CN204438768U - 一种非晶制带用复合坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非晶制带用复合坩埚，所述复合坩埚包括坩埚内芯、粘结层和坩埚外套，所述坩埚外套的内部尺寸与所述坩埚内芯的外部尺寸相一致，所述坩埚内芯的外部通过粘结层嵌入在所述坩埚外套的内部；所述坩埚内芯底部设有钢液流道内孔，所述坩埚外套底部与所述钢液流道内孔对应位置设有钢液流道外孔。本实用新型所述复合坩埚采用坩埚内芯和坩埚外套复合而成，使用时，坩埚内芯与钢液直接接触，不会发生侵蚀，不仅解决了现有石墨坩埚碳元素作为杂质进入钢液中的问题，保证了产品的质量，而且大大延长了复合坩埚的使用寿命，降低了生产成本，具有结构简单、耐高温、不易侵蚀、可反复使用优点。

Description

一种非晶制带用复合坩埚

技术领域

本实用新型涉及一种非晶制带用的坩埚，尤其是一种非晶制带用的复合坩埚。

背景技术

现有非晶带材的生产所采用的方式是通过将熔融状态下的钢液喷射到旋转的冷却辊上，冷却辊将钢液冷却成固态，从而形成连续的非晶带材。如图1和图2所示，坩埚2中装有钢液1，钢液1通过喷嘴3喷射到旋转的冷却辊上，使用时，通过将塞杆5插入或拔出水口4，控制坩埚2中钢液流道的关闭或打开。坩埚2的作用是在室温下装入适量的非晶生产用母合金，通过电磁感应至适合生产的熔融状态，钢液最终通过坩埚下部的钢液流道进入冷却辊，实现非晶带材的生产。然而，现有的坩埚2都是用石墨材料制成，在高温钢液的浸泡下易产生浸蚀缺陷，降低坩埚的整体强度，造成坩埚不能重复使用。这种石墨结构的坩埚存在以下缺点：生产过程需要反复更换坩埚，每次都需要与水口分离、打磨、重新粘贴、烘干等步骤，增加工人劳动量；生产单位重量的非晶产品，消耗的坩埚成本较高；石墨制坩埚在使用过程中遭到高温钢液的侵蚀，碳元素作为杂质进入钢液中，致使非晶产品的成分一致性降低。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有非晶制带用坩埚存在的易被高温钢液侵蚀、不能反复使用、成本较高的问题，提供一种结构简单、耐高温、不易侵蚀、可反复使用的非晶制带用复合坩埚。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括坩埚内芯、粘结层和坩埚外套，所述坩埚外套的内部尺寸与所述坩埚内芯的外部尺寸相一致，所述坩埚内芯的外部通过粘结层嵌入在所述坩埚外套的内部；所述坩埚内芯底部设有钢液流道内孔，所述坩埚外套底部与所述钢液流道内孔对应位置设有钢液流道外孔。

本实用新型所述复合坩埚，由坩埚内芯和坩埚外套复合而成，其中坩埚内芯可采用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制成，在高温钢液的浸泡下不易被侵蚀。所述坩埚内芯的外部设有坩埚外套，所述坩埚外套可采用石墨材料制成，所述坩埚外套在感应加热过程中自发热，使得所述复合坩埚内外均匀升温，复合坩埚中间到外部不会出现过大温差，从而在加热过程中，坩埚内芯不会发生破裂。

本实用新型发明人在现有石墨坩埚的基础上，经过研究发现，当采用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)直接做成完整的坩埚时，因为高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)无法承受热冲击，实际使用中，加热过程中坩埚内部由于紧挨着钢液，温度较高，而外部直接暴露在空气中，温度较低，内外的巨大温差会导致高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)的破裂。因此，本实用新型采用由高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制成的坩埚内芯和由石墨材料制成的坩埚外套复合而成，避免了坩埚在加热过程中发生破裂的问题。

作为上述技术方案的改进，所述钢液流道内孔与钢液流道外孔的尺寸大小相同。所述钢液流道内孔与所述钢液流道外孔的尺寸大小可以不同，但优选地，所述钢液流道内孔与钢液流道外孔的尺寸大小相同，当二者相同时，由于二者的位置相对应，因此钢液流道内孔和钢液流道外孔形成均匀的钢液流道结构，坩埚中的钢液能够更好的通过钢液流道结构进入冷却辊。

作为上述技术方案的改进，所述粘结层为耐温大于1000℃的高温胶水。所述粘结层位于所述坩埚内芯外部和坩埚外套内部之间，粘结层能够起到将坩埚内芯和坩埚外套更紧密贴合一起的作用。由于所述复合坩埚需要在高温下使用，因此粘结层需要耐温大于1000℃。

作为上述技术方案的改进，所述坩埚内芯的厚度为5-20mm。

作为上述技术方案的改进，所述坩埚内芯采用高温氧化物陶瓷材料制成。作为上述技术方案的更进一步改进，所述坩埚内芯采用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙材料中的任一种或它们的组合制成。即所述坩埚内芯可采用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙材料中的一种制成，亦可采用其中任意两种、三种或四种的组合制成。

作为上述技术方案的改进，所述坩埚外套的厚度为10-50mm。

作为上述技术方案的改进，所述坩埚外套采用石墨材料制成。

当所述复合坩埚的坩埚内芯、坩埚外套采用如上所述的厚度及材料制成时，在满足使用强度要求的基础上最大节约生产成本，而且紧挨钢液的坩埚内芯不会被高温钢液侵蚀，石墨材料制成的坩埚外套在感应加热过程中会自发加热，使得所述复合坩埚内外均匀升温，中间到外部不会出现过大温差，避免了在加热过程中发生破裂问题。

本实用新型所述非晶制带用复合坩埚采用以下方法制备而成：

(1)用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制备坩埚内芯，所述坩埚内芯的底部设有钢液流道内孔；

(2)用石墨材料制备坩埚外套，所述坩埚外套的内部尺寸与步骤(1)制备得到的坩埚内芯的外部尺寸相一致，所述坩埚外套底部与步骤(1)中所述钢液流道内孔对应位置设有钢液流道外孔；

(3)在坩埚内芯的外部和坩埚外套的内部均匀涂抹粘结剂(例如耐温大于1000℃的高温胶水)，然后将坩埚内芯的外部与坩埚外套的内部贴合一起使得坩埚内芯嵌入到坩埚外套中，放入干燥箱，待坩埚内芯外部与坩埚外套内部之间的粘结剂固化后取出；

(4)使用平面磨床对步骤(3)中取出的复合坩埚的上端面和钢液流道外孔处进行打磨，即得本实用新型复合坩埚。

本实用新型所述非晶制带用复合坩埚具有如下有益效果：

1、本实用新型的复合坩埚由于采用坩埚内芯和坩埚外套复合而成，所述坩埚内芯可采用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制成，所述坩埚外套可采用石墨材料制成。在工作中，坩埚内芯与钢液直接接触，不会发生侵蚀，解决了现有坩埚碳元素作为杂质进入钢液中的问题，保证了产品的质量，大大延长了复合坩埚的使用寿命，降低了生产成本，具有结构简单、耐高温、不易侵蚀、可反复使用优点；

2、本实用新型由于采用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制成的坩埚内芯和由石墨制成的坩埚外套复合而成，在加热过程中，坩埚外套会自发散热，使坩埚内外均匀升温，坩埚中间不会出现过大的温差，不会在加热过程中产生破裂而损坏，具有结构简单、工作稳定和可靠的优点。

附图说明

图1是现有非晶带材的生产设备结构图。

图2是现有坩埚的结构示意图。

图3是图2所示现有坩埚的剖视图。

图4是本实用新型非晶制带用复合坩埚一种实施例的剖视结构示意图。

图5是图4所示复合坩埚中坩埚内芯的剖视结构示意图。

图6是图4所示复合坩埚中坩埚外套的剖视结构示意图。

图中，1为钢液，2为坩埚、3为喷嘴、4为水口、5为塞杆、10为坩埚内芯、12为钢液流道内孔、20为坩埚外套、22为钢液流道外孔、30为粘结层。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

本实用新型一种实施例的非晶制带用复合坩埚，如附图4、5和6所示，所述复合坩埚包括坩埚内芯10、粘结层30和坩埚外套20，所述坩埚外套20的内部尺寸与所述坩埚内芯10的外部尺寸相一致，所述坩埚内芯10的外部通过粘结层30嵌入在所述坩埚外套20的内部；所述坩埚内芯10底部设有钢液流道内孔12，所述坩埚外套20底部与所述钢液流道内孔12对应位置设有钢液流道外孔22。

较佳地，如附图4所示，所述钢液流道内孔12与钢液流道外孔22的尺寸大小相同。当所述钢液流道内孔12与钢液流道外孔22的尺寸大小相同时，由于二者的位置相对应，因此钢液流道内孔12和钢液流道外孔22形成均匀的钢液流道结构，坩埚中的钢液能够更好的通过钢液流道结构进入冷却辊。

本实施例中，所述粘结层30为耐温大于1000℃的高温胶水；所述坩埚内芯10采用氧化铝材料制成；所述坩埚外套20采用石墨材料制成。当然，所述坩埚内芯还可采用氧化锆或氧化镁或氧化钙材料制成，亦可采用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙材料中任意两种、三种或四种的组合制成。

较佳地，所述坩埚内芯10的厚度为5-20mm。

较佳地，所述坩埚外套20的厚度为10-50mm。

本实施例中，所述复合坩埚采用以下方法制备而成：

(1)用氧化铝材料(或氧化锆或氧化镁或氧化钙材料或它们的组合)制备坩埚内芯10，所述坩埚内芯10的底部设有钢液流道内孔12；

(2)用石墨材料制备坩埚外套20，所述坩埚外套20的内部尺寸与步骤(1)制备得到的坩埚内芯10的外部尺寸相一致，所述坩埚外套20底部与步骤(1)中所述钢液流道内孔12对应位置设有钢液流道外孔22；

(3)在坩埚内芯10的外部和坩埚外套20的内部均匀涂抹耐温大于1000℃的高温胶水，然后将坩埚内芯10的外部与坩埚外套20的内部贴合一起使得坩埚内芯10嵌入到坩埚外套20中，放入干燥箱，待坩埚内芯10外部与坩埚外套20内部之间的高温胶水固化后取出；

(4)使用平面磨床对步骤(3)中取出的复合坩埚的上端面和钢液流道外孔22处进行打磨，即得本实施例复合坩埚。

本实施例所述复合坩埚，由坩埚内芯10和坩埚外套20复合而成，其中坩埚内芯10采用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制成，在高温钢液的浸泡下不易被侵蚀。所述坩埚内芯10的外部设有坩埚外套20，所述坩埚外套20采用石墨材料制成，所述坩埚外套20在感应加热过程中自发热，使得所述复合坩埚内外均匀升温，复合坩埚中间到外部不会出现过大温差，从而在加热过程中，坩埚内芯10不会发生破裂。

本实施例的复合坩埚由于采用坩埚内芯10和坩埚外套20复合而成，所述坩埚内芯10采用高温氧化物陶瓷(例如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙及其组合)制成，所述坩埚外套20采用石墨材料制成。在工作中，坩埚内芯10与钢液直接接触，不会发生侵蚀，不仅解决了现有石墨坩埚碳元素作为杂质进入钢液中的问题，保证了产品的质量，而且大大延长了复合坩埚的使用寿命，降低了生产成本，具有结构简单、耐高温、不易侵蚀、可反复使用优点。

实施例2

分别采用现有石墨坩埚和本实用新型复合坩埚在同样的条件下进行非晶制带，两组的平均使用炉数、单炉坩埚成本、非晶碳杂质含量见表1：

表1

	石墨坩埚	复合坩埚	优势
				平均使用炉数	2	25	+1250％
单炉坩埚成本	100％	55％	-45％
				非晶碳杂质含量	0.445％	0.225％	-49.5％

由表1可知，本实用新型复合坩埚由于在工作中坩埚内芯与钢液直接接触，不会发生侵蚀而消融，解决了现有石墨坩埚碳元素作为杂质进入钢液中的问题，保证了产品的质量，大大延长了坩埚的使用寿命，降低了生产成本，具有结构简单、耐高温和使用寿命长的优点。

另外，在使用过程中，观察检测本实用新型复合坩埚可知，在加热过程中，坩埚外套会自发散热，使坩埚内外均匀升温，坩埚中间不会出现过大的温差，不会在加热过程中产生破裂而损坏，具有结构简单、工作稳定和可靠的特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种非晶制带用复合坩埚，其特征在于：包括坩埚内芯、粘结层和坩埚外套，所述坩埚外套的内部尺寸与所述坩埚内芯的外部尺寸相一致，所述坩埚内芯的外部通过粘结层嵌入在所述坩埚外套的内部；所述坩埚内芯底部设有钢液流道内孔，所述坩埚外套底部与所述钢液流道内孔对应位置设有钢液流道外孔。

2.根据权利要求1所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于，所述钢液流道内孔与钢液流道外孔的尺寸大小相同。

3.根据权利要求1所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于：所述粘结层为耐温大于1000℃的高温胶水。

4.根据权利要求1所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于：所述坩埚内芯的厚度为5-20mm。

5.根据权利要求1所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于：所述坩埚内芯采用高温氧化物陶瓷材料制成。

6.如权利要求5所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于，所述坩埚内芯采用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙材料中的任一种制成。

7.根据权利要求1或4所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于：所述坩埚外套的厚度为10-50mm。

8.根据权利要求1所述的非晶制带用复合坩埚，其特征在于：所述坩埚外套采用石墨材料制成。