一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，所述铜坩埚包括筒体和设在筒体一端的法兰；其中，筒体的内表面具有锥度，且筒体靠近法兰一端的内径小于筒体远离法兰一端的内径，筒体的外表面沿轴向开设有若干个凹槽，所述凹槽结构可根据不同合金的冷却要求进行调整优化；另外本实用新型专利技术筒体与法兰为一体成型结构，且两者过渡处呈圆弧结构。本实用新型专利技术一方面通过在筒体外表面设置凹槽结构，增大了筒体与冷却水的接触面积，增大了换热量，提高冷却效率、降低坩埚温度，从而改善铸锭质量，提高坩埚使用寿命；另一方面对铜坩埚结构进行优化，保证了铜坩埚整体的质量，提高了铜坩埚导电性和导热性，进一步延长了铜坩埚的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚


[0001]本技术属于冶炼工业辅助加工设备
，尤其涉及钛合金、高温合金以及特种钢等难熔金属的熔炼，具体涉及一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚。

技术介绍

[0002]真空自耗或非自耗电弧炉作为难熔金属熔炼的重要设备，其原理是在真空状态下依靠阳极和阴极之间的电弧将作为阴极的金属电极不断的熔化并滴落到结晶器内进行冷却结晶的过程。
[0003]其中，熔融态的金属在水冷坩埚内熔化、精炼、结晶而成铸锭。其中，坩埚作为真空自耗或非自耗电弧炉生产的关键部件之一，在熔炼过程中80％热量由坩埚带走，坩埚的冷却直接影响着铸锭的质量和设备的安全。现有的坩埚结构如图1所示，包括筒体1和法兰2；其中，筒体1一般用铜管制作，法兰2采用铜板制作，最后将两者焊接制成铜坩埚，其存在以下两个弊端：
[0004]一是由于铜的焊接比较困难，在焊接过程中容易产生夹杂、孔洞等缺陷，经常出现质量问题，使焊接失败；另外焊缝处的组织结构与基材很难一致，使用过程中容易在焊缝处产生变形，不但缩到了坩埚的使用寿命，而且影响其导电性和导热性；
[0005]二是如图2所示，其为坩埚在真空自耗或非自耗电弧熔炼装置具有应用图，在冷却过程中，通过循环冷却水对筒体1的外表面进行冷却，若冷却不充分，则会由于高温(一般难溶金属的熔点都高于坩埚材料自身的熔点，例如钛的熔点是1668℃，而铜的熔点是1083℃)使坩埚强度削弱，甚至造成坩埚筒体过烧或烧融，缩短其使用寿命，严重的甚至可能引发熔融金属溶液与冷却水的化学反应，发生设备事故。
[0006]有鉴于此，本专利技术人提出一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，该铜坩埚通过在筒体外表面轴向设置凹槽，增大了与冷却水的接触面积，显著的增大了换热量，提高了冷却效率，降低坩埚的温度，从而改善铸锭质量，提高坩埚使用寿命；另外整个铜坩埚采用一体成型结构，没有焊缝，提高铜坩埚导电性和导热性的同时进一步延长了其使用寿命。
[0008]本技术的目的是通过以下技术方案来解决的：
[0009]一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，所述铜坩埚包括筒体和设置在所述筒体一端的法兰；
[0010]其中，所述筒体的内表面具有锥度，且所述筒体靠近法兰一端的内径小于筒体远离法兰一端的内径，所述筒体的外表面沿轴向开设有若干个凹槽。
[0011]进一步地，所述凹槽以筒体轴线为中心、围绕筒体的外表面环形阵列布设，且所述
凹槽贯穿整个筒体的外表面；
[0012]同一横截面条件下，所有凹槽底部的圆弧均位于同一圆上。
[0013]进一步地，所述圆弧的半径与筒体的外表面半径比值范围为0.3～1。
[0014]进一步地，所述凹槽的宽度与相邻凹槽之间的间距比值范围为0.1～10。
[0015]进一步地，所述凹槽内、沿轴向两侧均设置有内倒角，所述凹槽外、沿轴向两侧均设置有外倒角。
[0016]进一步地，所述内倒角和外倒角的半径大小相同，其取值范围为0.5～5mm。
[0017]进一步地，所述筒体的外表面布设凹槽的数量为9个或12个或18个或36个。
[0018]进一步地，所述筒体与法兰为一体成型结构。
[0019]进一步地，所述筒体与法兰的过渡处采用圆弧结构。
[0020]进一步地，所述筒体的内表面与竖直方向的夹角设置为大于0度小于3度。
[0021]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0022]1、本技术一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，该铜坩埚通过在筒体外表面轴向设置凹槽，且凹槽呈环形阵列布置，每个凹槽均贯穿整个筒体，一方面增大了筒体外表面与冷却水的接触面积；另一方面保证了冷却水的流速，也就是说增大了换热量，提高了冷却效率，降低了铜坩埚表面温度，从而能有效提高钛合金、高温合金等熔炼铸锭的质量，同时提高了铜坩埚的使用寿命。
[0023]2、本技术一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，该铜坩埚与现有技术相比其筒体与法兰为一体成型结构，不存在焊接问题，即保证了铜坩埚整体的质量，又使铜坩埚导电性和导热性得到提高，从而进一步延长了铜坩埚的使用寿命。
附图说明
[0024]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本技术的原理。
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为现有技术坩埚结构示意图；
[0027]图2为真空自耗或非自耗电弧炉熔炼结构示意图；
[0028]图3为本技术真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚结构示意图；
[0029]图4为本技术铜坩埚主视图；
[0030]图5为图4中A
‑
A剖视图；
[0031]图6为图4中B
‑
B剖面俯视图。
[0032]其中：1为筒体；2为法兰；3为过渡处；11为内表面；12为外表面；121为凹槽；1211为圆弧；1212为内倒角；1213为外倒角；R为筒体的外表面的半径；α为筒体的内表面与竖直方向的夹角；r1为圆弧的半径；r2为内倒角或外倒角的半径。
具体实施方式
[0033]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置的例子。
[0034]为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图及实施例对本技术作进一步详细描述。
[0035]参见图3～6所示，本技术一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，该铜坩埚特别适用于加工高熔点金属，例如钛合金、高温合金、特种钢等，所述铜坩埚包括筒体1和设置在筒体1一端的法兰2。其中，筒体1的内表面11具有锥度，且筒体1靠近法兰2一端的内径小于筒体1远离法兰2一端的内径，内表面11采用连续锥度曲线，一般的，筒体1的内表面11与竖直方向的夹角α设置为大于0度小于3度；筒体1的外表面12沿轴向开设有若干个凹槽121，凹槽121的结构按照不同合金的冷却要求进行设计，通过在筒体1的外表面12开设凹槽121增加了与冷却水的接触面积，增加了热交换，提高了冷却效果。
[0036]具体的，本技术凹槽121以筒体1轴线为中心、围绕筒体1的外表面12环形阵列布设，一般布设凹槽121的数量为9个或12个或18个或36个，如本实施例附图所示凹槽121的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，其特征在于，所述铜坩埚包括筒体(1)和设置在所述筒体(1)一端的法兰(2)；其中，筒体(1)的内表面(11)具有锥度，且所述筒体(1)靠近法兰(2)一端的内径小于筒体(1)远离法兰(2)一端的内径，所述筒体(1)的外表面(12)沿轴向开设有若干个凹槽(121)。2.根据权利要求1所述的一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，其特征在于，所述凹槽(121)以筒体(1)轴线为中心、围绕筒体(1)的外表面(12)环形阵列布设，且所述凹槽(121)贯穿整个筒体(1)的外表面(12)；同一横截面条件下，所有凹槽(121)底部的圆弧(1211)均位于同一圆上。3.根据权利要求2所述的一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，其特征在于，所述圆弧(1211)的半径(r1)与筒体(1)的外表面(12)的半径(R)比值范围为0.3～1。4.根据权利要求2所述的一种真空自耗或非自耗电弧炉用铜坩埚，其特征在于，所述凹槽(121)的宽度(L)与相邻凹槽(121)之间的间距(S)比值范围为0.1～10。...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏勇，尚金金，何力，赵根安，王阳阳，何涛，何永胜，彭常户，刘向宏，冯勇，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：