大型石墨坩埚静压与烧结一体化设备及其制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石墨坩祸领域，特别涉及一种静压与烧结一体化的大型石墨坩祸制造设备及其制作工艺。
【背景技术】
[0002]石墨坩祸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。因此，石墨坩祸在冶金、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。
[0003]目前国内石墨坩祸生产工艺有两种:塑性成型生产工艺和压制成型生产工艺。以粘土为粘结剂的塑性成型工艺生产周期长，劳动强度大，工效低，用煤烧成，污染大，但因投资少，国内多采用此工艺；而静压设备压制成型工艺若用清洁能源天然气烧结，极大地减少了污染问题，而且制作效率高。
[0004]但是，大中型石墨坩祸由于体积大、质量重，在压制成型工艺后，还需要送到具有天然气燃烧功能的窑坑里进行烧结。先将吊入石墨坩祸窑坑，然后人工将焙烧砂覆盖在石墨坩祸上，再启动天然气进行烧结，烧结完成后又要人工将焙烧砂挖出，再将烧结好的石墨坩祸吊出。这种先压制成型、后窑坑焙烧的生产工艺，工作非常繁琐，需要采用吊车、叉车进行吊运和转运，又要人工覆砂、挖砂，整个过程工人劳动强度大、生产周期长、工效低，而且还需要建造专门的窑坑和厂房，配备相应的操作工人，投资大、场地占用大，且操作过程不安全因素多，极易发生安全事故。
[0005]如何能用一台设备将石墨坩祸制作成成品，正是本发明要重点解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种效率高、成本低、不需转运、生产速度快、安全节能的大型石墨坩祸静压与烧结一体化设备及其制作工艺。
[0007]本发明是通过以下技术方案予以实现的:
大型石墨坩祸静压与烧结一体化设备，其特征在于:包括机架、外壳、上液压缸、上模、内模、中模、下模、升降油缸、模芯、下液压缸，所述机架上部固定安装有外壳和上液压缸，所述外壳内设有上模与中模，所述上模与中模采用卡口式连接，所述内模位于上模内部并与穿过上模的上液压缸相连，所述下模的中心设有一个与模芯大小相适应的通孔，下模的底部设有升降油缸，所述模芯位于下模中心的通孔内，模芯底部与下液压缸相连，所述模芯为空心结构，内部设有微波加热器，所述上模与外壳之间还设有半圆形加热器。
[0008]进一步的，所述半圆形加热器包括半圆形安装架、红外加热器、底板、滑轮、导轨，所述微波加热器均匀分布在半圆形安装架的内侧，所述半圆形安装架下部与底板相连，所述底板下设有滑轮，所述滑轮安装在导轨上并可沿导轨滑动，所述导轨固定在外壳上。
[0009]采用上述设备制作石墨坩祸的工艺如下: 第一步，将用来制作石墨坩祸的原料装填在中模与模芯之间，启动上液压缸，带动内模向下运动，对原料进行静压成型；
第二步，启动模芯内的微波加热器，对成型后的石墨坩祸进行内部加热，同时上液压缸向上运动，带动内模、上模、中模一起向上提升，使石墨坩祸自动脱模；
第三步，启动半圆形加热器，半圆形安装架沿导轨向石墨坩祸靠近，启动红外加热器，对成型后的石墨坩祸进行外部烧制；
第四步，烧制完成后，启动下液压缸，带动模芯向下运动，使烧制成型后的石墨坩祸与模芯脱离；
第五步，启动升降油缸，带动下模及烧制成型后的石墨坩祸向下运动，将烧制成型后的石墨坩祸运送到下一工序的操作岗位。
[0010]进一步的，第二步中的微波加热器的加热温度控制在为1500-2000°c，第三步中的半圆形加热器的加热温度控制在为1000-1600°C，石墨坩祸内外温差控制在200-500°C。
[0011]本发明具有以下有益效果:
本发明在同一设备内迅速高效完成静压成型与高温烧制，节省了焙烧车间及焙烧设备投资，减少了中间运输，避免了大型石墨坩祸吊动或叉运的不安全性，而且
本发明全部采用液压自动控制，静压、烧制及脱模同时交叉进行，生产速度快，自动化程度高，安全经济又节能。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图。
[0013]附图中:1一机架，2—升降油缸，3—下液压缸，4一导轨，5—滑轮、导轨，6—底板，7—半圆形安装架，8—红外加热器，9 一中模，10—上模，11 一外壳，12—上液压缸，13—内模，14—模芯，15—微波加热器。
【具体实施方式】
[0014]下面参照附图对本发明作进一步详细说明。
[0015]如图1所示，大型石墨坩祸静压与烧结一体化设备，包括机架1、外壳11、上液压缸12、上模10、内模13、中模9、下模、升降油缸2、模芯14、下液压缸3。
[0016]机架I采用方管制作，在机架I上部安装上液压缸12，所述上液压缸12穿过上模10与内模13相连，在内模13的外部依次设有上模10与外壳11。上模10的下方设有中模9，所述中模9与上模10采用卡口式连接。这种连接非常方便，可以迅速使中模9与上模10旋合卡接或旋开分离，有利于制作石墨坩祸的原料装填。
[0017]中模9的下方设有下模，所述下模的中心设有一个与模芯14大小相适应的通孔，下模的底部设有升降油缸2。模芯14位于下模中心的通孔内，模芯14底部与下液压缸3相连，所述模芯14为空心结构，内部设有微波加热器15。
[0018]上模10与外壳11之间还设有半圆形加热器，所述半圆形加热器包括半圆形安装架7、红外加热器8、底板、滑轮5、导轨4，所述微波加热器15均匀分布在半圆形安装架7的内侧，所述半圆形安装架7下部与底板相连，所述底板下设有滑轮5，所述滑轮5安装在导轨4上并可沿导轨4滑动，所述导轨4固定在外壳11上。
[0019]采用上述设备制作石墨坩祸的工艺如下:
第一步，将用来制作石墨坩祸的原料装填在中模9与模芯14之间，启动上液压缸12，带动内模13向下运动，对原料进行静压成型；
第二步，启动模芯14内的微波加热器15，对成型后的石墨坩祸进行内部加热，加热温度控制在1500-2000°C，同时上液压缸12向上运动，带动内模13、上模10、中模9 一起向上提升，使石墨坩祸自动脱模；
第三步，启动半圆形加热器，半圆形安装架7沿导轨4向石墨坩祸靠近，启动红外加热器8，对成型后的石墨坩祸进行外部烧制，烧制温度控制在1000-1600°C，同时控制石墨坩祸内外温差在200-500°C，烧制时间为l_3h ;这种温度控制方式，有利于消除石墨坩祸的内应力，提尚广品的成品率。
[0020]第四步，烧制完成后，启动下液压缸3，带动模芯14向下运动，使烧制成型后的石墨坩祸与模芯14脱离；
第五步，启动升降油缸2，带动下模及烧制成型后的石墨坩祸向下运动，将烧制成型后的石墨坩祸运送到下一工序的操作岗位。
[0021]本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员根据本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应包括在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.大型石墨坩祸静压与烧结一体化设备，其特征在于:包括机架、外壳、上液压缸、上模、内模、中模、下模、升降油缸、模芯、下液压缸，所述机架上部固定安装有外壳和上液压缸，所述外壳内设有上模与中模，所述上模与中模采用卡口式连接，所述内模位于上模内部并与穿过上模的上液压缸相连，所述下模的中心设有一个与模芯大小相适应的通孔，下模的底部设有升降油缸，所述模芯位于下模中心的通孔内，模芯底部与下液压缸相连，所述模芯为空心结构，内部设有微波加热器，所述上模与外壳之间还设有半圆形加热器。
2.根据权利要求1所述的大型石墨坩祸静压与烧结一体化设备，其特征在于:所述半圆形加热器包括半圆形安装架、红外加热器、底板、滑轮、导轨，所述微波加热器均匀分布在半圆形安装架的内侧，所述半圆形安装架下部与底板相连，所述底板下设有滑轮，所述滑轮安装在导轨上并可沿导轨滑动，所述导轨固定在外壳上。
3.采用权利要求1或2所述设备制作石墨坩祸的工艺如下: 第一步，将用来制作石墨坩祸的原料装填在中模与模芯之间，启动上液压缸，带动内模向下运动，对原料进行静压成型； 第二步，启动模芯内的微波加热器，对成型后的石墨坩祸进行内部加热，同时上液压缸向上运动，带动内模、上模、中模一起向上提升，使石墨坩祸自动脱模； 第三步，启动半圆形加热器，半圆形安装架沿导轨向石墨坩祸靠近，启动红外加热器，对成型后的石墨坩祸进行外部烧制； 第四步，烧制完成后，启动下液压缸，带动模芯向下运动，使烧制成型后的石墨坩祸与模芯脱离； 第五步，启动升降油缸，带动下模及烧制成型后的石墨坩祸向下运动，将烧制成型后的石墨坩祸运送到下一工序的操作岗位。
4.根据权利要求3所述的制作石墨坩祸的工艺，其特征在于:第二步中的微波加热器的加热温度控制在为1500-2000 °C，第三步中的半圆形加热器的加热温度控制在为1000-1600°C，石墨坩祸内外温差控制在200-500°C。
【专利摘要】本发明涉及一种大型石墨坩埚静压与烧结一体化设备，包括机架、外壳、上液压缸、上模、内模、中模、下模、升降油缸、模芯、下液压缸，所述机架上部安装有上液压缸，所述外壳内设有上模与中模，所述上模与中模采用卡口式连接，下模的底部设有升降油缸，所述模芯为空心结构，内部设有微波加热器，所述上模与外壳之间还设有半圆形加热器。本发明具有效率高、成本低、不需转运、生产速度快、安全节能的优点。
【IPC分类】C04B35-52, C04B35-622
【公开号】CN104774010
【申请号】CN201510118545
【发明人】何志芳
【申请人】长沙新气象自动化技术有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月18日