CN101832709A - 感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空感应熔炼用的冷坩埚的结构设计和制作方法，尤其是具有单层管冷却通道的由简单元件拼装的冷坩埚的结构设计和制作方法。坩埚底与坩埚壁为分体结构，坩埚壁用结构简单的相同的坩埚片拼装组成，冷却通道采用蛇行单层管模式、整体冷却通道分解成若干蛇行单元。一个蛇行单元由单独的进口、出口和若干通道段组成。单元中，第一通道段经过一片坩埚片之后，弯转360度后进入第二通道段，然后从反方向经过下一坩埚片，依次推类，每一段的走向都沿着坩埚片的长度方向。一个蛇行单元包含的通道段的段数可以是1段、2段、3段等任意段数，最多等于坩埚片的总片数。由于冷却通道经过各坩埚片，所以坩埚片带有垂直于端面的内孔。

Description

感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚及其制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种真空感应熔炼用的冷坩埚的结构设计和制作方法，尤其是具有单层管冷却通道的由简单元件拼装的冷坩埚的结构设计和制作方法。

技术背景

真空感应熔炼技术属于先进的熔炼技术，它排除了熔炼过程中气氛和加热源对炉料的污染。但是，这种技术不能排除坩埚材料同炉料的反应。为了制备对纯度要求特别高的产品和熔炼活泼材料，上世纪末出现了更加先进的冷坩埚真空感应熔炼技术(以下简称为“感应冷坩埚技术”)——它用金属(大多为紫铜)坩埚代替陶瓷材料坩埚，并通过电磁场产生一定的悬浮熔炼效果，从而完全排除了坩埚材料的污染作用。为防止金属坩埚本身被熔化，这种坩埚必须用水或其它冷却剂冷却。

感应冷坩埚技术虽然有许多卓越的优点，但是这种技术至今还没有得到普遍推广，其原因之一是坩埚的结构相当复杂，技术难度大，制造费用高。这些结构方面的困难主要来源于三方面：

1)双层管水路(见图1和2)：冷坩埚用金属(主要是紫铜)制作，它主要由坩埚壁(01)和坩埚底(02)组成，坩埚又分瓣成许多坩埚片(03)。坩埚在高温下工作，所以它必须用冷却剂冷却。以往的冷坩埚采用双层管冷却通道：每一坩埚片中有一个很细、很长的孔(04)，每孔中还要有一根更细、更长的管(05)，它们分别作为进水管、回水管(06)。坩埚一般分10～20片，甚至更多。坩埚片的截面尺寸往往只有10～20毫米，甚至更小。在这样小的范围内要制作出这样的双层通道，其难度相当大。

2)单坩埚片循环(见图2)：每一片坩埚片(03)是一个独立的冷却通道系统——有独立的进水管、回水管。它们分别连接到进水水套和回水水套(07)，再由水套的总管路(08)接出炉体的外面。坩埚、水套管路密布，接口处空隙非常狭窄，在这样狭小的位置焊接大量接口，其难度非常大。

3)坩埚留出一部分位置不分瓣，如坩埚底(02)或坩埚底的一部分厚度，其目的是为了保持坩埚的整体性。这一方面不利于电磁场进入坩埚，另一方面使得制作坩埚不得不使用大块坯料，坩埚的内腔要从整体坯料中挖出，材料浪费极大。在大块坯料上加工大量坩埚瓣和进行密集焊接，加工难度大，容易出差错，而且一旦在某一局部发生差错就整体报废。

发明内容

为了简化感应冷坩埚技术中冷坩埚的结构和制作方法，本发明采用了一些新的设计原则。它们包括：坩埚底与坩埚壁为分体结构，坩埚壁用结构简单的相同的坩埚片拼装组成，冷却通道采用蛇行单层管模式、整体冷却通道分解成若干蛇行单元。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下几项措施：

1、坩埚的冷却通道按照单层管蛇行通道的形式设计(见图3)——通道(04)为单层管，冷却液由通道的一端进入，它顺着蛇行走向的通道依次经过各坩埚片(03)，再从另一端输出。

由于冷却通道经过各坩埚片(03)，所以坩埚片(03)带有垂直于端面的内孔(12)(见图4)，内孔是否贯通到端面，取决于型材的类型和拼接坩埚片的方法，对于内孔贯通到端面的坩埚片，采用小弯管(14)或小横管连接相邻坩埚片的端头(15)，从而将各内孔连通(见图5a)；而对于内孔未贯通到端面的坩埚片，则要在坩埚片上、下适当位置再各加工一横孔(16)，利用该横孔连通各内孔(见图5b)。

坩埚的全部冷却通道由若干蛇行单元组成。一个蛇行单元由单独的进口、出口和若干通道段组成。单元中，第一通道段经过一片坩埚片之后，弯转360度后进入第二通道段，然后从反方向经过下一坩埚片，依次推类，每一段的走向都沿着坩埚片的长度方向。一个蛇行单元包含的通道段的段数可以是1段、2段、3段等任意段数，最多等于坩埚片的总片数。为了保证冷却效果的均匀性，推荐以2～6段作为一个单元。

2、为了节省制作坩埚的材料，将坩埚底设计成与坩埚壁分体的结构。对于坩埚底(02)与坩埚壁(01)设计成分体结构的冷坩埚，当要求坩埚内底部炉料有良好熔化效果和悬浮效果时，其坩埚底应该有带斜度的内壁，而且坩埚底要分瓣。

对于坩埚底(02)与坩埚壁(01)设计成分体结构的冷坩埚，当对坩埚内底部炉料的熔化效果无严格要求时(例如，进行连铸、定向凝固等操作的冷坩埚)，坩埚底也可以不分瓣。这样的坩埚底可以直接用金属的型材(板、棒或其它型材)加工制作。

3、由于冷却通道采用了蛇行单元的形式，导水管的数量大幅度减少，所以坩埚壁和坩埚底的冷却通道通过冷却导管(06)接入炉体的总管(13)中。

坩埚壁、坩埚底、坩埚的冷却管路等元件用非铁磁性的金属材料制作，包括紫铜、黄铜和无磁不锈钢等。

本发明所述感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚具体实施方式包括制作坩埚壁、坩埚底和冷却通道连接：

1、制作坩埚壁的过程包括：

a.对金属型材(管、棒、板或其它型材)进行切割、加工、钻孔，得到截面形状、截面尺寸、坯料长度符合坩埚片要求、带有垂直于端面内孔(12)的若干坩埚片(03)(见图4)；

b.将进水管和回水管(以下统称导水管)(06)连接到作为冷却液进口和出口的坩埚片的端头(13)与内孔接通，以这两片坩埚片为一个坩埚片组的第一片和最后一片，依次拼接相邻的坩埚片，得到一个片数等于一个蛇行单元中通道段的段数的坩埚片组(18)(见图5a、5b、5c)；

c.在拼装坩埚片组的过程中要将坩埚片的内孔(12)连通成为密封的冷却通道，并要封死各坩埚片上无导水管的端头孔(17)。

有两种方法可以连通内孔：

一是用小弯管(14)或小横管连接相邻坩埚片的端头孔(15)，从而连通内孔(见图5a)；

二是利用在坩埚片中另外加工出来的横孔(16)连通内孔(见图5b)。对横孔的要求是：在坩埚片的每一端从内孔(12)出发通向侧面，两端的横孔指向相反。装有导水管的两片坩埚片只在无管的一端有这种横孔，二孔指向坩埚片相对的侧面。

连通相邻坩埚片的端头孔或横孔的方法包括焊接或机械密封等方法(参见图6.a～6.d)。为此，需要加工出适合焊接或机械密封的孔口结构和端头形状，有时还需要加工出配合焊接或机械密封的连接件(19、20、21)。坩埚片同导水管的结合方法，以及封死不需要的孔洞开口的方法，与结合端头孔、横孔的方法相似(见图6.a～6.d)。建议导水管同坩埚片之间采用机械密封结合，这样，拆卸坩埚进行清理和维修比较方便。

在制作坩埚片时，还应该加工出一些装配用零件，如档片、台阶等(26)，以便于用装配件(22、23、24、25)组装坩埚时使用。

c.最后，将若干坩埚片组进行组装，得到整体的坩埚壁(02)(见图5c)。

2、坩埚底的制作方法包括：

先从金属型材(板、棒，或其它型材)加工出坩埚底的整体形状，然后再分割成片状的坩埚底的小瓣(下文称其为“坩埚底小片(27)”)；也可以直接用小尺寸的金属料加工得到坩埚底小片。

在坩埚底中制作冷却通道(04)的方式与在坩埚壁中相似：在坩埚底小片(27)的坯料片中做出沿小片长度方向的孔洞，然后在把小片拼接成整体坩埚底的过程中，使相邻小片的孔洞首尾相连，封住不需要的孔洞开口，再连接导水管。

更简单的方法是将蛇行走向或螺旋走向的金属冷却管(10)焊接到坩埚底(02)的下表面，蛇行管道的走向可以沿着坩埚底小片的长度方向，也可以同它们交叉。

坩埚底需要的冷却通道单元较少，一般只用一、两个单元。

本发明的有益效果包括：

1)简化了坩埚结构

单管冷却通道比双层管结构简单得多，由于冷坩埚的坩埚壁和坩埚底都是由大量冷却通道组成，所以，这种简化有特别显著的效果；

用少数蛇行单元的冷却通道结构代替大量单个坩埚片的独立冷却通道结构，大幅度减少了连接坩埚和水套的导管的数量，从而进一步简化了坩埚和水套的结构，甚至可以取消水套。

2)降低了制作难度

传统冷坩埚的制作是对大坯料进行的复杂、繁复、高难度的加工和焊接，而本发明把这个过程改变为对结构简单的小元件进行重复加工，然后进行拼装的过程。

由于结构简单，接口数减少，接口处的空隙增大，所以，接口处的结合操作的难度大大降低，而且可以用机械密封连接代替焊接。

3)减低了制造成本

坩埚壁与坩埚底的分体结构和坩埚壁用简单元件拼装，这两个措施提高了材料利用率；

用简单小元件重复加工代替对大坯料进行的复杂加工，加工难度大大降低，节省了加工费；

4)提高了运行安全性

冷坩埚在高温下工作，所以冷却问题至关重要。在传统冷坩埚的情况下，双层管的冷却通道狭窄，容易发生水垢或杂物堵塞事故；此外，传统坩埚的焊点多，焊接困难，还容易出现焊口泄漏事故。一旦发生这些事故，后果非常严重。

本发明的单管通道为冷却液提供了通畅的通道，而且接口处结合工作的难度小，接口的可靠性高，所以不容易发生故障。

5)减轻了维护和修复难度

以往的冷坩埚在制造完成之后就几乎无法拆解，所以，在使用之后很难对坩埚彻底清理。本发明中分体结构的冷坩埚，特别是采用机械密封连接的坩埚，其一般的清理和修复只要拆卸坩埚底即可。当需要彻底清理或发生严重故障时，坩埚壁或坩埚底可以比较容易地被完全拆解，然后可以对坩埚的每一片进行清理，或更换损坏的坩埚片或坩埚底小片，组装过程也比较简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1，传统双层管冷却通道的冷坩埚的结构的示意图。

图2，传统冷坩埚的水路结构示意图。

图3，坩埚壁冷却通道的一个蛇行单元的示意图。

图4，坩埚片坯料结构示意图。

图5a，用小弯管连接坩埚片的示意图。

图5b，用横管连接坩埚片的示意图。

图5c，用坩埚片组装坩埚壁的示意图。

图6a，借助焊接小弯管组合坩埚片的示意图。

图6b，用小弯管机械密封的方式组合坩埚片的示意图。

图6c，用横管焊接的方式组合坩埚片的示意图。

图6d，用横管机械密封的方式组合坩埚片的示意图。

图7a，实施例三坩埚片的形状示意图。

图7b，实施例三坩埚与水套连结的示意图。

图7c，实施例三坩埚底下端面示意图。

图8a，实施例四坩埚片的形状示意图。

图8b，实施例四坩埚与水套连结的示意图。

图8c，实施例四坩埚底下端面示意图。

图8d，实施例四坩埚底下端面冷却通道示意图。

图9a，实施例五为矩形截面坩埚片用小横管拼接坩埚片的示意图。

图9b，实施例五为矩形截面坩埚片用横孔拼接坩埚片的示意图。

图9c，实施例五拼接完成的坩埚结构示意图。

图9d，实施例五拼接完成的坩埚结构冷却通道示意图。

在以上各图中，01.坩埚壁，02.坩埚底，03.坩埚片，04.片内冷却通道，05.内层冷却管，06.导水管(进水管和回水管)，07.水套，08.总水管，09.制作坩埚片的坯料，10.外通道模式的金冷却属管，11.坩埚下注口，12.坩埚片内孔，13.坩埚片端头，14.小弯管，15.端头，16.横孔，17.封死的孔口，18.坩埚片组，19.焊接连接件，20.密封连接件，21.封口片，22.绝缘材料环状装配件，23.片状装配件，24.装配螺钉，25.金属环状装配件，26.坩埚片端头的档片或台阶，27.坩埚底小片，28.拉杆，29.小横管，30.装配座板。

H表示坩埚高，S表示坩埚底面积，r₁表示水套的内径，r₂表示水套的外径，R表示坩埚的内径，s表示方形坩埚片的边长，t表示方形小横管的长度。

具体实施方式

实施例一，坩埚片带有小横孔，用横管焊接的方式组合：

坩埚为圆截面，内通道模式，分18瓣，用焊接的方式通过横孔拼装，坩埚壁同坩埚底呈一体化结构，坩埚底(02)内壁呈圆锥形，底面为平面。

坩埚片的坯料从紫铜厚板上切割产生，共计18片，它们包括了坩埚底(02)的形状。从坩埚片的底面向上钻出深孔(12)，深孔的上端离坩埚片的上端面的距离为20mm左右。按照图5b、d和图6c指示的方式继续加工和组装坩埚片：对于以6片为一组的坩埚片，对其中两片在其无端头孔的一端加工一个横孔(16)，对其余4片在其每一端都加工出一个横孔。每个横孔都从内孔通向侧面，两端的横孔在相反方向，在只有一个横孔的两片坩埚片上，横孔则是分别指向相对的侧面；将端头孔和横孔的孔口加工出适合焊接的结构，在坩埚片有横孔的端头的侧面切除2mm的厚度；加工出5个焊接连接(19)管和4个封口片(21)；将导水管(06)焊接到只有一个横孔的坩埚片的端头孔上，借助封口片焊死其它坩埚片的端头孔；将装有导水管的两片坩埚片分别作为第一片和第六片，借助端头处由于切除2mm厚度所形成的空隙和焊接连接管，依次焊死相邻的坩埚片的横孔，得到由6片坩埚片组成的坩埚片组(18)；将3个坩埚片组围拢成一个圆筒，上端面用用开口的紫铜环片固定，底面用环氧树脂环(25)加固，得到整体坩埚(01)。

在此例中，坩埚片(03)中的内孔组成了蛇行冷却通道：一个坩埚片组的冷却通道是一个蛇行单元，它由进水管、回水管和6段通道段组成，共计有3个蛇行单元。坩埚底依靠向坩埚壁的热传导冷却，不另设冷却通道。

实施例二，坩埚片带有小横孔，用机械密封的方式通过横孔拼装：

坩埚圆截面，内通道模式，坩埚壁分16瓣，坩埚底为分体结构，按辐射方向分为8瓣，无下注口，上表面为圆锥面，下表面是平面。

坩埚壁制作：

1)制作坩埚片：矩形截面的紫铜棒按照图4所示的方式裁截，坩埚片坯料的长度等于坩埚壁高度，共计16片。在每一片坩埚片的下端头的内壁焊接一个台阶，用于安装坩埚底。从坩埚片的底面向上钻出深孔，深孔的上端离坩埚片的上端面的距离为20mm左右。

2)拼装准备：按照图5b和图6d所示的方法，为拼装坩埚片加工连接件和它们的结合部位：

a.对于以4片为一组的坩埚片(03)，加工出3个密封连接管(20)和2个封口片(21)；

b.对其中两片坩埚片在其无端头孔的一端各加工一个横孔(16)，将另一端的端头孔加工出适合密封结合的结构，将导水管(06)结合到这些端头孔上(15)；

c.对另两片坩埚片在其每一端都加工出一个具有密封结合结构的横孔(16)，借助封口片(21)焊死它们的端头孔(17)；

(每个横孔(16)都从内孔通向侧面，两端的横孔在相反方向，在装有导水管(06)的两片坩埚片上，横孔则是分别指向相对的侧面。)

3)拼装坩埚片组：将装有导水管(06)的两片坩埚片(03)分别作为第一片和第四片，借助密封连接管(20)和真空垫圈，依次结合相邻的坩埚片的横孔(16)，得到由4片坩埚片组成的坩埚片组(18)；

4)组装坩埚壁：将4个坩埚片组围拢成一个圆筒，在坩埚壁(01)的上端面，用装配件(23)小片结合相邻坩埚片组的相邻坩埚片。

坩埚底制作：

将圆饼形的紫铜材料车削成一面呈圆锥面，另一面为平面的坯料，用线切割机将它从半径方向切成相同的8片，然后按照图8c的方式进行拼装坩埚底小片(27)和焊接蛇行冷却管(10)。

组装坩埚有两种方法：

一是用螺钉将坩埚底装配在由坩埚片的台阶所围成的台阶环的上端面或下端面；

二是在上述台阶环的下端面用装配件组装坩埚壁，把坩埚底座在台阶环的上端面。

在此例中，坩埚片中的内孔也组成了蛇行冷却通道，共计有4个蛇行单元，每个单元包括4片坩埚片。

实施例三，用机械密封的方式通过横孔拼装：

坩埚圆截面，内通道模式，坩埚壁分16瓣，。坩埚底为分体结构，按辐射方向分为8瓣，有下注口，圆锥筒形。

这些与实施例二的冷坩埚大体相同，但是在结构方面也有差别：a.坩埚底(02)直接装在坩埚壁(01)的下端面，所以坩埚片(03)的端头不加工台阶，但是这使导水管(06)只好从坩埚壁的外壁接出；b.坩埚壁的上端面用环氧树脂环(22)组装，所以，坩埚片的上端要加工出档片(26)。

坩埚壁制作过程：

1)制作坩埚片：除了裁截坯料时要在坩埚片的上端头留出组装坩埚所需要的档片(26)，以及不在下端头制作台阶之外，其它操作同实施例二。

2)拼装准备：仍然是按照图5b和图6d所示的方法进行。

a.对于以4片为一组的坩埚片(03)，加工出3个密封连接管(20)和4个封口片(21)；

b.对其中两片坩埚片，在其无端头孔的一端各加工一个从内孔通向侧面的横孔(16)，二孔的方向相反，在另一端加工出从内孔通向坩埚外壁的导水孔，孔口加工出适合密封结合的结构，将导水管(06)结合到这些导水孔上；

c.对另两片坩埚片在其每一端都加工出一个具有密封结合结构的横孔(16)；

(每个横孔都从内孔(12)通向侧面，两端的横孔在相反方向，在装有导水管的两片坩埚片上，横孔则是分别指向相对的侧面。)

d.借助封口片(21)焊死所有的端头孔(15)。

3)拼装坩埚片组：操作同实施例二。

4)组装坩埚壁：将4个坩埚片组围拢成一个圆筒，坩埚壁的上端面用用环氧树脂环(22)固定。组装后，坩埚片上端面的档片围成了一个档圈(26)，它可以遮挡坩埚中熔体对环氧树脂的幅照。

坩埚底(02)制作：

用冲压厚板、铸造或车削棒材等方法制作出圆锥形紫铜坩埚底的坯料。其中，车削的方法虽然简单，但是材料浪费地比较多。用线切割的方法将坩埚底圆锥筒的部分等分成8瓣，坩埚底边缘的圆环部分不切割。最后，将螺旋盘绕的冷却管(10)焊接在坩埚底(02)的下端面。

坩埚组装：

将坩埚壁(01)的下端面用螺钉固定在坩埚底(02)边缘的圆环上。

在此例中，坩埚片中的内孔也组成了蛇行冷却通道，共计有4个蛇行单元，每个单元包括4片坩埚片。冷却水套(07)在坩埚下方，4个蛇行单元的4支进水管接入进水水套，4支回水管接入回水水套。水套环上制作了切口，目的是不形成涡流回路。

实施例四，坩埚为分体结构的制作：

坩埚圆截面，内通道模式，坩埚壁分16瓣，按平行线方向分为6片，无下注口，上表面为“V形”面，下表面是平面(见图8a～8d)。

此坩埚最大的特点在于：每个蛇行通道只包含一个坩埚片，将16个坩埚片直接装在上、下水套之间就得到了整体坩埚，结构简单，制作容易。

先用紫铜管制作出16支坩埚片坯料，将坯料的两个端头车削成小管，得到两个如图8a所示形状的坩埚片(03)。

用不锈钢焊接出两个环形水套(07)，将坩埚片(03)逐一焊接在两个水套之间，使各坩埚片紧密地围绕成一个圆筒，使它们的两个端头管分别同两个水套连通。至此，坩埚壁(01)的制作就完成了(图8b)。

坩埚底(02)从紫铜棒截取，利用铣床加工使它形成“V形”的上表面和平面的下表面。用线切割将它平行底切成6片坩埚底小片(27)。然后，将装配片(23)固定在坩埚底的下端面上。

有两种方法制作坩埚底的冷却通道：

一种是外通道模式(图8c)——将蛇行的金属冷却管(10)焊接到坩埚底的下端面；

另一种是内通道模式(图8d)——在每片坩埚底小片中加工出内孔和横孔，然后利用与拼装坩埚片成为坩埚壁相似的方法，将坩埚底小片拼装成坩埚底，同时形成了蛇行冷却通道。

坩埚上方的水套的内径r₁必须略大于坩埚的内径R，下方水套的内径r’₁必须略小于R。坩埚底从坩埚的上方放入坩埚，座在下方水套的内缘上，可以用螺钉固定，也可以不固定(图8b)。

在这种坩埚中，冷却水从进水总管(08)进入进水水套(07)，然后分成16路经过坩埚片(03)的内孔进入回水水套，最后通过回水总管(08)排出炉外。

实施例五，矩形截面坩埚片用小横管拼接坩埚：

坩埚方截面，内通道模式，坩埚壁分24瓣。坩埚底为分体结构，不分瓣，上、下端面均为平面，由拉锭机构的拉杆支撑，可以移动，结构见图9a～9d。

坩埚壁用边长为s的紫铜方管制作，每6支为一组，共4组24支。

用方铜管拼接坩埚片组有两种方法：

第一种方法是用小横管拼接——

坯料除了铜管(图9a下)之外，还需要另外截取20支长度t略小于2s的短方铜管作为小横管(图9a上)，将它们的一个侧边切除，内孔的两端封死。

以6支铜管为一组。在第一支管(03)的下端口焊入导水管(06)，取第二支铜管与第一支对齐，将它们上端口的接缝焊死，用第一支小横管(29)将它切除侧边的一面盖在两个方管的上端口上，将接口的周边焊死(图9a)；取第三支铜管，将它与第二支铜管对齐，并将它们下端口的接逢焊死，焊接第二支小横管连通它们的下端口，依次类推。最后，将第五支小横管焊接在第五、第六支铜管的上端口，将第二支导水管焊入第六支铜管的下端口。最后将长度为6b，宽度为2b的两块铜板(30)分别焊在这一组坩埚片的两端，令它们露出端面的高度约等于b，作为装配用的底座。这样，一组坩埚片组(18)的拼装工作就完成了(图9c)。

第二种方法是用横孔拼接(图9b)——将第一、第二两支相邻方管(03)的上端头附近相邻接的侧边切除形成横孔(16)，将两个横孔的接口焊死，用长度略小于2b的小铜板盖(19)住这两管的上端口，再将小铜板与这横孔的接缝焊死。然后，在第二、第三支管的下端口，第三、第四支管的下端口制作横孔，依次类推，最后，把导水管焊入第一支方管和第六支方管的下端口。这样也制作了一个坩埚片组。

两种方法组装坩埚壁的方法相同：将四组坩埚片组围拢，在装配座板(30)上的固定装配片(23)，得到方截面的坩埚壁(01)(图9c)。

坩埚底(02)用正方形的铜板制作，下方是焊接的水套，导水管连接在水套下端面的正中，兼作拉锭机构的拉杆(28)(图9c)。

Claims (8)

1.感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚，其特征在于：坩埚壁由坩埚片拼装组成，坩埚底与坩埚壁为分体结构，冷却通道采用蛇行单层管模式、整体冷却通道分解成若干蛇行单元，一个蛇行单元由单独的进口、出口和若干通道段组成，坩埚壁和坩埚底的冷却通道通过冷却导管(06)接入炉体的总管(13)中。

2.根据权利要求1所述的感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚，其特征在于：在蛇行单元中，第一通道段经过一片坩埚片之后，弯转360度后进入第二通道段，然后从反方向经过下一坩埚片，依次推类，每一段的走向都沿着坩埚片的长度方向。

3.根据权利要求1所述的感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚，其特征在于：一个蛇行单元包含的通道段的段数最多等于坩埚片的总片数，优选2～6段作为一个单元。

4.根据权利要求1所述的感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚，其特征在于：坩埚片带有垂直于端面的内孔(12)，该内孔可以贯通到端面，也可以不贯通到端面。

5.感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚的制作方法，包括坩埚壁和坩埚底的制作及连接冷却通道，其特征在于：

a.对金属型材进行切割、加工、钻孔，得到截面形状、截面尺寸、坯料长度符合坩埚片要求、带有垂直于端面内孔(12)的若干坩埚片(03)；

b.将进水管和回水管(06)连接到作为冷却液进口和出口的坩埚片的端头(13)与内孔(12)接通，以这两片坩埚片为一个坩埚片组的第一片和最后一片，依次拼接相邻的坩埚片；

c.在拼装坩埚片组的过程中要将坩埚片的内孔(12)连通成为密封的冷却通道，并要封死各坩埚片上无导水管的端头孔。

6.根据权利要求5所述的感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚的制作方法，其特征在于：坩埚片的内孔(12)贯通到端面，用小弯管或小横管连接相邻坩埚片的端头，从而连通内孔(12)。

7.根据权利要求5所述的感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚的制作方法，其特征在于：坩埚片的内孔未贯通到端面，要在坩埚片上、下适当位置再各加工一横孔(16)，利用该横孔连通各内孔(12)。

8.根据权利要求5、6或7所述的感应熔炼用单水路拼装式冷坩埚，其特征在于：连通相邻坩埚片的端头孔或横孔的方法包括焊接或机械密封方法。

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