一种装碳化硅石墨坩埚的中频炉及其制作和修复的方法技术

本发明专利技术属于中频炉技术领域，涉及一种装碳化硅石墨坩埚的中频炉及其制作和修复的方法。中频炉包括：设有至少一个卸料孔的炉底，卸料孔设有多个溜槽；包括螺旋状感应线圈和线圈泥的线圈层，炉口平台设置在线圈层的上方；在炉底上侧和线圈层内铺设至少两层安装板形成的底部保温层；底部隔离层和侧面隔离层，底部隔离层设置在底部保温层的上方，侧面隔离层设置在线圈层的内壁；坩埚放置在底部隔离层的上方，在底部隔离层的上方、坩埚外壁和侧面隔离层之间填充隔热材料形成侧面保温层；炉口设置在坩埚上方，炉口的下端面设有限位环，限位环卡入炉口平台和坩埚之间的间隙内。本发明专利技术能够在坩埚破损后快速排出物料，筑炉效率高，修复方便。方便。方便。

【技术实现步骤摘要】
一种装碳化硅石墨坩埚的中频炉及其制作和修复的方法


[0001]本专利技术属于中频炉
，涉及一种装碳化硅石墨坩埚的中频炉及其制作和修复的方法。

技术介绍

[0002]中频感应炉是一种能够快速使被感应物体加热的设备，广泛应用于金属熔炼，高温反应领域。一般的金属熔炼，例如铁，由于铁能够被直接感应，其坩埚可直接用石英砂等筑炉料粘结制成。而一些无法被感应加热的金属，在熔炼和高温反应时，需要一个坩埚容器作为感应加热源，尤其是高温反应，其对坩埚消耗较快。
[0003]坩埚损坏后漏出的物料由于无法排放或者排放不畅，会导致一部分高温物料固化在炉底与坩埚之间，造成坩埚和炉底粘连，导致更换炉胆困难，耗时长，另一部分高温物料与线圈胶泥反应还会损坏铜管，增加维修时间，影响产量。
[0004]公告号为：CN102889789B的中国专利，公开了熔炼铜合金用中频感应炉的筑炉方法，先制得炉体外衬材料和炉口封泥，在底部先放上石棉板，再铺上一层环氧板，再放置感应线圈，在感应线圈与环氧板形成的圆柱形凹陷铺上玻璃纤维布袋，再将炉体外衬衬料分层加入玻璃纤维布袋，分层打固成炉底，再将石墨坩埚放入炉底正中压实，将炉体外衬料加入坩埚与玻璃纤维布之间进行打结，制得炉体外衬层，使得炉体外衬面低于石墨坩埚顶面与线圈顶面，炉口通过炉口封泥粘在坩埚顶面，在炉口与玻璃纤维布袋之间填满炉口封泥，捣实、刷平制得炉口外衬，经过烘炉与烧炉后，使二氧化硅发生晶体转变，整体硬化后完成筑炉。此筑炉方法适用于金属熔炼，能够较好的观察到金属熔化，使得炉内温度不会太高。但上述中频炉用于还原反应时，使得坩埚温度处于较高范围，从而会熔化靠近坩埚外壁的石英砂，导致石英砂下沉，若坩埚漏料，金属液无法流出炉外，会不断的冲刷线圈泥壁。造成线圈短路，高温金属液与线圈接触会侵蚀线圈。此外，更换线圈的时间长，成本高，影响产量。
[0005]公告号为：CN102701750B的中国专利，公开了一种银合金中频熔炼筑炉石墨坩埚的工艺，首先配好炉底与炉衬料、炉口料；再将炉底、炉衬和炉口料分别进行混搅。将混好的炉底料投入炉底，用铁锤锤平夯实，对炉底进行打结。在炉底铺上1mm厚度的石棉布，在铜圈内侧铺上5mm的石棉布。将坩埚放入中频炉正中心，石墨坩埚上端不超过铜圈上部5mm。将炉尘料投入坩埚与项圈石棉布之间，用钢钎捣实，期间不能刺破石棉布或是冲击石墨坩埚。将制得的炉口料进行炉口打结。将1份量的石墨粉加入到5份量的玻璃水中，刷涂与炉口表面。最后进行烘炉，得石墨坩埚。此工艺工艺流程清楚、造价低廉、烘炉时间较短并能够延长石墨坩埚使用寿命。但基于石墨坩埚材质，若高温下暴露空气中，石墨燃烧，造成腐蚀，从而减少坩埚使用寿命。如果用于还原反应，坩埚漏料后金属难以排出，较难观察到坩埚损坏。容易使漏出的金属损坏线圈。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于：提供一种更换速度快、坩埚损坏后能有效保护线圈的装碳化硅石墨坩埚的中频炉及其制作和修复方法。
[0007]一种装碳化硅石墨坩埚的中频炉，包括：炉底，炉底设有至少一个卸料孔，所述卸料孔设有多个溜槽，所述溜槽沿所述炉底的上端面向下凹进；线圈层和炉口平台，线圈层包括螺旋状的感应线圈和线圈泥，线圈泥将感应线圈包裹，炉口平台设置在线圈层的上方；底部保温层，底部保温层包括多块安装板，安装板采用耐火材料制成，在炉底上侧和线圈层内铺设至少两层耐火材料制成的安装板形成底部保温层；底部隔离层和侧面隔离层，底部隔离层设置在底部保温层的上方，侧面隔离层设置在线圈层的内壁；坩埚和侧面保温层，坩埚放置在底部隔离层的上方，在底部隔离层的上方、坩埚外壁和侧面隔离层之间填充隔热材料形成侧面保温层；炉口，炉口设置在坩埚上方，炉口的下端面设有限位环，限位环卡入炉口平台和坩埚之间的间隙内。
[0008]可选的，所述溜槽的底面到所述炉底上端面的距离沿所述卸料孔向外依次递减，所述溜槽底面水平面的夹角为15～25度，溜槽宽度为卸料孔直径的1/3～1/2。
[0009]可选的，所述安装板的下端面设有多个导流槽。
[0010]一种中频炉的制作方法，采用如下步骤：步骤一、制作炉底，炉底的基层采用预制水泥板，预制水泥板上制作有至少一个卸料孔，称取耐火水泥干料与水在桶内进行混合，搅拌均匀，混合好的耐火水泥，用平铲铺至预制水泥板上，再用钢管以卸料孔为中心压出多个溜槽；步骤二、铺设底部保温层，在炉底上围绕卸料孔铺设一层安装板，形成第一支撑层，在第一支撑层上平铺至少一层耐火材料制成的安装板，形成第二支撑层；步骤三、放置底部隔离层和侧面隔离层，先剪一张石棉布平铺至炉底，再剪一张高温布，贴合线圈泥内壁，高温布向上延伸并与炉口平台平齐，将石棉平铺填装在石棉布上，石棉四周与高温布贴紧，中间留出用于放置坩埚的圆形无石棉区，石棉和石棉布形成底部隔离层，高温布为侧面隔离层；步骤四、安装坩埚和侧面保温层，放入坩埚到圆形无石棉区，在坩埚、底部隔离层和侧面隔离层形成的空间内，投入40～80目石英砂形成侧面保温层，侧面保温层的上端与炉口平台预留有2～5cm的距离；步骤五、制作炉口，采用受热易分解材料覆盖在坩埚上端面和炉口平台的上端面，以及坩埚外壁、侧面保温层上端、侧面隔离层内壁围成的空间内，将塑性耐火泥铺在受热易分解材料上并用平铲将水泥平铺，做出炉口；炉口边缘用直径2～3mm的棒，每隔2～3cm戳出2～3排孔，插入深度2～3cm。
[0011]可选的，所述步骤一中还包括烘干硬化的步骤：制作好溜槽后的炉底采用太阳灯加热，以1～5kw功率加热进行烘干12h～24h后硬化；或是采用废坩埚碎片为感应热源开启中频炉加热，以5～7kw功率加热进行烘干12h～24h后硬化。
[0012]可选的，所述步骤四中还包括坩埚定位的步骤：坩埚安装后，使用直尺测量炉胆再多个方向上与线圈泥内壁的距离，保证坩埚放置于正中心，石墨坩埚平齐炉口平台。
[0013]可选的，所述步骤二中的第一支撑层的安装板，其导流槽向下设置。
[0014]可选的，所述步骤四中还包括侧面保温层的制作步骤：石英砂每次倒入炉身的1/5～1/4高度，使用捣固钢棒每隔约1～2 cm捣固1次，捣固3圈，重复上述步骤多次后制成侧面保温层。
[0015]可选的，所述步骤五中还包括烘炉：先调功率5～10kw，100～140min内从室温升温至150～250℃，功率继续保持5～10kw，维持150～250℃温度160～200min；调节功率为15～20kw，50～70min内升温至350～450℃；再调节功率至20～25kw，50～70min内升温至500～650℃；调节功率至25～30kw，50～70min内升温至700～750℃，并保温50～70min；调节功率至45～50kw，50～70min内升温至900～950℃，并保温50～70min，烘炉结束，完成筑炉。
[0016]一种中频炉的修复方法，采用如下步骤：步骤S1、拆除，依次拆除炉口、坩埚、侧面保温层、侧面隔离层、底部隔离层、底部保温层、线圈层和炉口平台；清理线圈层和炉口平台上的杂质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装碳化硅石墨坩埚的中频炉，其特征在于，包括：炉底（1），炉底（1）设有至少一个卸料孔（11），所述卸料孔（11）设有多个溜槽（12），所述溜槽（12）沿所述炉底（1）的上端面向下凹进；线圈层（2）和炉口平台（3），线圈层（2）包括螺旋状的感应线圈（21）和线圈泥（22），线圈泥（22）将感应线圈（21）包裹，炉口平台（3）设置在线圈层（2）的上方；底部保温层（4），底部保温层（4）包括多块安装板（41），安装板（41）采用耐火材料制成，在炉底（1）上侧和线圈层（2）内铺设至少两层安装板（41）形成底部保温层（4）；底部隔离层（5）和侧面隔离层（6），底部隔离层（5）设置在底部保温层（4）的上方，侧面隔离层（6）设置在线圈层（2）的内壁；坩埚（7）和侧面保温层（8），坩埚（7）放置在底部隔离层（5）的上方，在底部隔离层（5）的上方、坩埚（7）外壁和侧面隔离层（6）之间填充隔热材料形成侧面保温层（8）；炉口（9），炉口（9）设置在坩埚（7）上方，炉口（9）的下端面设有限位环（91），限位环（91）卡入炉口平台（3）和坩埚（7）之间的间隙内。2.根据权利要求1所述的中频炉，其特征在于，所述溜槽（12）的底面到所述炉底（1）上端面的距离沿所述卸料孔（11）向外依次递减，所述溜槽（12）底面水平面的夹角为15～25度，溜槽（12）宽度为卸料孔（11）直径的1/3～1/2。3.根据权利要求2所述的中频炉，其特征在于，所述安装板（41）的下端面设有多个导流槽。4.一种上述权利要求1
‑
3中任意一项所述的中频炉的制作方法，其特征在于，采用如下步骤：步骤一、制作炉底，炉底的基层采用预制水泥板，预制水泥板上制作有至少一个卸料孔，称取耐火水泥干料与水在桶内进行混合，搅拌均匀，混合好的耐火水泥，用平铲铺至预制水泥板上，再用钢管以卸料孔为中心压出多个溜槽；步骤二、铺设底部保温层，在炉底上围绕卸料孔铺设一层安装板，形成第一支撑层，在第一支撑层上平铺至少一层耐火材料制成的安装板，形成第二支撑层；步骤三、放置底部隔离层和侧面隔离层，先剪一张石棉布平铺至炉底，再剪一张高温布，贴合线圈泥内壁，高温布向上延伸并与炉口平台平齐，将石棉平铺填装在石棉布上，石棉四周与高温布贴紧，中间留出用于放置坩埚的圆形无石棉区，石棉和石棉布形成底部隔离层，高温布为侧面隔离层；步骤四、安装坩埚和侧面保温层，放入坩埚到圆形无石棉区，在坩埚、底部隔离层和侧面隔离层形成的空间内，投入40～80目石英砂形成侧面保温层，侧面保温层的上端与炉口平台预留有2～5cm的距离；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继，刘鸿飞，洪明浩，王佳明，成展崧，王波，
申请(专利权)人：广东先导稀贵金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：