水管與所述第一出水管連通。

在其中一個實施例中，所述側壁包括多個坩堝瓣，相鄰所述坩堝瓣之間形成徑向的供磁力線穿透的第二縫隙。

在其中一個實施例中，所述坩堝瓣的數量為24-30個。

在其中一個實施例中，在周向方向上所述第二縫隙的寬度為0.5mm，在軸向方向上所述第二縫隙的上端開始于所述側壁頂部，下端位于所述側壁底部上方。

在其中一個實施例中，所述側壁冷卻水循環系統包括獨立的位于每個所述坩堝瓣內部的第三出水管、套設在所述第三出水管外側的第三進水管以及位于坩堝瓣外部的第二進水口及第二出水口，所述第三出水管與所述第二出水口連通，所述第三進水管與所述第二進水口連通。

在其中一個實施例中，所述側壁冷卻水循環系統進一步包括冷卻水套，所述冷卻水套包括上部進水套及下部回水套，所述上部進水套用于連接所述第二進水口及所述第三進水管，所述下部回水套用于連接所述第二出水口及所述第三出水管。

在其中一個實施例中，所述側壁包括自上而下的第一側壁及與所述第一側壁相連接的第二側壁，所述第一側壁的內徑在軸向保持不變，所述第二側壁具有從上至下逐漸減小的內徑，所述底壁的直徑等于所述第二側壁的最小內徑。

在其中一個實施例中，所述冷卻桿為與所述底壁等直徑的圓柱體，所述冷卻桿用于推動所述底壁在豎直方向上自由運動，能夠使所述底壁進入所述筒狀側壁內部。

底壁冷卻水循環系統與側壁冷卻水循環系統相互獨立。工作過程中，冷卻水經第一進水管到達集水腔，在集水腔內冷卻水與底壁底面接觸對底壁進行冷卻之后流經第一出水管排出。解決了熔煉過程中坩堝底部制冷不足的問題，提高了坩堝底部的冷卻能力，更為有效的保證水冷銅坩堝底部的冷卻效果。可用于具有高熔點金屬或合金，熔點約3500℃金屬的熔煉，避免熔煉超高熔點金屬或合金時坩堝底部因溫度過高而燒損。且側璧及底壁分體成型，一個部件的損壞不影響另一個部件的使用，可以大大降低設備的維護成本。

附圖說明

圖1為本實用新型水冷銅坩堝示意圖；

圖2為本實用新型水冷銅坩堝一個實施例的底壁冷卻水循環系統示意圖；

圖3為本實用新型水冷銅坩堝一個實施例中的底壁俯視圖；

圖4為圖3實施例中的底壁的主視圖；

圖5為本實用新型水冷銅坩堝另一個實施例中的底壁俯視圖；

圖6為圖5實施例中的底壁的主視圖；

圖7為本實用新型水冷銅坩堝懸浮熔煉難熔高熵合金鑄態組織結構圖；

圖8為本實用新型水冷銅坩堝懸浮熔煉高溫合金鑄態組織結構圖。

具體實施方式