本实用新型专利技术公开了一种定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉，该隔热装置位于定向结晶炉的保温装置与冷却装置之间且套设于定向模壳之外，用于沿定向模壳的轴向形成绝热区；隔热装置采用多晶莫来石纤维制成，且隔热装置整体呈圆环状。本实用新型专利技术通过采用多晶莫来石纤维制成圆环状的隔热装置，由于多晶莫来石纤维的导热系数远小于石墨或者水泥石棉板，使得该隔热装置的隔热效果好，有效提高了定向结晶炉的轴向温度梯度，且隔热挡板沿轴向的厚度可减少以减小加热区与冷却区之间的距离，进一步提高轴向温度梯度，进而提高了定向叶片的晶粒度合格率，且通过设置起保护作用的环形凸台，避免模壳漏钢时与加热器闭合形成短路而存在的安全隐患。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及精密铸造领域，特别地，涉及一种定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉。
技术介绍
20世纪70年代中期，美、英、日等发达国家首先将定向柱晶叶片技术用于生产，由于消除了横向晶界，晶体沿特定方向生产，定向柱晶叶片与传统的等轴晶叶片相比，能大幅度提高性能、寿命以及使用温度，已成为航空发动机研究和发展的重要方向。目前，工业上用于生产定向柱晶叶片的最成熟、常用方法是快速凝固法(HRS)JP铸型移动法，该类型定向结晶炉被隔热装置(隔热挡板)分成三个区域:加热区、绝热区、冷却区。隔热挡板对于控制定向结晶过程是必不可少的，在很大程度上影响着轴向温度梯度，进而影响定向柱晶组织的好坏，对材质、结构和尺寸要求很高。现有的隔热挡板材质一般为石墨或是水泥石棉板，尺寸一般根据炉子需求定制。但由于石墨、水泥石棉板导热系数较大，加上隔热挡板厚度设计不合理(厚度太薄则隔热效果不好，降低了温度梯度，且会造成隔热板强度不足，太厚则增大加热区和冷却区之间的距离，又变相降低了温度梯度)，导致隔热效果不好，温度梯度无法得到有效保证，定向柱晶组织不好;此外，一旦模壳漏钢时，钢水容易与加热器闭合形成短路，存在很大的安全隐患。
技术实现思路
本技术提供了一种定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉，以解决现有的隔热装置隔热效果差导致的轴向温度梯度难以有效保证的技术问题。本技术采用的技术方案如下:根据本技术的一个方面，提供一种定向结晶炉用隔热装置，位于定向结晶炉的保温装置与冷却装置之间且套设于作为定向结晶铸芯的定向模壳之外，用于沿定向模壳的轴向形成绝热区；隔热装置采用多晶莫来石纤维制成，且隔热装置整体呈圆环状。进一步地，隔热装置的上端面凸设有用于防止定向模壳外溢的液态金属与定向结晶炉内的加热装置接触的环形凸台，环形凸台的厚度小于隔热装置沿径向的厚度且环形凸台位于隔热装置的外壁面与内壁面之间。进一步地，隔热装置的下端面内缘设有斜边倒角。进一步地，隔热装置沿其轴向的厚度为30?40mm。根据本技术的另一方面，提供一种定向结晶炉，包括上述的定向结晶炉用隔热装置。进一步地，定向结晶炉包括保温装置，保温装置内设置加热装置，保温装置的底端设有隔热挡板，隔热挡板的下面间隔设置有冷却装置，作为定向结晶的铸芯的定向模壳在加热装置、隔热挡板及冷却装置之间自由的上下运动，以实现定向结晶。进一步地，保温装置采用双层桶状结构，包括位于内侧的保温内桶、位于外侧的保温外桶，保温外桶采用固体碳毡一体成型且套设于保温内桶之外。进一步地，加热装置包括位于保温内桶内且沿其轴向间隔设置的上加热器和下加热器。本技术具有以下有益效果:本技术定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉，通过采用多晶莫来石纤维制成圆环状的隔热装置，由于多晶莫来石纤维的导热系数远小于石墨或者水泥石棉板，使得该隔热装置的隔热效果好，有效提高了定向结晶炉的轴向温度梯度，且隔热挡板沿轴向的厚度可减少以减小加热区与冷却区之间的距离，进一步提高轴向温度梯度，进而提高了定向叶片的晶粒度合格率。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。【附图说明】构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1是本技术优选实施例隔热装置的结构示意图；图2是本技术优选实施例定向结晶炉的结构示意图；图3是本专利技术优选实施例定向结晶过程示意图。附图标记说明:1、保温装置；2、定向模壳;3、加热装置;4、冷却装置;5、隔热装置；31、上加热器;32、下加热器；51、环形凸台；52、斜边倒角；6、液态金属;7、固态金属。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。参照图1及图2，本技术的优选实施例提供了一种定向结晶炉用隔热装置，位于定向结晶炉的保温装置I与冷却装置4之间且套设于作为定向结晶铸芯的定向模壳2之夕卜，用于沿定向模壳2的轴向形成绝热区;本实施例隔热装置5采用多晶莫来石纤维制成，且隔热装置5整体呈圆环状。经验证，在1500°C时，多晶莫来石纤维的导热系数不大于0.25ff/m.K，仅为石墨导热系数(5-20W/m.K)的0.05倍，理论上通过多晶莫来石纤维制成的隔热挡板散失的热量仅为石墨隔热挡板的0.05倍，隔热效果好，可有效提高定向结晶炉的轴向温度梯度。本实施例，优选地，考虑到更换材质后隔热效果良好的基础上，将隔热装置5沿轴向的厚度L由原来的50mm改为30?40mm，减小了加热区和冷却区之间的距离，可有效提高轴向温度梯度。可选地，参照图1，隔热装置5下端面内侧设计呈45°C的斜边倒角52，相当于变相减小了隔热装置5的厚度，既保证隔热装置5有足够的强度，又能在定向结晶过程中，定向模壳2运动到倒角上端处，隔热装置5下方的水冷环就能快速参与散热，有利于提高温度梯度。优选地，隔热装置5的上端面凸设有用于防止定向模壳2外溢的液态金属与定向结晶炉内的加热装置3接触的环形凸台51，环形凸台51的厚度小于隔热装置5沿径向的厚度且环形凸台51位于隔热装置5的外壁面与内壁面之间。本实施例中，隔热装置5上端面设计一个宽15 mm、高5 mm的环形凸台，一旦定向模壳2漏钢当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种定向结晶炉用隔热装置，位于定向结晶炉的保温装置(1)与冷却装置(4)之间且套设于作为定向结晶铸芯的定向模壳(2)之外，用于沿所述定向模壳(2)的轴向形成绝热区；其特征在于，所述隔热装置(5)采用多晶莫来石纤维制成，且所述隔热装置(5)整体呈圆环状。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗秀广，朱洪宾，张丽，
申请(专利权)人：株洲中航动力精密铸造有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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