一种坩埚篮套及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及坩埚篮套的一体化设计及其制作方法，特别提供一种应用于高温合金真空冶炼的坩埚篮套及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在高温合金真空冶炼过程中，坩埚是影响合金钢液纯净度以及铸件冶金质量的关键因素之一。为改善钢液的均匀性及纯净度，其需要经过高达1600°C -1800°C的熔体过热处理。在反复高温的作用下，坩埚极易出现脱皮、裂纹等现象而导致失效。为保证铸件的冶金质量，正常冶炼3-5次即需更换新的坩埚。但是传统更换坩埚流程复杂，而且耗时长，严重降低真空冶炼的生产效率。而现在采用坩埚篮技术能够快速的更换坩埚，显著的提高冶炼的生产效率。
[0003]坩埚篮主要由坩埚篮套2、耐火材料3、成型坩埚4以及绝缘板5等组成，如图1所示。内层为成型坩埚4，材质为氧化铝、氧化镁或者氧化钙，中间层为镁砂等耐火材料，最外层为坩埚篮套2，由钢丝网或者不锈钢板焊接而成。但是在实际生产过程中发现，这种焊接而成的坩埚篮套在外部中频感应电流的作用下，极易在焊接点或者连接交界处产生感应电流，导致坩埚篮套局部发生熔断而失效，严重影响正常冶炼生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种一体化制作坩埚篮套的方法，不仅能避免出现焊接点，而且能显著提高坩埚篮套的强度，进而延长坩埚篮套使用寿命，提高生产效率。
[0005]本发明具体提供了一种坩埚篮套的制备方法，其特征在于，具体步骤为:
[0006](1)、根据坩埚和感应线圈尺寸，计算坩埚篮套所用材料的尺寸；
[0007](2)、通过电火花线切割加工坩埚篮套的固定上缘21和固定下缘22 ；
[0008](3)、采用数控冲床在坩埚篮套壁上加工孔隙23 ；
[0009](4)、将坩埚篮套的固定上缘21向外折，固定下缘22向里折，卷曲坩埚篮套壁成笔筒状；
[0010](5)、将坩埚篮套的上下缘与绝缘石棉板通过螺母进行固定连接，最终获得无焊接的一体成型坩埚篮套。
[0011]本发明所述坩埚篮套的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，在坩埚篮套壁的上下两端等分出2N或2N-1个长方形，其中N为自然数且3 < N < 10，然后分别在坩埚篮套壁的上下两端间隔的裁剪掉N或Ν-l个长方形，剩余长方形作为固定上缘21和固定下缘22。
[0012]本发明所述坩埚篮套的制备方法，其特征在于:步骤⑶中，在坩埚篮套壁上沿着宽度的方向进行均匀的冲孔，要求孔隙23的直径小于固定上缘21的宽度，孔隙23可为带圆弧的各种形状。
[0013]本发明所述坩埚篮套的制备方法，其特征在于，具体步骤为:
[0014]①、计算坩埚篮套所用材料的尺寸
[0015]已知以下尺寸参数:坩埚内径为D。，高度为W。；熔炼感应线圈内径D2，高度W2 ；坩埚与坩埚篮套的缝隙为a，如图1所示。则坩埚篮套内gDi和高度I存在以下关系:
O^a^Oz, H ?W2 ;
[0016]则坩埚篮套所用钢板的长度L = π Di，钢板的高度H ( ffi+Di
[0017]②、坩埚篮套上缘和下缘的加工
[0018]在钢板的上下两端等分出2N或2N-1个长方形(N为自然数且3彡N彡10)，使等分后每个长方形的宽度为或nD/ON-l),长度小于01/2 ;分别在钢板的上下两端间隔的裁剪掉N或Ν-l个长方形，剩余长方形分别作为坩埚篮套的固定上缘21和固定下缘22 ;如图2所示，钢板的上下两端等分出15个长方形，各裁掉7个长方形后余下8个固定上缘21和8个固定下缘22。
[0019]③、坩埚篮套壁孔的加工
[0020]在长度为31 D1；宽度为W的钢板上，沿着宽度的方向进行均匀的冲孔，孔隙23的直径小于固定上缘21的宽度，孔隙23为带圆弧的各种形状，如图3所示；
[0021]④、坩埚篮套的固定
[0022]钢板的固定上缘21向外折，固定下缘22向里折，其纵剖面为Z字形。然后卷曲钢板成笔筒状。固定上缘21和固定下缘22分别与绝缘石棉板通过螺母进行固定连接，最终获得无焊接的一体成型坩埚篮套。
[0023]采用本发明所述方法制备的坩埚篮套，其特征在于:坩埚篮套壁上有孔隙23，该孔隙为带弧度的形状(优选为圆形、椭圆形或跑道形)，沿坩埚篮套宽度方向均匀分布，孔隙23的数量根据孔径决定，最好在不影响强度的条件下使孔隙充满坩埚篮套壁。
[0024]本发明所述坩埚篮套，其特征在于:所述坩埚篮套采用的材料为导电性不强的不锈钢材料，优选0Crl8Ni9Ti或lCrl8Ni9Ti，坩埚篮套的内径为100-400mm，高度为
200-600mm,坩埚篮套的固定上缘21和固定下缘22的长度为50_200mm，适用于5_50Kg坩埚
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【附图说明】
[0025]图1坩埚篮示意图，其中1、熔炼感应线圈(内径D2，高度W2) ;2、坩埚篮套(内径D:，高度;3、耐火材料；4、成型坩埚(内径D。，高度为W。)；5绝缘石棉板。
[0026]图2坩埚篮套内外缘示意图。
[0027]图3坩埚篮套壁孔隙示意图。
[0028]图4 25KG坩埚篮套示意图。
【具体实施方式】
[0029]实施例1
[0030]25KG真空感应熔炼炉的坩埚篮套制作方法
[0031]1、计算坩埚篮套所用材料的尺寸
[0032]已知i甘祸内径为Dq= 140mm,高度为W。= 260mm ;线圈内径D2 = 240mm,高度W2 =300mm ;坩埚与坩埚篮套的缝隙为a = 30mm ;则坩埚篮套内径Di = 200mm,高度Wi = 280mm。则钢板的长度L = 670mm,钢板的高度H = 540mm,如图4所示。
[0033]2、坩埚篮套上缘和下缘的加工
[0034]沿着钢板长度方向进行15等分。则坩埚篮套的固定上缘21和固定下缘22的宽度为40mm,长度为80mm。然后分别在钢板的上下两端间隔的裁剪掉7个长方形，剩余8个固定上缘21和8个固定下缘22,如图4所示。
[0035]3、坩埚篮套壁孔的加工
[0036]在长度为670mm，宽度为400mm的坩埚篮套壁上，沿着钢板宽度的方向进行均匀的冲孔，孔的最大直径为30mm。孔也可为带圆弧的各种形状，如图4所7JK。
[0037]4、坩埚篮套的固定
[0038]坩埚篮套的固定上缘21向外折，固定下缘22向里折，其纵剖面为Z字形。然后卷曲坩埚套壁成笔筒状。固定上缘21和固定下缘22分别与绝缘石棉板通过螺母进行固定连接，最终获得无焊接的一体成型坩埚篮套。
[0039]实施例2
[0040]10KG定向凝固炉(HRS或者LMC)坩埚篮套制作方法<