CN105318717A - 一体式石墨坩埚 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体式石墨坩埚，属于机械技术领域。它解决了现有石墨坩埚结构复杂的问题。本一体式石墨坩埚包括呈筒状的锅体，它还包括电阻加热丝和保温层，所述锅体外侧具有凹入的连接槽，上述的电阻加热丝设置在连接槽处，上述的保温层包覆在锅体外侧且上述的电阻加热丝被定位在保温层与锅体之间，上述的电阻加热丝与锅体之间还具有绝缘结构。本一体式石墨坩埚结构简单且稳定性高。

Description

一体式石墨坩埚

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种坩埚，特别是一体式结构的石墨坩埚。

背景技术

石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。并有着较好的技术经济效果。

因此，石墨坩埚广泛应用于铝合金的熔化与保温工艺中，通常的使用方法是将石墨坩埚安放在坩埚炉中，使用外置的电阻丝加热或燃烧机进行加热。

可以看出，外置的电阻丝加热或者燃烧机加热使得整个设备结构复杂。

中国专利其公开号CN104911695A公开了“一种带有石墨纸夹层的硅料加热埚”，它包括用以熔融硅晶体的石英坩埚和承载石英坩埚的石墨坩埚，所述的石英坩埚位于石墨坩埚的内腔中，石英坩埚的外形与石墨坩埚内腔的形状相配，石英坩埚的上沿高于石墨坩埚的上表面。

上述石英坩埚的外表面与石墨坩埚的内腔之间还设有防止二者反应的石墨纸夹层，石墨纸的外形与石墨坩埚内腔的形状相配，石英坩埚的外表面贴合石墨纸的内腔，所述石墨纸的外表面贴合石墨坩埚的内腔，在石英坩埚的外表面与石墨坩埚的内腔之间铺设有石墨纸，以避免石英坩埚和石墨坩埚高温发生氧化反应。

可以看出，上述的石墨坩埚使用寿命提高，大大降低成本，经济耐用性更高。

但是，整个坩埚是由石英坩埚和石墨坩埚组合而成的，其结构复杂。而且，它还是通过额外的加热件对其进行加热，这样进一步的增加了整个坩埚的结构复杂程度。

现有的其它坩埚也都存在着类似的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种接结构紧凑且稳定性高的一体式石墨坩埚。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种一体式石墨坩埚，包括呈筒状的锅体，其特征在于，它还包括电阻加热丝和保温层，所述锅体外侧具有凹入的连接槽，上述的电阻加热丝设置在连接槽处，上述的保温层包覆在锅体外侧且上述的电阻加热丝被定位在保温层与锅体之间，上述的电阻加热丝与锅体之间还具有绝缘结构。

由于坩埚为石墨材料，采用绝缘结构能防止导电。同时，保温层的设置能起到隔热保温的作用，减少了热量损失，提高了加热效率。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的保温层为陶瓷纤维棉。

采用陶瓷纤维棉能阻碍空气对流，同时也减缓了电阻加热丝和锅体红热状态下的氧化反应，提高了电阻加热丝和锅体的使用寿命。

作为另外一种方案，在上述的一体式石墨坩埚中，所述的保温层为玻璃纤维棉。

采用玻璃纤维棉也能起到隔热保温的作用，而且玻璃纤维棉作为保温材料用途广泛，成本较低。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的连接槽的数量为一道，且连接槽呈螺旋状分布于锅体外侧。

当然，电阻加热丝也是螺旋状分布设置的，这样的结构能使锅体的各个部分均布受热。

作为另外一种方案，在上述的一体式石墨坩埚中，所述的连接槽的数量为若干道，所述连接槽呈环形凹入的设置在锅体外侧，上述若干道连接槽沿锅体的周向均布设置。

采用单条电阻加热丝时由于其长度比较长，一旦断裂整个电阻加热丝就报废。但是，本方案中采用若干条独立的电阻加热丝就解决了上述问题，一旦其中一根电阻加热丝损坏，整个石墨坩埚也可以继续使用，而且，只需要单独更换长度较短的电阻加热丝即可。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的绝缘结构为固连在连接槽处的绝缘纸。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的绝缘纸为陶瓷纤维纸。

采用陶瓷纤维纸起到绝缘和防止锅体过热烧蚀的作用。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的绝缘结构为涂覆在连接槽处的聚醚醚酮涂层。

采用该图层也能起到绝缘作用。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的连接槽的截面呈半圆形，上述电阻加热丝的呈螺旋状且电阻加热丝的外径略大于连接槽的深度。

截面呈半圆形便于加工，而且大致呈圆筒状的电阻加热丝与其也便于配合且接触面积大。

在上述的一体式石墨坩埚中，所述的绝缘结构与连接槽相匹配且绝缘结构的边沿与连接槽端口处相平齐。

这样使得连接槽处结构紧凑，不会具有凸出的尖刺结构。

与现有技术相比，本一体式石墨坩埚由于它只是在锅体外侧包覆保温层，以及在锅体与保温层之间设置电阻加热丝，因此，其为一体式结构，结构紧凑。

同时，由于本石墨坩埚中自身具有电阻加热丝，因此，它不需要额外的设置外置电阻加热丝或者燃烧机对其进行加热，简化了结构，具有很高的实用价值。

另外，保温层阻碍了空气对流，减缓了电阻加热丝和锅体红热状态下的氧化反应，提高了电阻加热丝和锅体的使用寿命。

附图说明

图1是本一体式石墨坩埚的半剖结构示意图。

图2是本一体式石墨坩埚中连接槽处的剖视结构示意图。

图中，1、锅体；1a、连接槽；2、电阻加热丝；3、保温层；4、绝缘纸。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本一体式石墨坩埚包括呈筒状的锅体1。

本石墨坩埚还包括电阻加热丝2和保温层3，所述锅体1外侧具有凹入的连接槽1a，上述的电阻加热丝2设置在连接槽1a处。保温层3包覆在锅体1外侧，本实施例中，保温层3为陶瓷纤维棉；当然，根据实际情况，选用玻璃纤维棉作为保温层3也是可行的一种方案。

上述的电阻加热丝2被定位在保温层3与锅体1之间，上述的电阻加热丝2与锅体1之间还具有绝缘结构。本实施例中，所述的保温层3为陶瓷纤维棉；根据实际情况，保温层3选用玻璃纤维棉也是一种可行的方案。

连接槽1a的数量为一道，且连接槽1a呈螺旋状分布于锅体1外侧。

如图1和图2所示，所述的绝缘结构为固连在连接槽1a处的绝缘纸4，本实施例中，所述的绝缘纸4为陶瓷纤维纸，根据实际情况，所述的绝缘结构为涂覆在连接槽处的聚醚醚酮涂层也是一种可行的技术方案。

所述的连接槽1a的截面呈半圆形，上述电阻加热丝2的呈螺旋状且电阻加热丝2的外径略大于连接槽1a的深度。本实施例中，所述的绝缘结构与连接槽1a相匹配，绝缘结构的边沿与连接槽1a端口处相平齐。

由于坩埚为石墨材料，采用绝缘结构能防止导电。同时，保温层3的设置能起到隔热保温的作用，减少了热量损失，提高了加热效率。

预埋在石墨坩埚中的电阻加热丝2分组后由电极引出，接入到电气回路中。在通电情况下，预埋在石墨坩埚中的电阻加热丝2发热，将石墨坩埚均匀加热，用于铝合金的熔化与保温。

上述石墨坩埚在使用过程中在绝缘结构的作用下还能提高本石墨坩埚的使用稳定性以及使用寿命。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：所述的连接槽1a的数量为若干道，所述连接槽1a呈环形凹入的设置在锅体1外侧，上述若干道连接槽1a沿锅体1的周向均布设置。

Claims (10)

1.一种一体式石墨坩埚，包括呈筒状的锅体，其特征在于，它还包括电阻加热丝和保温层，所述锅体外侧具有凹入的连接槽，上述的电阻加热丝设置在连接槽处，上述的保温层包覆在锅体外侧且上述的电阻加热丝被定位在保温层与锅体之间，上述的电阻加热丝与锅体之间还具有绝缘结构。

2.根据权利要求1所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的保温层为陶瓷纤维棉。

3.根据权利要求1所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的保温层为玻璃纤维棉。

4.根据权利要求1或2或3所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的连接槽的数量为一道，且连接槽呈螺旋状分布于锅体外侧。

5.根据权利要求1或2或3所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的连接槽的数量为若干道，所述连接槽呈环形凹入的设置在锅体外侧，上述若干道连接槽沿锅体的周向均布设置。

6.根据权利要求4所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的绝缘结构为固连在连接槽处的绝缘纸。

7.根据权利要求6所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的绝缘纸为陶瓷纤维纸。

8.根据权利要求6所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的绝缘结构为涂覆在连接槽处的聚醚醚酮涂层。

9.根据权利要求1或2或3所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的连接槽的截面呈半圆形，上述电阻加热丝的呈螺旋状且电阻加热丝的外径略大于连接槽的深度。

10.根据权利要求9所述的一体式石墨坩埚，其特征在于，所述的绝缘结构与连接槽相匹配且绝缘结构的边沿与连接槽端口处相平齐。