一种组合式节能轻型石墨坩埚的制作方法

本实用新型涉及节能轻型石墨坩埚领域，特别是涉及组合式节能轻型石墨坩埚。

背景技术：

坩埚是用极耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土、石英或较难熔化的金属铁等)所制的器皿或熔化罐，它是熔化和精炼金属液体以及固液加热、反应的容器。

现在人们常用的坩埚可分为石墨坩埚、粘土坩埚和金属坩埚三大类。

石墨，是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。

石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm，属六方晶系，具完整的层状解理，解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。

石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：(1)耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。(2)导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。(3)润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。(4)化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。(5)可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。(6)抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

石墨坩埚的主体原料是结晶形天然石墨，故它保持着天然石墨原有的各种理化特性，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，在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，石墨坩埚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。

但现有的石墨坩埚往往容量固定，当被加热的物质的量改变时，便需要更换不同规格的坩埚，很不方便。另外，现有的石墨坩埚还存在着受热不够均匀的问题，易导致被加热物质局部温度过高，产生爆裂或液体爆沸，很不安全。

当石墨坩埚加热完毕后，通常我们直接将坩埚至于空气中自然冷却，但是，这样很可能会因为散热不均或环境与坩埚温差较大导致坩埚皲裂或破裂，很不安全且会带来一定的经济损失。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种组合式节能轻型石墨坩埚，重量轻、节省能源，当加热物质的量大或量小时均可使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

提供一种组合式节能轻型石墨坩埚，包括石墨上锅体、石墨下锅体，上下锅体可拆卸地紧密连接，所述石墨下锅体为由双层石墨锅体紧密贴合构成，且石墨下锅体外层壁面设置有若干凹槽。

上下锅体的结合，使得加热物质的量大或量小时均适合使用，特别是少量物质熔融情况下，比如贵金属熔融，可减少坩埚的粘附，避免造成浪费。而双层结构的锅体可增加传热均匀性，保证坩埚内部物质受热均匀。

进一步地，所述上下锅体通过卡接或铰接方式紧密连接。

进一步地，所述下锅体口部边缘设置有卡接条，所述卡接条由石墨下锅体内层口部边缘设置的凸起紧密贴合构成，所述石墨上锅体底部设置有卡接槽，所述卡接条嵌入卡接槽中，实现上下锅体的紧密连接。

进一步地，上下锅体的出口处设置有方便将锅体内的液体倾倒出的引流浇嘴。

进一步地，下锅体外壁的凹槽为若干均匀分布在锅体上的矩形凹槽或圆形凹槽。

设置矩形凹槽或圆形凹槽，可减轻锅体重量，同时增大传热面积。

进一步地，所述上锅体的出口处设置有一圈绝热材料把手。

进一步地，所述绝热材料把手为陶瓷绝热把手。

进一步地，上述石墨坩埚还包括与上下锅体组合后形状匹配的石英锅套。

坩埚加热完毕后，如果直接置于空气中或较低的环境温度下进行冷却，很容易导致坩埚皲裂甚至直接破裂，这样既浪费器材，还可能导致安全事故。使用石英锅套后，坩埚加热完毕后在石英锅套内均匀散热降温，可避免石墨坩埚冷却时温度不均匀产生皲裂或破裂。

进一步地，还包括石英坩埚盖。

设置石英坩埚盖，可避免坩埚刚开始冷却时，里面仍然为高温状态的液体飞溅，进一步保护操作人员的安全，同时也可使坩埚内部的物质更均匀的散热。另外，石英为透明材质，这样在盖上石英坩埚盖时可以随时观察坩埚内部的物质的情况，不必打开坩埚，更方便，安全性更高。

进一步地，所述石英坩埚盖上设置有用于将锅内加工产生的废气排出的排气孔。

排气孔可将坩埚内物质的热量散发出去，同时也可平衡坩埚内外气压，防止坩埚温度较高时气压过大冲翻石英坩埚盖，也可防止冷却后坩埚内气压变小打不开石英坩埚盖。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚通过上下锅体组合设置，使得坩埚在加热大量或少量物质时，使用效果都很好，锅体受热均匀，可使所加热物质均匀受热，加热效果好，加热效率高，可有效降低能耗，节省料材，降低成本。

(2)本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚锅体重量轻，轻巧方便，并通过石英锅套配套使用，再配以石英坩埚盖，有效的提高了使用过程中的安全系数，保证了操作者的人身安全和财产安全。

(3)本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚锅体结构科学合理，使用方便，可有效减少被加热物质在加热过程中的损耗，适用于多种固体、液体物质的加热，使用范围广，各部件之间可拆卸连接，方便使用和更换零部件，降低了维修成本，值得推广。

附图说明

图1是本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚结构示意图；

图2是本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚剖视图；

图3是本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚俯视图；

图4是本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚配套冷却使用的石英锅套加石英坩埚盖结构示意图；

图5是本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚配套冷却使用的石英坩埚盖俯视图。

图中：1石墨上锅体，11卡接槽，2石墨下锅体，21石墨下锅体内层，22石墨下锅体外层，23卡接条，3引流浇嘴，4石英锅套，5石英坩埚盖，51排气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

一种组合式节能轻型石墨坩埚，如图2所示，包括石墨上锅体1、石墨下锅体2，石墨下锅体2由双层石墨锅体紧密贴合构成，且石墨下锅体外层22壁面设置有若干凹槽，凹槽为若干均匀分布在锅体上的矩形凹槽或圆形凹槽。

石墨上锅体1与石墨下锅体2卡接，石墨下锅体2口部边缘设置有卡接条23，卡接条23由石墨下锅体内层21口部边缘设置的凸起紧密贴合构成，石墨上锅体1底部设置有卡接槽11，卡接条23嵌入卡接槽11中，实现上下锅体的紧密连接。

使用时，若所需加热的物质较少，可直接使用石墨下锅体2进行加热，当所需加热的物质较多时，将上下锅体组合使用即可。

石墨下锅体2使用双层结构，受热更均匀，加热效果更好，可避免被加热物质受热不均引起炸裂或局部爆沸等现象。设置矩形凹槽或圆形凹槽，可减轻锅体重量，同时增大传热面积。

本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚通过上下锅体组合设置，使得坩埚在加热大量或少量物质时，使用效果都很好，锅体受热均匀，可使所加热物质均匀受热，加热效果好，加热效率高，可有效降低能耗，节省料材，降低成本。

实施例2

一种组合式节能轻型石墨坩埚，如图2～3所示，包括石墨上锅体1、石墨下锅体2、引流浇嘴3。

上下锅体的出口处设置有方便将锅体内的液体倾倒出的引流浇嘴3，石墨下锅体2由双层石墨锅体紧密贴合构成，且石墨下锅体外层22壁面设置有若干凹槽，凹槽为若干均匀分布在锅体上的矩形凹槽或圆形凹槽。

石墨上锅体1与石墨下锅体2卡接，石墨下锅体2口部边缘设置有卡接条23，卡接条23由石墨下锅体内层21口部边缘设置的凸起紧密贴合构成，石墨上锅体1底部设置有卡接槽11，卡接条23嵌入卡接槽11中，实现上下锅体的紧密连接。

使用引流浇嘴，可方便将锅体内的液体倾倒出，使其不易到处洒落，方便使用，且可节约原料。

实施例3

一种组合式节能轻型石墨坩埚，包括石墨上锅体1、石墨下锅体2、引流浇嘴3。

上下锅体的出口处设置有方便将锅体内的液体倾倒出的引流浇嘴3，石墨下锅体2由双层石墨锅体紧密贴合构成，且石墨下锅体外层22壁面设置有若干凹槽，凹槽为若干均匀分布在锅体上的矩形凹槽或圆形凹槽。

石墨上锅体1的出口处设置有陶瓷绝热把手，石墨上锅体1与石墨下锅体2卡接，石墨下锅体2口部边缘设置有卡接条23，卡接条23由石墨下锅体内层21口部边缘设置的凸起紧密贴合构成，石墨上锅体1底部设置有卡接槽11，卡接条23嵌入卡接槽11中，实现上下锅体的紧密连接。

实施例4

在实施例3的基础上，作为进一步优选的实施方式：本实用新型石墨坩埚还包括与上下锅体组合后形状匹配的石英锅套4，如图4所示，石英锅套4的内部形状与石墨坩埚的外边缘形状吻合，石英锅套4的底部设有使石英锅套4稳定放置的底座，以防止石墨坩埚在石英锅套4中冷却的时候被打翻。

坩埚加热完毕后，放至石英锅套4进行自然冷却。

使用石英锅套5对石墨坩埚进行冷却，坩埚加热完毕后在石英锅套5内均匀散热降温，进而锅体各部分温度变化均匀，可避免石墨坩埚冷却时产生皲裂或破裂，保证石墨坩埚的使用寿命和使用者的安全。

实施例5

在实施例3的基础上，作为进一步优选的实施方式：本实用新型石墨坩埚还包括与上下锅体组合后形状匹配的石英锅套4和透明的石英坩埚盖5，如图4所示，石英锅套4的内部形状与石墨坩埚的外边缘形状吻合，石英锅套4的底部设有使石英锅套稳定放置的底座，以防止石墨坩埚在石英锅套4中冷却的时候被打翻。

使用时，将石墨坩埚加热完毕后，放至石英锅套4进行自然冷却，同时在石英锅套4上盖上石英坩埚盖5，冷却完毕后，打开石英坩埚盖5，将石墨坩埚取出即可。

设置石英坩埚盖5，可避免石墨坩埚刚开始冷却时，里面仍然为高温状态的液体飞溅出来，误伤他人，可进一步保护操作人员的安全，同时也可使石墨坩埚内部的物质更均匀的散热。另外，石英为透明材质，这样在盖上石英坩埚盖5时可以随时观察石墨坩埚内部的物质的情况，不必打开坩埚，更方便，安全性更高。

实施例6

在实施例5的基础上，作为进一步优选的实施方式：石英坩埚盖5上设置有用于将锅内加工产生的废气排出的排气孔51。

排气孔51可将石墨坩埚内物质的废气和热量散发出去，同时也可平衡坩埚内外气压，防止坩埚温度较高时气压过大冲翻石英坩埚盖，也可防止冷却后坩埚内气压变小打不开石英坩埚盖。

进一步地，如图5所示，排气孔51有多个，在石英坩埚盖5上相互之间等距排列，且排列在同一圆形的圆周上，不仅美观，也可更好地起到排气的作用。

综上所述，本实用新型组合式节能轻型石墨坩埚锅体结构科学合理，轻巧方便，可有效减少被加热物质在加热过程中的损耗，适用于多种固体、液体物质的加热，使用范围广，安全性能高。各部件之间可拆卸连接，方便使用和更换零部件，降低了维修成本，值得推广。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。