CN112629257B - 一种坩埚打结模具及打结方法 - Google Patents

Abstract

一种坩埚打结模具，内圈模具的外部设有炉体壁，内圈模具与炉体壁之间设有外圈模具，在炉体壁与内圈模具之间的空间内填充氧化镁干打料一；内圈模具与外圈模具之间填充氧化镁干打料二；外圈模具与炉体壁之间的腔体中填充混合干打料；打结方法的步骤为：1）打结炉底，分批加入氧化镁干打料一，除气，振实并刮毛；2）炉壁打结；3）每完成三次的加料、夯实和打结，使用径向振动机在内圈模内对应位置上下振动；4）外圈模具与内圈模具的间隙均匀相等；5）内圈模具与外圈模具之间填充氧化镁干打料一，打结直到炉体壁顶部；6）用混合干打料封口；7）取出外圈模具完成坩埚打结；具有防止龟裂、缓冲高温应力，提高抗震稳定性的特点。

Description

一种坩埚打结模具及打结方法

技术领域

本发明属于冶金铸造技术领域，具体涉及一种坩埚打结模具及打结方法。

背景技术

普通高温合金真空感应炉熔炼坩埚在打结制作的过程中，坩埚上部和下部往往使用两种材料的干打料，由于两种材料本身的特性、收缩率不同，并且感应炉在生产活动中坩埚炉嘴附近的热涨冷缩、冷热交替变化，故坩埚常常在炉嘴处即两种材料的接缝处产生横向裂纹；原有坩埚打结模具设计与制作没有考虑干打料中水汽的排除，导致坩埚烧结内壁的质量时好时坏。感应炉坩埚内壁出现裂纹或者内壁质量烧结不好时不仅容易穿钢造成安全事故，而且裂纹处容易掉渣、掉块不利于冶金铸锭质量的提高。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种坩埚打结模具及打结方法，具有防止龟裂、缓冲高温应力，提高抗震稳定性的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种坩埚打结模具，包括有内圈模具和外圈模具，内圈模具的外部设有炉体壁，内圈模具与炉体壁之间设有外圈模具，在炉体壁与内圈模具之间的空间内填充有氧化镁干打料一；内圈模具与外圈模具之间的空间内填充氧化镁干打料二；外圈模具与炉体壁之间的腔体中填充混合干打料。

所述的外圈模具为一圆环状模具，外圈模具高度为内圈模具高度的三分之一，外圈模具设在内圈模具的外侧顶部三分之一的位置，外圈模具可重复性使用。

所述的内圈模具设有两个吊耳，两个吊耳分布在内圈模具内壁的顶部；外圈模具也设有两个吊耳，两个吊耳分布在外圈模具外壁的顶部。

所述的内圈模具为圆筒状带底的一次性模具，并且在四周均匀分布有排气孔，排气孔的直径大小为10mm，间距为100mm。

所述的打结坩埚用于高温合金的熔炼。

所述的外圈模具的壁厚为12mm，内圈模具的壁厚为10mm，外圈模具的直径比内模具的直径大200mm。

所述的氧化镁干打料一与氧化镁干打料二相同。

所述的混合干打料采用氧化镁与氧化铝，氧化镁与氧化铝配比为5：1。

所述的炉体壁中设有线圈，用于感应熔炼金属；炉底和炉壁四周使用的是氧化镁干打料。

一种坩埚打结模具的打结方法，包括以下步骤：

步骤1，进行炉底打结，其厚度为245~255mm，分批5~6次加入氧化镁干打料一；炉底每层每次加入40~50mm厚度的干打料一，每一层用钎子除气4~6遍，用立式振动器振实4~6遍并刮毛，确保层与层之间的结合紧实良好；

步骤2，打结炉壁，开始打结炉壁四周时，每批次在四周填充氧化镁干打料一厚度为30~40mm，并使用钢钎进行捣打、除气、夯实后，再进行下一层的填充、捣打夯实，每层氧化镁干打料上表面夯实后须做刮毛处理，如此重复直到打结至内圈模具的2/3位置处；

步骤3，每完成三次的加料、夯实和打结，使用径向振动机在内圈模内对应位置进行上下振动约8~10分钟；

步骤4，外圈模具与内圈模具的间隙均匀相等，距离为100±5mm、外圈模具的上沿与内圈模具平齐；

步骤5，内圈模具与外圈模具之间继续填充氧化镁干打料二，按照以上步骤2~步骤3进行打结，直到坩埚的顶部；

步骤6，内圈模具和外圈模具之间使用了氧化镁与氧化铝固定配比为5:1的混合干打料作为封口料，外圈模具外使用同样的捣打夯实打结的方法进行打结直至炉体壁的顶部；

步骤7，一边振动一边取出外圈模具，并用氧化镁干打料一填充处理缝隙，完成坩埚的打结。

本发明的有益效果是：

本发明由于在内圈模具上均匀分布有排气孔，保证坩埚在烧结的过程中水汽能够有效并且均匀规律进行排出，有助于坩埚内壁质量的提高；外圈模具与内圈模具顶部的配合使用，保证了坩埚的耐材内壁是由同一种材料打结而成，减少了坩埚内壁因材料过渡与变化产生的横向裂纹，在外层靠近坩埚炉嘴的位置使用了氧化镁基与氧化铝基固定配比的干打料，使得在高温下烧结生成尖晶石，其具有低热膨胀性能有效防止龟裂、缓冲高温应力，提高抗震稳定性，减少了坩埚炉嘴处在热涨冷缩的时候横向裂纹出现的风险，从而提高了坩埚打结制作的质量。在整个的打结过程中只使用了干打料进行打结的原理，消除了因湿打料的引入烧结时水汽大量排出引起坩埚内壁质量的缺陷与隐患。

本发明的一种新型的坩埚打结模具及打结方法，能有效的防止坩埚横向裂纹的产生，并且保证水汽坩埚在烧结的过程中有规律的排除，保证了坩埚烧结的质量，提高了坩埚的使用寿命，降低了生产成本，并且有助于冶金产品质量的提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-炉嘴，2-线圈，3-外圈模具，4-内圈模具，5-氧化镁干打料一，6-氧化镁干打料二，7-混合干打料，8-炉体壁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

一种坩埚打结模具，包括有内圈模具4和外圈模具3，内圈模具4的外部设有炉体壁8，内圈模具4与炉体壁8之间设有外圈模具3，在炉体壁8与内圈模具4之间的空间内填充有氧化镁干打料一5；内圈模具4与外圈模具3之间的空间内填充氧化镁干打料二6；外圈模具3与炉体壁8之间的腔体中填充混合干打料7。

所述的外圈模具3为一圆环状模具，外圈模具3高度为内圈模4具高度的三分之一，外圈模具3设在内圈模具4的外侧顶部三分之一的位置，外圈模具3可重复性使用。这样的结构可以保证坩埚顶部均匀稳定的完成打结，同时具有节约成本的优点。

所述的内圈模具4设有两个吊耳，两个吊耳分布在内圈模具4内壁的顶部；外圈模具3也设有两个吊耳，两个吊耳分布在外圈模具3外壁的顶部。这样的结构特点具有平衡吊装、容易配合安装的优点。

所述的内圈模具4为圆筒状带底的一次性模具，并且在四周均匀分布有排气孔，排气孔的直径大小为10mm，间距为100mm。这样的结构使得打结材料中的水气可以均匀的、稳定的排出的优点。

所述的打结坩埚用于高温合金的熔炼。

所述的外圈模具3的壁厚为12mm，内圈模具4的壁厚为10mm，外圈模具3的直径比内模具4的直径大200mm。这样的结构特点具结构稳定、不易变形的优点。

所述的氧化镁干打料一5与氧化镁干打料二6相同。

所述的混合干打料7采用氧化镁与氧化铝，氧化镁与氧化铝配比为5：1。这样的结构特点使得烧结后的材料内部组织结构更加稳定、不易产生裂纹的优点。

所述的炉体壁8中设有线圈2，用于感应熔炼金属；炉体壁8顶部设有炉嘴1。炉底和炉壁四周使用的是氧化镁基干打料。

本发明的结构工作原理是：

坩埚打结模具分为内圈模具4和外圈模具3，内圈模具4为圆筒状带底的一次性模具，并且在四周均匀分布有排气孔；外圈模具3为一圆环状模具，高度为内圈模具高度的三分之一，与内圈模具的顶部配合使用，并且可以重复性使用，两种模具在圆周对称方向设置有吊耳，内模具4吊耳在内则，外模具3吊耳在外侧。

在打结坩埚开始之前分批5~6次加入氧化镁干打料，进行炉衬底部的打结厚度约为250mm，以干打料层刚刚埋没漏钢检测探针的尺寸为准。炉底每层每次加入约50mm厚度的干打料，每一层用钎子除气4~6遍，用立式振动器振实4~6遍并刮毛，确保层与层之间的结合紧实良好，如此重复直到炉衬底部打结完成。

再将内圈模具4放置并居中，开始打结炉衬四周。每批次加料厚度约为30mm，在四周填充氧化镁干打料5，每次填充约30mm高度并使用钢钎进行捣打、除气、夯实后，再进行下一层的填充、捣打夯实。为确保每层干打料结合良好，每层干打料上表面夯实后须做刮毛处理，如此重复直到打结至内圈模具的2/3位置处，每完成3次的加料、夯实和打结，使用径向振动机在内圈模具4内对应位置进行上下振动约10分钟。此时再装配外圈模具3在顶部，并调整与内圈模具4的间隙均匀相等、上沿与内圈模具4平齐，继续在内圈模具与外圈模具之间继续填充氧化镁干打料6按照以上步骤进行打结直到坩埚的顶部。最后将氧化镁干打料与氧化铝干打料按照5:1的比例混合干打料7填充至外圈模具3外使用同样的捣打夯实打结的方法进行打结直至坩埚8的顶部。一边振动一边取出外模具3，并用氧化镁干打料5填充处理缝隙，完成坩埚的打结。

一种坩埚打结模具的打结方法，包括以下步骤：

步骤1，进行炉底打结，其厚度为245~255mm，分批5~6次加入氧化镁干打料一5；炉底每层每次加入40~50mm厚度的干打料一5，每一层用钎子除气4~6遍，用立式振动器振实4~6遍并刮毛，确保层与层之间的结合紧实良好；

步骤2，打结炉壁，开始打结炉壁四周时，每批次在四周填充氧化镁干打料一厚度为30~40mm，并使用钢钎进行捣打、除气、夯实后，再进行下一层的填充、捣打夯实，每层氧化镁干打料上表面夯实后须做刮毛处理，如此重复直到打结至内圈模具4的2/3位置处；

步骤3，每完成三次的加料、夯实和打结，使用径向振动机在内圈模4内对应位置进行上下振动8~10分钟；

步骤4，外圈模具3与内圈模具4的间隙均匀相等，距离为100±5mm、外圈模具3的上沿与内圈模具4平齐；

步骤5，内圈模具与外圈模具之间继续填充氧化镁干打料二6，按照以上步骤2~步骤3进行打结，直到坩埚8的顶部；

步骤6，内圈模具4和外圈模具3之间使用了氧化镁与氧化铝固定配比为5:1的混合干打料7作为封口料，外圈模具3外使用同样的捣打夯实打结的方法进行打结直至炉体壁8的顶部；

步骤7，一边振动一边取出外圈模具3，并用氧化镁干打料一5填充处理缝隙，完成坩埚的打结。

Claims (2)

1.一种坩埚打结模具，其特征在于，包括有内圈模具（4）和外圈模具（3），内圈模具（4）的外部设有炉体壁（8），内圈模具4与炉体壁（8）之间设有外圈模具（3），在炉体壁（8）与内圈模具（4）之间的空间内填充有氧化镁干打料一（5）；内圈模具（4）与外圈模具（3）之间的空间内填充氧化镁干打料二（6）；外圈模具（3）与炉体壁（8）之间的腔体中填充混合干打料（7）；

所述的外圈模具（3）为一圆环状模具，外圈模具（3）高度为内圈模（4）具高度的三分之一，外圈模具（3）设在内圈模具（4）的外侧顶部三分之一的位置，外圈模具（3）可重复性使用；

所述的内圈模具（4）设有两个吊耳，两个吊耳分布在内圈模具（4）内壁的顶部；外圈模具（3）也设有两个吊耳，两个吊耳分布在外圈模具（3）外壁的顶部；

所述的内圈模具（4）为圆筒状带底的一次性模具，并且在四周均匀分布有排气孔，排气孔的直径大小为10mm，间距为100mm；

所述的外圈模具（3）的壁厚为12mm，内圈模具（4）的壁厚为10mm，外圈模具（3）的直径比内模具（4）的直径大200mm；

所述的混合干打料（7）采用氧化镁与氧化铝，氧化镁与氧化铝配比为5：1；

所述的炉体壁（8）中设有线圈（2）;炉底和炉壁四周使用的是氧化镁干打料。

2.一种坩埚打结模具的打结方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，进行炉底打结，其厚度为245~255mm，分批5~6次加入氧化镁干打料一（5）；炉底每层每次加入40~50mm厚度的干打料一（5），每一层用钎子除气4~6遍，用立式振动器振实4~6遍并刮毛，确保层与层之间的结合紧实良好；

步骤2，打结炉壁，开始打结炉壁四周时，每批次在四周填充氧化镁干打料一厚度为30~40mm，并使用钢钎进行捣打、除气、夯实后，再进行下一层的填充、捣打夯实，每层氧化镁干打料上表面夯实后须做刮毛处理，如此重复直到打结至内圈模具（4）的2/3位置处；

步骤3，每完成三次的加料、夯实和打结，使用径向振动机在内圈模（4）内对应位置进行上下振动8~10分钟；

步骤4，外圈模具（3）与内圈模具（4）的间隙均匀相等，距离为100±5mm、外圈模具（3）的上沿与内圈模具（4）平齐；

步骤5，内圈模具与外圈模具之间继续填充氧化镁干打料二（6），按照以上步骤2~步骤3进行打结，直到坩埚（8）的顶部；

步骤6，内圈模具（4）和外圈模具（3）之间使用了氧化镁与氧化铝固定配比为5:1的混合干打料（7）作为封口料，外圈模具（3）外使用同样的捣打夯实打结的方法进行打结直至炉体壁（8）的顶部；

步骤7，一边振动一边取出外圈模具（3），并用氧化镁干打料一（5）填充处理缝隙，完成坩埚的打结。

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