CN105066689A - 一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚 - Google Patents

Abstract

一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，包括坩埚与推板，所述坩埚、推板为相互垂直、同轴连接的一体式结构；所述坩埚的内部开设有同轴的坩埚腔，推板的内部开设有同轴的推板腔，所述坩埚腔的顶部与坩埚的顶部相平齐，坩埚腔的底部与推板腔的顶部相通，推板腔的底部位于坩埚的底部、推板的底部之间，优选坩埚、坩埚腔、推板、推板腔都是长方体，且坩埚、推板的制造材料均为石墨。本设计不仅能确保推板、坩埚受力时受力点均匀、不会引起错位以造成前后相拱等缺陷，而且能使坩埚与推板相接处无气层相隔，热传导效率高、使用寿命长、易成批制造。

Description

一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚

技术领域

本发明涉及一种隧道推板窑用生产工具，尤其涉及一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，具体适用于通过一体式结构确保推板、坩埚受力时受力点均匀，坩埚与推板相接处无气层相隔。

背景技术

传统隧道推板窑生产用的坩埚采用推板、坩埚分体式结构，推板正面采“凹”面结构，坩埚底面采用“凸”结构，推板与坩埚凹凸相扣，但在推板窑实际运行中，现有技术存在以下缺陷：

首先，推动时，分体式结构会造成推板、坩埚受力时受力点不均匀，引起错位造成前后相拱等问题，进而损坏窑体的耐火材料和造成窑内堵塞，增加了推板窑的维修率；

其次，坩埚与推板凹凸相接处有气层相隔，造成通过推板向坩埚内的热量传递较慢，热传导率较低，而且在生产的某个过程中会形成空气流通层，加大坩埚与推板的接触氧化面积，缩短推板和坩埚的使用寿命；

再次，坩埚采取圆柱体结构，在坩埚外围形成大量不可利用的面积，使坩埚内的有效使用容积大副减少。

中国专利，授权公告号为CN203216274U，授权公告日为2013年9月25日的实用新型专利公开了一种荧光粉生产窑炉用推板砖，该设计中推板砖上表面设置有四个与坩埚底部面积相适的圆孔以固定坩埚。虽然该设计通过增设的圆孔能增加坩埚在推进过程中的直立稳定性，能在一定程度上降低由于炉膛不平导致坩埚偏移发生的拱炉现象，但其仍旧为分体式结构，无法克服分体式结构所导致的推板、坩埚受力时受力点不均匀，坩埚与推板相接处有气层相隔的缺陷。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的推板、坩埚受力时受力点不均匀，坩埚与推板相接处有气层相隔的缺陷与问题，提供一种推板、坩埚受力时受力点均匀，坩埚与推板相接处无气层相隔的应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，包括坩埚与推板，所述坩埚的底部与推板的顶部相连接；

所述坩埚、推板为相互垂直、同轴连接的一体式结构；所述坩埚的内部开设有同轴的坩埚腔，推板的内部开设有同轴的推板腔，所述坩埚腔的顶部与坩埚的顶部相平齐，坩埚腔的底部与推板腔的顶部相通，推板腔的底部位于坩埚的底部、推板的底部之间。

所述坩埚、坩埚腔、推板、推板腔都是长方体，坩埚腔、推板腔的横截面的面积一致，坩埚的横截面面积大于推板腔的横截面面积，推板的横截面面积大于坩埚的横截面面积。

所述坩埚、坩埚腔之间的间距大于坩埚、推板之间的间距。

所述坩埚、坩埚腔之间的间距是坩埚、推板之间间距的两倍。

所述坩埚、推板的制造材料均为石墨。

所述石墨的属性为：密度大于1.70g/cm³，直径小于0.08mm的粉粒。

所述石墨的属性为：比电阻≤15Ω·mm²/m，抗拆强度≥180KG/cm²，含碳量≥99.99％，体积密度≥1.75g/cm²，抗压强度≥350KG/cm²，热膨胀系数≤1.6·10^－6/℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚中，坩埚、推板为相互垂直、同轴连接的一体式结构，在实际使用中的优点如下：首先，一体式结构能够确保坩埚、推板受力时受力点的均匀，有效避免了传统坩埚与推板之间因受力点不均匀引起错位造成的前后拱起堵塞窑炉的问题，减少了对窑体耐火材料的伤害，延长了推板窑的使用寿命；其次，一体式结构消除了坩埚、推板相接处的气层，不仅提高了热传导速度和热传导率，降低了生产所需能源的损耗，而且减少了坩埚与空气接触的面积，降低了坩埚氧化反应的几率，延长了坩埚的使用寿命；再次，一体式结构能使得本产品通过模具一次性成形生产，减化了坩埚生产流程，大大降低了制造难度。因此，本发明不仅能确保推板、坩埚受力时受力点均匀、不会引起错位以造成前后相拱等缺陷，而且能使坩埚与推板相接处无气层相隔，热传导效率高、使用寿命长、易成批制造。

2、本发明一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚中，坩埚、坩埚腔、推板、推板腔都是长方体，其中，就坩埚而言，与传统圆柱体的坩埚相比，在高度相同、且圆柱体直径与长方体长、宽相同的情况下，本设计中坩埚有效使用容积较传统坩埚增加26.9％以上，在单位时间和成本相同的情况下，有效提高了成品产出率，降低了生产成本。因此，本发明的单位利用率较高。

3、本发明一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚中，坩埚、推板的制造材料均为石墨，且对石墨的属性进行了限定，该种石墨在制作坩埚时，能有效降低生产中的石墨晶粒沉淀形成的间隙层，提高坩埚的硬度和抗氧化能力。因此，本发明的硬度较大，抗氧化能力较强。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是图1的纵向剖视图。

图中：坩埚1、坩埚腔11、推板2、推板腔21。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1–图2，一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，包括坩埚1与推板2，所述坩埚1的底部与推板2的顶部相连接；

所述坩埚1、推板2为相互垂直、同轴连接的一体式结构；所述坩埚1的内部开设有同轴的坩埚腔11，推板2的内部开设有同轴的推板腔21，所述坩埚腔11的顶部与坩埚1的顶部相平齐，坩埚腔11的底部与推板腔21的顶部相通，推板腔21的底部位于坩埚1的底部、推板2的底部之间。

所述坩埚1、坩埚腔11、推板2、推板腔21都是长方体，坩埚腔11、推板腔21的横截面的面积一致，坩埚1的横截面面积大于推板腔21的横截面面积，推板2的横截面面积大于坩埚1的横截面面积。

所述坩埚1、坩埚腔11之间的间距大于坩埚1、推板2之间的间距。

所述坩埚1、坩埚腔11之间的间距是坩埚1、推板2之间间距的两倍。

所述坩埚1、推板2的制造材料均为石墨。

所述石墨的属性为：密度大于1.70g/cm³，直径小于0.08mm的粉粒。

所述石墨的属性为：比电阻≤15Ω·mm²/m，抗拆强度≥180KG/cm²，含碳量≥99.99％，体积密度≥1.75g/cm²，抗压强度≥350KG/cm²，热膨胀系数≤1.6·10^－6/℃。

本发明的原理说明如下：

一、一体式结构：

本发明为克服现有技术中坩埚、推板凹凸相接的分体式结构的缺陷(受力不均匀易引起错位以导致前后拱起、凹凸相接处有气层相隔)，将坩埚、推板结合为一体，坩埚内开设的坩埚腔与推板内开设的推板腔相通，坩埚腔的顶部、底部均与坩埚的顶部、底部相平齐，同时，坩埚的底部与推板的顶部垂直连接，加上推板腔的顶部与推板的顶部相平齐，使得推板腔的顶部与坩埚腔的底部相通，且推板腔的底部高于推板的底部设置。一体式结构不仅能确保坩埚、推板在推动时受力均匀，避免引起错位，而且能消除坩埚、推板连接处的气层，利于提高热传导效率，并消除坩埚与推板的接触氧化面积，利于延长推板和坩埚的使用寿命。

此外，本设计强调推板横截面的面积大于坩埚的横截面的面积的原因在于：在隧道窑推动时，坩埚在推板的上方，主要承力点在推板上，这样能最大程度上避免坩埚受力被挤坏或挤破。

二、长方体结构：

本发明中的坩埚采用长方体结构，与传统圆柱体坩埚相比，在相同高度，及圆柱体直径与长方体长、宽相同的情况下，有效使用容积较传统坩埚增加26.9％以上，在单位时间和成本相同的情况下，有效提高了成品产出率，降低了生产成本。

例：当圆柱体坩埚内直径为310mm，高度为340mm时，通过圆柱体体积公式：V＝πr²h计算可得该坩埚有效容积为0.026m³；而当长方体坩埚内径长、宽、高为310mm、310mm、340mm时，通过长方体体积公式V＝abc计算可得该坩埚有效容积为0.033m³。

三、石墨制作：

本发明将坩埚、推板的制造材料限定为石墨，其属性为：密度大于1.70g/cm³，直径小于0.08mm的粉粒；进一步限定为：比电阻≤15Ω·mm²/m，抗拆强度≥180KG/cm²，含碳量≥99.99％，体积密度≥1.75g/cm²，抗压强度≥350KG/cm²，热膨胀系数≤1.6·10^－6/℃。该种石墨属于高纯石墨，具有良好的化学稳定性，具有耐腐蚀性、导热性好、渗透率低等优点，用其制作的坩埚具有高耐火性，低的热膨胀性，在熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时也稳定，高温下能保持良好的热震稳定性和优良的传导性。

实施例1：

参见图1–图2，一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，包括坩埚1与推板2，所述坩埚1、推板2为相互垂直、同轴连接的一体式结构，坩埚1的底部与推板2的顶部相连接；所述坩埚1的内部开设有同轴的坩埚腔11，推板2的内部开设有同轴的推板腔21，所述坩埚腔11的顶部与坩埚1的顶部相平齐，坩埚腔11的底部与推板腔21的顶部相通，推板腔21的底部位于坩埚1的底部、推板2的底部之间；

所述坩埚1、坩埚腔11、推板2、推板腔21都是长方体，坩埚腔11、推板腔21的横截面的面积一致，坩埚1的横截面面积大于推板腔21的横截面面积，推板2的横截面面积大于坩埚1的横截面面积，坩埚1、坩埚腔11之间的间距大于坩埚1、推板2之间的间距，且坩埚1、推板2的制造材料均为石墨。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述石墨的属性为：密度大于1.70g/cm³，直径小于0.08mm的粉粒，比电阻≤15Ω·mm²/m，抗拆强度≥180KG/cm²，含碳量≥99.99％，体积密度≥1.75g/cm²，抗压强度≥350KG/cm²，热膨胀系数≤1.6·10^－6/℃。

Claims (7)

1.一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，包括坩埚(1)与推板(2)，所述坩埚(1)的底部与推板(2)的顶部相连接，其特征在于：

所述坩埚(1)、推板(2)为相互垂直、同轴连接的一体式结构；所述坩埚(1)的内部开设有同轴的坩埚腔(11)，推板(2)的内部开设有同轴的推板腔(21)，所述坩埚腔(11)的顶部与坩埚(1)的顶部相平齐，坩埚腔(11)的底部与推板腔(21)的顶部相通，推板腔(21)的底部位于坩埚(1)的底部、推板(2)的底部之间。

2.根据权利要求1所述的一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，其特征在于：所述坩埚(1)、坩埚腔(11)、推板(2)、推板腔(21)都是长方体，坩埚腔(11)、推板腔(21)的横截面的面积一致，坩埚(1)的横截面面积大于推板腔(21)的横截面面积，推板(2)的横截面面积大于坩埚(1)的横截面面积。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，其特征在于：所述坩埚(1)、坩埚腔(11)之间的间距大于坩埚(1)、推板(2)之间的间距。

4.根据权利要求3所述的一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，其特征在于：所述坩埚(1)、坩埚腔(11)之间的间距是坩埚(1)、推板(2)之间间距的两倍。

5.根据权利要求1或2所述的一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，其特征在于：所述坩埚(1)、推板(2)的制造材料均为石墨。

6.根据权利要求5所述的一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，其特征在于：所述石墨的属性为：密度大于1.70g/cm³，直径小于0.08mm的粉粒。

7.根据权利要求6所述的一种应用于生产钒氮合金产品的连体石墨坩埚，其特征在于：所述石墨的属性为：比电阻≤15Ω·mm²/m，抗拆强度≥180KG/cm²，含碳量≥99.99％，体积密度≥1.75g/cm²，抗压强度≥350KG/cm²，热膨胀系数≤1.6·10^－6/℃。