CN211620662U - 一种石墨热场改造的新型石墨坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，包括加工炉、碳碳坩埚、石英坩埚和中空钢管，所述加工炉的内部固定有隔板，所述隔板的上方固定有支架，所述支架的上端放置碳碳坩埚，所述碳碳坩埚的内侧放置有石英坩埚，所述加工炉的上方卡接有炉盖，所述炉盖内侧的中心点贯穿固定有套管，所述套管的内侧套接有中空钢管，所述中空钢管底端的一侧焊接有第一气管，所述中空钢管底端的另一侧焊接有第二气管，所述中空钢管的顶端通过输气管与空压机固定连接。本实用新型通过设置碳碳坩埚、石英坩埚、空压机、中空钢管、第一气管、第二气管，解决了石墨坩埚的产能低，空间小、成本高和坩埚工作时需要频繁的开炉清灰的问题。

Description

一种石墨热场改造的新型石墨坩埚

技术领域

本实用新型涉及石墨坩埚技术领域，具体为一种石墨热场改造的新型石墨坩埚。

背景技术

坩埚是熔化和精炼金属液体以及固液加热、反应的容器，是保证化学反应顺利进行的基础。坩埚的型号规格较多，在应用时不受生产规模、批量大小和熔炼物质品种的限制，可任意选择，适用性较强，并可保证被熔炼物质的纯度。坩埚的生产原料，可概括为三大类型。一是结晶质的天然石墨，二是可塑性的耐火黏土，三是经过煅烧的硬质高岭土类骨架熟料。从2008年开始，开始采用耐高温的合成材料，如：碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁等做坩埚的骨架熟料。这种熟料对提高坩埚产品质量，增强坩埚密度和机械强度有着显著效果。目前，现有的原22寸热场单炉投料量最大只能投170kg,频繁的开炉清扫，浪费时间，对高寿命石英坩埚寿命的利用远远达不到所需的要求，单炉产能过低跟不上市场的需求，势必被淘汰，局限性较大，因此有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，包括加工炉、碳碳坩埚、石英坩埚和中空钢管，所述加工炉的内部固定有隔板，所述隔板的上方固定有支架，所述支架的上端放置碳碳坩埚，所述碳碳坩埚的内侧放置有石英坩埚，所述加工炉的上方卡接有炉盖，所述炉盖内侧的中心点贯穿固定有套管，所述套管的内侧套接有中空钢管，所述中空钢管底端的一侧焊接有第一气管，所述中空钢管底端的另一侧焊接有第二气管，所述中空钢管的顶端通过输气管与空压机固定连接。

优选的，所述隔板下方的加工炉内部开设有存灰腔，所述存灰腔外侧的加工炉表面开设有清灰口，所述隔板的内侧固定有金属格栅。

优选的，所述第一气管和第二气管皆与中空钢管的内部连通，且第一气管、第二气管和中空钢管的底端皆固定喷气嘴。

优选的，所述套管一侧的炉盖顶端贯穿固定有烟囱，所述中空钢管顶部的两侧焊接有手柄。

优选的，所述碳碳坩埚外侧的加工炉表面通过铰链安装有炉门，所述炉门的底端开设有加料口。

优选的，所述碳碳坩埚的内径为寸，壁厚mm，且石英坩埚的外径为寸，所述碳碳坩埚为碳碳复合材料制造。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过设置碳碳坩埚、石英坩埚，使本实用新型相比较传统的石墨坩埚，对石英坩埚寿命的合理利用达到最大化，减少公司对石英坩埚的投入，23寸热场在纵向、径向梯度上更加合理，有利于成晶，大大降低了生产成本，经济效益十分可观，有效的解决了石墨坩埚的产能低，空间小和成本高的问题，本实用新型将传统的石墨坩埚设置为新型的为碳碳复合材料制造的碳碳坩埚，相比较原有的22寸的石墨坩埚，本实用新型的23寸的碳碳坩埚空间更大，壁厚减小，再在里面放入23寸的石英坩埚，加大投料量到200Kg，比传统的22寸石墨坩埚只能投料170Kg更加高效化，在投入使用后，效果显著，大大提高了产能，拉晶情况在成品率、一次成晶率上都有一定的提高。

(2)本实用新型通过设置空压机、中空钢管、第一气管、第二气管，使本实用新型减少开炉清扫炉次，大大缩短了清扫用时，节约时间，有效的解决了坩埚工作时需要频繁的开炉清灰的问题，在需要对石英坩埚内进行清灰时，工作人员通过手柄在套管内使中空钢管下移，使其底端部分位于石英坩埚的内部，利用空压机输出压缩空气通过输气管进入中空钢管，经中空钢管底端和第一气管、第二气管底端的喷气嘴喷出，将石英坩埚底端的杂质经过其内壁吹出石英坩埚。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型碳碳坩埚和石英坩埚的剖视图；

图3为本实用新型的正视结构示意图。

图中附图标记为：1、加工炉；2、存灰腔；3、支架；4、碳碳坩埚；5、石英坩埚；6、喷气嘴；7、第一气管；8、中空钢管；9、炉盖；10、烟囱； 11、手柄；12、输气管；13、套管；14、空压机；15、第二气管；16、金属格栅；17、铰链；18、炉门；19、加料口；20、清灰口；21、隔板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，包括加工炉1、碳碳坩埚4、石英坩埚5和中空钢管8，加工炉1 的内部固定有隔板21，隔板21用于隔开加热区和存灰区，隔板21的上方固定有支架3，支架3为支撑碳碳坩埚4设置，支架3的上端放置碳碳坩埚4，碳碳坩埚4为新型改进后的23寸坩埚，融化加工使用，比传统的22寸石墨坩埚容量更大，碳碳坩埚4的内侧放置有石英坩埚5，石英坩埚5同样为融化加工使用，加工炉1的上方卡接有炉盖9，炉盖9用于安装清灰结构和防止热量的大量散失，炉盖9内侧的中心点贯穿固定有套管13，套管13供中空钢管 8上下活动，套管13的内侧套接有中空钢管8，中空钢管8为清灰时输气使用，中空钢管8底端的一侧焊接有第一气管7，中空钢管8底端的另一侧焊接有第二气管15，第一气管7和第二气管15作为清灰结构使用，中空钢管8的顶端通过输气管12与空压机14固定连接，空压机14提供清灰使用的气源，空压机14的型号为HG330L-8，属于现有技术。

进一步，隔板21下方的加工炉1内部开设有存灰腔2，存灰腔2外侧的加工炉1表面开设有清灰口20，隔板21的内侧固定有金属格栅16，加工炉1 内的燃料燃烧后产生炉渣，通过金属格栅16掉落存灰腔2，存灰腔2表面的清灰口20用于清理炉渣。

进一步，第一气管7和第二气管15皆与中空钢管8的内部连通，且第一气管7、第二气管15和中空钢管8的底端皆固定喷气嘴6，使压缩空气能够通过中空钢管8与第一气管7、第二气管15连通，经喷气嘴6喷出，进行清灰作业。

进一步，套管13一侧的炉盖9顶端贯穿固定有烟囱10，中空钢管8顶部的两侧焊接有手柄11，烟囱10作为排烟使用，手柄11为中空钢管8提供手持支撑件使用。

进一步，碳碳坩埚4外侧的加工炉1表面通过铰链17安装有炉门18，炉门18的底端开设有加料口19，炉门18防止加热融化过程中的热量分散，加料口19用于添加燃料使用。

进一步，碳碳坩埚4的内径为23寸，壁厚12mm，且石英坩埚5的外径为23寸，碳碳坩埚4为碳碳复合材料制造，碳碳坩埚4和石英坩埚5的尺寸增加，相比较传统的22寸石墨坩埚，产能更高，且碳碳坩埚4为碳碳复合材料制造，碳碳复合材料是以碳(或石墨)纤维及其织物为增强材料，以碳(或石墨)为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。

工作原理：使用时，将加工炉1平稳放置，通过铰链17打开炉门18，将碳碳坩埚4放置在隔板21上固定的支架3顶端放置，再将石英坩埚5放置在碳碳坩埚4的内侧，加入所需融化的物料，随后关闭炉门18，通过加料口19 加入燃料，对碳碳坩埚4进行加热，碳碳坩埚4为碳碳复合材料加工的23寸碳碳坩埚4，壁厚只有12mm，内径增大，再在里面放入23寸的石英坩埚5，加大投料量到200Kg，而燃料形成的炉渣会通过金属格栅16掉落至存灰腔2 中，通过清灰口20可清除炉灰，燃烧时产生的烟气通过炉盖9上的烟囱10 排出，当石英坩埚5内物料融化加工完成后，石英坩埚5内的会存在少量的杂质残留，必须清理后才能进行下一批次的作业，此时使用者通过手柄11在套管13内下压中空钢管8，使其底端部分位于石英坩埚5的内部，将中空钢管8的上端通过输气管12连接空压机14，空压机14输出压缩空气通过输气管12进入中空钢管8，经中空钢管8底端和第一气管7、第二气管15底端的喷气嘴6喷出，首先中空钢管8底端的喷气嘴6会将石英坩埚5底端的杂质吹向内壁上，再经第一气管7和第二气管15底端的喷气嘴6吹出石英坩埚5，进入加工炉1内，再将中空钢管8恢复原状，完成清灰。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，包括加工炉(1)、碳碳坩埚(4)、石英坩埚(5)和中空钢管(8)，其特征在于：所述加工炉(1)的内部固定有隔板(21)，所述隔板(21)的上方固定有支架(3)，所述支架(3)的上端放置碳碳坩埚(4)，所述碳碳坩埚(4)的内侧放置有石英坩埚(5)，所述加工炉(1)的上方卡接有炉盖(9)，所述炉盖(9)内侧的中心点贯穿固定有套管(13)，所述套管(13)的内侧套接有中空钢管(8)，所述中空钢管(8)底端的一侧焊接有第一气管(7)，所述中空钢管(8)底端的另一侧焊接有第二气管(15)，所述中空钢管(8)的顶端通过输气管(12)与空压机(14)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，其特征在于：所述隔板(21)下方的加工炉(1)内部开设有存灰腔(2)，所述存灰腔(2)外侧的加工炉(1)表面开设有清灰口(20)，所述隔板(21)的内侧固定有金属格栅(16)。

3.根据权利要求1所述的一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，其特征在于：所述第一气管(7)和第二气管(15)皆与中空钢管(8)的内部连通，且第一气管(7)、第二气管(15)和中空钢管(8)的底端皆固定喷气嘴(6)。

4.根据权利要求1所述的一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，其特征在于：所述套管(13)一侧的炉盖(9)顶端贯穿固定有烟囱(10)，所述中空钢管(8)顶部的两侧焊接有手柄(11)。

5.根据权利要求1所述的一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，其特征在于：所述碳碳坩埚(4)外侧的加工炉(1)表面通过铰链(17)安装有炉门(18)，所述炉门(18)的底端开设有加料口(19)。

6.根据权利要求1所述的一种石墨热场改造的新型石墨坩埚，其特征在于：所述碳碳坩埚(4)的内径为23寸，壁厚12mm，且石英坩埚(5)的外径为23寸，所述碳碳坩埚(4)为碳碳复合材料制造。

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