CN113899209A - 一种双区感应高效加热的水冷坩埚 - Google Patents

一种双区感应高效加热的水冷坩埚 Download PDF

Info

Publication number
CN113899209A
CN113899209A CN202111151236.1A CN202111151236A CN113899209A CN 113899209 A CN113899209 A CN 113899209A CN 202111151236 A CN202111151236 A CN 202111151236A CN 113899209 A CN113899209 A CN 113899209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
crucible
water inlet
conical
water outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202111151236.1A
Other languages
English (en)
Inventor
刘国怀
李泽宇
王昭东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN202111151236.1A priority Critical patent/CN113899209A/zh
Publication of CN113899209A publication Critical patent/CN113899209A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/10—Crucibles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/14—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002—Cooling of furnaces
    • F27D2009/001—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas
    • F27D2009/0013—Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas the fluid being water

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

本发明属于真空热处理熔炼技术领域，涉及一种双区感应高效加热的水冷坩埚。采用双区感应加热，底部为锥形的水冷坩埚本体，顶部环形水冷系统布置，可以提高感应加热的高效性。所述的锥形坩埚本体由若干的偶数坩埚瓣组成每个坩埚瓣底部为锥形；本发明减小熔炼过程的中地坩埚底部的损坏程度，降低成本耗材，提高了冷却速度，在悬浮感应熔炼技术领域对活泼金属、难熔金属、超纯金属及其合金的制备具有重要意义。

Description

一种双区感应高效加热的水冷坩埚
技术领域
本发明属于真空热处理熔炼技术领域，涉及一种双区感应高效加热的水冷坩埚。
背景技术
真空悬浮感应熔炼技术是采用交变磁场产生的感应加热，对一些熔点较高的难熔金属在水冷坩埚内进行悬浮熔炼，可以获得纯度高、成分均匀的材料组织，同时在真空高温条件下水冷坩埚可排除坩埚材料对熔融金属材料的污染。
目前悬浮真空悬浮感应熔炼技术处在蓬勃发展阶段，有很多优势，但也有不足之处：由于水冷坩埚熔炼过程中存在大量的热交换，水冷循环过程中热损失比较大，坩埚下部无法加热，存在凝壳，无法有效消除的现象。故如何提高感应加热的高效性、减小水冷坩埚底部结构的损坏程度，降低成本耗材等都成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种双区感应高效加热的水冷坩埚结构，采用双区感应加热，底部为锥形的水冷坩埚本体，顶部环形水冷系统布置，可以提高感应加热的高效性。
本发明采用的技术方案如下：
一种双区感应高效加热的水冷坩埚，包括：双区感应加热线圈、锥形坩埚本体和水冷循环系统。
所述的双区感应加热线圈分为高频线圈区和低频线圈区，高频线圈区位于水冷坩埚的上部分，产生的高频磁场用于熔炼加热过程的处理，低频线圈区位于水冷坩埚的下部分，产生的低频磁场用于悬浮处理。
所述的锥形坩埚本体由若干的偶数坩埚瓣组成，采用12瓣、14瓣或16瓣等偶数瓣装配组合，每个坩埚瓣底部为锥形，锥度为45°；每个坩埚瓣上开进水口、出水口和水冷通道，所有的坩埚瓣装配一体，在上端布置进、出水管集管，然后分管连接到每个坩埚瓣上的进、出水口形成环形水冷循环系统。
坩埚的外表面采用玻璃丝布袋裹紧，坩埚上端布置进、出水管基管，然后分管连接到每个坩埚瓣上的进、出水口形成环形水冷循环系统；
进一步特征，坩埚的材质选用紫铜或者陶瓷。
本发明减小熔炼过程的中地坩埚底部的损坏程度，降低成本耗材，提高了冷却速度，在悬浮感应熔炼技术领域对活泼金属、难熔金属、超纯金属及其合金的制备具有重要意义。
附图说明
图1为双区感应水冷坩埚的轴测示意图。
图2为锥形水冷坩埚主视图。
图3为锥形水冷坩埚俯视图。
图4为锥形水冷坩埚水冷通道示意图。
图5为单个锥形坩埚瓣示意图。
图6为坩埚水冷连接结构示意图。
图中标记：1下端低频线圈；2上端高频线圈；3锥形水冷坩埚本体；4分水管支撑板座；5进水半环集管；6出水半环集管；7进水接口；8出水接口；9出水分管；10进水分管；11连接板；12板座支柱；13坩埚瓣缝隙；14锥形坩埚瓣；15锥形处水冷连通通道；16圆柱处进水或出水通道；17锥形坩埚瓣出水接口；18锥形坩埚瓣进水接口；19坩埚瓣锥形处出水通道；20坩埚瓣锥形处进水通道。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
一种双区感应高效加热的水冷坩埚结构，包括：下端低频线圈1；上端高频线圈2；锥形水冷坩埚本体3；分水管支撑板座4；进水半环集管5；出水半环集管6；进水接口7；出水接口8；出水分管9；进水分管10；连接板11；板座支柱12；坩埚瓣缝隙13；锥形坩埚瓣14；锥形处水冷连通通道15；圆柱处进水或出水通道16；锥形坩埚瓣出水接口17；锥形坩埚瓣进水接口18；坩埚瓣锥形处出水通道19；坩埚瓣锥形处进水通道20。
如附图1所示，将下端低频线圈1和上端高频线圈2安装在锥形水冷坩埚本体3上，其中下端低频线圈1缠绕成锥形线圈，与锥形水冷坩埚本体3的锥体部分相贴合；分水管支撑板座4上支撑起坩埚瓣上引出的所有出水分管9和进水分管10；进水半环集管5上面开通进水接口7，连接进水分管10；出水半环集管6上面开通出水接口8，连接出水分管9；两个进集水半环管5中间端部和两个出集水半环管6中间端部都通过连接板11用螺钉固定连接；板座支柱12支撑固定分水管支撑板座4，增加稳定程度。
如附图2所示，锥形坩埚瓣14的数量可采用12瓣，14瓣，16瓣等偶数瓣装配组合成锥形水冷坩埚本体3，其外表面采用玻璃丝布袋裹紧。下端低频线圈1和上端高频线圈2通电后产生的磁场可通过坩埚瓣缝隙13进入到坩埚内部，进行高效的感应加热。如图3和图4所示，每个锥形坩埚瓣14都加工出锥形处水冷连通通道15和圆柱处进水或出水通道16，可以实现从进水到出水的转换。同时出水分管9和进水分管10分别连接到锥形坩埚瓣出水接口17和锥形坩埚瓣进水接口18，单个锥形坩埚瓣如图5所示。水冷坩埚的水冷连接形式如图6所示，水流由进水接口7流入到进水半环集管5，分流到各个出水分管9，然后通过锥形坩埚瓣进水接口18流入到圆柱处进水或出水通道16和坩埚瓣锥形处进水通道20，流经锥形处水冷连通通道15后，从圆柱处进水或出水通道16和锥形坩埚瓣出水接口17流出，经过出水分管9后，汇集到出水半环集管6，从出水接口8流出，形成高效的水冷循环系统。

Claims (8)

1.一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，包括：双区感应加热线圈、锥形坩埚本体和水冷循环系统；所述的双区感应加热线圈分为高频线圈区和低频线圈区，高频线圈区位于水冷坩埚的上部分，产生的高频磁场用于熔炼加热过程的处理，低频线圈区位于水冷坩埚的下部分，产生的低频磁场用于悬浮处理；所述的锥形坩埚本体由若干的偶数坩埚瓣组成，每个坩埚瓣底部为锥形，锥度为45°；每个坩埚瓣上开进水口、出水口和水冷通道，所有的坩埚瓣装配一体，在上端布置进、出水管集管，然后分管连接到每个坩埚瓣上的进、出水口形成环形水冷循环系统；坩埚上端布置进、出水管基管，然后分管连接到每个坩埚瓣上的进、出水口形成环形水冷循环系统。
2.根据权利要求1所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，所述的偶数坩埚瓣是指12瓣、14瓣或16瓣坩埚瓣。
3.根据权利要求1或2所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，所述的坩埚外表面采用玻璃丝布袋裹紧。
4.根据权利要求1或2所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，下端低频线圈(1)和上端高频线圈(2)安装在锥形水冷坩埚本体(3)上；下端低频线圈(1)缠绕成锥形线圈，与锥形水冷坩埚本体(3)的锥体部分相贴合；分水管支撑板座(4)上支撑起坩埚瓣上引出的所有出水分管(9)和进水分管(10)；进水半环集管(5)上面开通进水接口(7)，连接进水分管(10)；出水半环集管(6)上面开通出水接口(8)，连接出水分管(9)；两个进集水半环管(5)中间端部和两个出集水半环管(6)中间端部都通过连接板(11)用螺钉固定连接；板座支柱(12)支撑固定分水管支撑板座(4)，增加稳定程度；
锥形坩埚瓣装配组合成锥形水冷坩埚本体(3)；下端低频线圈(1)和上端高频线圈(2)通电后产生的磁场通过坩埚瓣缝隙(13)进入到坩埚内部，进行高效的感应加热；
每个锥形坩埚瓣(14)都加工出锥形处水冷连通通道(15)和圆柱处进水或出水通道(16)，实现从进水到出水的转换；同时出水分管(9)和进水分管(10)分别连接到锥形坩埚瓣出水接口(17)和锥形坩埚瓣进水接口(18)；水流由进水接口(7)流入到进水半环集管(5)，分流到各个出水分管(9)，然后通过锥形坩埚瓣进水接口(18)流入到圆柱处进水或出水通道(16)和坩埚瓣锥形处进水通道(20)，流经锥形处水冷连通通道(15)后，从圆柱处进水或出水通道(16)和锥形坩埚瓣出水接口(17)流出，经过出水分管(9)后，汇集到出水半环集管(6)，从出水接口(8)流出，形成高效的水冷循环系统。
5.根据权利要求3所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，下端低频线圈(1)和上端高频线圈(2)安装在锥形水冷坩埚本体(3)上；下端低频线圈(1)缠绕成锥形线圈，与锥形水冷坩埚本体(3)的锥体部分相贴合；分水管支撑板座(4)上支撑起坩埚瓣上引出的所有出水分管(9)和进水分管(10)；进水半环集管(5)上面开通进水接口(7)，连接进水分管(10)；出水半环集管(6)上面开通出水接口(8)，连接出水分管(9)；两个进集水半环管(5)中间端部和两个出集水半环管(6)中间端部都通过连接板(11)用螺钉固定连接；板座支柱(12)支撑固定分水管支撑板座(4)，增加稳定程度；
锥形坩埚瓣装配组合成锥形水冷坩埚本体(3)；下端低频线圈(1)和上端高频线圈(2)通电后产生的磁场通过坩埚瓣缝隙(13)进入到坩埚内部，进行高效的感应加热；
每个锥形坩埚瓣(14)都加工出锥形处水冷连通通道(15)和圆柱处进水或出水通道(16)，实现从进水到出水的转换；同时出水分管(9)和进水分管(10)分别连接到锥形坩埚瓣出水接口(17)和锥形坩埚瓣进水接口(18)；水流由进水接口(7)流入到进水半环集管(5)，分流到各个出水分管(9)，然后通过锥形坩埚瓣进水接口(18)流入到圆柱处进水或出水通道(16)和坩埚瓣锥形处进水通道(20)，流经锥形处水冷连通通道(15)后，从圆柱处进水或出水通道(16)和锥形坩埚瓣出水接口(17)流出，经过出水分管(9)后，汇集到出水半环集管(6)，从出水接口(8)流出，形成高效的水冷循环系统。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，坩埚的材质选用紫铜或者陶瓷。
7.根据权利要求3所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，坩埚的材质选用紫铜或者陶瓷。
8.根据权利要求4所述的一种双区感应高效加热的水冷坩埚，其特征在于，坩埚的材质选用紫铜或者陶瓷。
CN202111151236.1A 2021-09-29 2021-09-29 一种双区感应高效加热的水冷坩埚 Withdrawn CN113899209A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111151236.1A CN113899209A (zh) 2021-09-29 2021-09-29 一种双区感应高效加热的水冷坩埚

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111151236.1A CN113899209A (zh) 2021-09-29 2021-09-29 一种双区感应高效加热的水冷坩埚

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113899209A true CN113899209A (zh) 2022-01-07

Family

ID=79189179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111151236.1A Withdrawn CN113899209A (zh) 2021-09-29 2021-09-29 一种双区感应高效加热的水冷坩埚

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113899209A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1267815A (zh) * 2000-03-16 2000-09-27 冶金工业部钢铁研究总院 悬浮熔炼水冷坩埚
CN205048973U (zh) * 2015-08-21 2016-02-24 中国核电工程有限公司 一种冷坩埚装置
CN206488623U (zh) * 2016-08-31 2017-09-12 沈阳真空技术研究所 金属感应熔炼的冷坩埚
CN212806505U (zh) * 2020-09-04 2021-03-26 合肥工业大学 一种熔点分级的合金熔炼装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1267815A (zh) * 2000-03-16 2000-09-27 冶金工业部钢铁研究总院 悬浮熔炼水冷坩埚
CN205048973U (zh) * 2015-08-21 2016-02-24 中国核电工程有限公司 一种冷坩埚装置
CN206488623U (zh) * 2016-08-31 2017-09-12 沈阳真空技术研究所 金属感应熔炼的冷坩埚
CN212806505U (zh) * 2020-09-04 2021-03-26 合肥工业大学 一种熔点分级的合金熔炼装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109883231B (zh) 一种新式结构分布的脉动管束熔融盐蓄热罐
CN105890359B (zh) 高熔点活性金属粉末制备用感应熔炼冷坩埚系统
CN109813106B (zh) 一种制备高活性材料的多功能熔炼炉
CN113899209A (zh) 一种双区感应高效加热的水冷坩埚
CN201317831Y (zh) 一种多晶硅双硅芯拉制装置
CN1136428C (zh) 悬浮熔炼水冷坩埚
CN201459233U (zh) 一种溅射靶材的冷却装置
CN212199119U (zh) 一种具有多向可调布风装置的干熄炉
CN212300042U (zh) 高效换热板片
CN109945716B (zh) 一种高温冷却器换热管束支撑装置
CN206916172U (zh) 短、直流式高炉风口
CN209584420U (zh) 一种多晶炉内载气导流装置
CN102383203A (zh) 纺丝箱用节能式纺丝模头
CN101658733B (zh) 高提浓闪蒸器
CN209658127U (zh) 便于安装的磁控管液冷套
CN212051514U (zh) 一种凸轮轴淬火用感应圈
CN207199797U (zh) 一种电池模组的节流装置
CN213932067U (zh) 一种矿热炉炉底冷却装置
CN207317587U (zh) 一种冷却机构
CN214095556U (zh) 一种烧结炉冷却装置
CN213932144U (zh) 一种冷却结构
CN210134183U (zh) 一种多晶铸锭炉
CN114672601A (zh) 集束式微孔径均匀导热冷却壁
CN220366732U (zh) 一种带分液功能的螺旋板式冷凝器
CN218290984U (zh) 一种高炉布风系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20220107