一种制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113492202A(43)申请公布日2021.10.12(21)申请号202110516043.5B22D27/00(2006.01)(22)申请日2021.05.12B22D39/04(2006.01)B22D46/00(2006.01)(71)申请人河南森格材料科技有限公司C22B9/05(2006.01)地址454002河南省焦作市示范区神州路焦作高新技术服务中心一号厂房四楼西一区(72)发明人封存利介明山位高锋杨文朋(74)专利代理机构南京鑫之航知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32410代理人汪庆朋(51)Int.Cl.B22D9/00(2006.01)B22D7/06(2006.01)B22D7/12(2006.01)B22D27/04(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图6页(54)发明名称一种制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置及方法(57)摘要本发明涉及一种制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置，包括承载机架、熔炼炉、结晶炉、结晶冷凝机构、注流管、注流调节机构、负压泵、增压泵及驱动电路，熔炼炉、结晶炉均为嵌于承载机架内，熔炼炉与结晶炉通过注流管连通，结晶冷凝机构与结晶炉下端面连接，注流调节机构下半部嵌于熔炼炉内，负压泵、增压泵分别与熔炼炉、结晶炉连通，驱动电路嵌于承载机架外侧面。其铸锭方法包括设备装配，环境预制，转炉作业及结晶作业等四个步骤。本发明一方面降低了金属熔融及冷凝结晶作业时金属氧化物产含量；另一方面可实现对金属冷凝结晶时凝固速度、结晶方向进行精确调控，有效地改善金属铸锭的显微组织。CN113492202ACN113492202A权利要求书1/4页1.一种制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置，其特征在于：所述的制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置包括承载机架、熔炼炉、结晶炉、结晶冷凝机构、注流管、注流调节机构、负压泵、增压泵及驱动电路，其中所述熔炼炉、结晶炉均为嵌于承载机架内，并于承载机架内侧面连接，所述熔炼炉位于结晶炉上方，与结晶炉通过注流管连通，所述注流管与熔炼炉、结晶炉同轴分布，并分别与熔炼炉下端面及结晶炉上端面连通，所述结晶冷凝机构与结晶炉下端面连接并与结晶炉同轴分布，所述注流调节机构与熔炼炉同轴分布，其下半部嵌于熔炼炉内，上半部位于熔炼炉外并通过升降驱动机构与承载机架连接，且所述注流调节机构下端面与熔炼炉下端面相抵并嵌于注流管上端面内，负压泵、增压泵均至少一个，且负压泵、增压泵分别与熔炼炉、结晶炉连通，其中所述负压泵、增压泵分别与熔炼炉、结晶炉间通过控制阀连通，增压泵另与外部惰性气体气源连通，所述驱动电路嵌于承载机架外侧面，并分别与熔炼炉、结晶炉、结晶冷凝机构、注流调节机构、负压泵、增压泵、升降驱动机构及控制阀电气连接。2.根据权利要求1所述的一种制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置，其特征在于：所述的熔炼炉包括保温承载腔体、密封盖、熔炼坩埚、压力传感器、温度传感器、气体成分传感器、感应加热线圈，其中所述保温承载腔体和熔炼坩埚均为轴向截面呈“凵”字形腔体结构，保温承载腔体上端面与密封盖连接并构成密闭腔体结构，所述熔炼坩埚嵌于保温承载腔体内，与保温承载腔体同轴分布，且熔炼坩埚下端面与温承载腔体底部接触面间设至少两个压力传感器，所述压力传感器环绕熔炼坩埚轴线均布，所述熔炼坩埚下端面及保温承载腔体下端面均设与保温承载腔体同轴分布的注流口，所述熔炼坩埚通过注流口与注流管上端面连通，且注流管嵌于保温承载腔体的注流口内，并与保温承载腔体的注流口侧壁连接，所述熔炼坩埚外径为保温承载腔体内径的50%—90%，高度为保温承载腔体高度的60%—95%，所述保温承载腔体侧壁设一个排气口和一个补气口，所述排气口和补气口轴线与保温承载腔体轴线垂直分布，所述排气口轴线位于熔炼坩埚上端面至少5毫米处，所述补气口轴线比保温承载腔体底部高至少5毫米，且排气口与负压泵连通，补气口与增压泵连通，所述温度传感器、气体成分传感器均至少一个，环绕保温承载腔体轴线与密封盖下端面连接，所述密封盖上设一个保温承载腔体同轴分布的调节口，和至少一个环绕保温承载腔体轴线均布的透明观察窗，其中所述注流调节机构嵌于调节口内，与调接口侧壁滑动连接并与调接口同轴分布，且所述注流调节机构下端面与熔炼坩埚底部间距为0时，注流调节机构下端面嵌于注流管上端面内并对注流管上端面密封，所述感应加热线圈至少一个，为与熔炼坩埚同轴分布的闭合环状结构并包覆在熔炼坩埚外，所述感应加热线圈高度不小于熔炼坩埚高度的50%，所述压力传感器、温度传感器、气体成分传感器、感应加热线圈均与驱动电路电气连接。3.根据权利要求1所述的一种制备纯净的定向凝固金属组织用凝固装置，其特征在于：所述的结晶炉包括承