一种用于定向单晶精密铸造炉的保温线圈结构的制作方法

1.本发明涉及铸造炉保温线圈技术领域，更具体地说是一种用于定向单晶精密铸造炉的保温线圈结构。


背景技术：

2.定向单晶精密铸造炉利用电磁感应和电流热效应的原理，对熔炼室中的材料加热熔化成液态金属，铸锭室内将预热至一定温度的模壳通过升降机构送至熔炼室预热至要求温度，然后将液态金属浇注到模壳中在保温包内维持一定的温度要求，最后通过拉晶机构实现铸件的定向凝固结晶。
3.定向单晶精密铸造炉在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求结晶取向凝固，采用定向单晶凝固技术可以生产具有优良的抗热冲击性能、较长的疲劳寿命、较好的蠕变抗力和中温塑性的工件。
4.定向单晶精密铸造炉的产品在冷却过程需要进行精准控温冷却，保证产品按照要求完成结晶凝固，但是传统的保温线圈只具备单一的保温减缓冷却功能(传统保温线圈结构如图7所示)，使得产品整体保温在同一温度进行冷却降温，无法满足产品对其内部结晶结构、方向等工艺要求。因此提出一种用于定向单晶精密铸造炉的保温线圈结构。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于定向单晶精密铸造炉的保温线圈结构，通过上保温线圈、下保温线圈同时设定不同温度，使得熔炼室内的产品处于上下不同温度中，由于产品冷却凝固的过程中，根据温度的不同，内部晶相的结晶时间、方向都会不同，利用这些特性对上保温线圈、下保温线圈设定不同温度，从而控制产品的结晶方向，以生产出满足工艺要求的产品。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于定向单晶精密铸造炉的保温线圈结构，包括安装在铸造炉的熔炼室外侧的保温线圈组件，所述保温线圈组件包括上保温线圈和下保温线圈，所述上保温线圈和下保温线圈上下分布且均设在熔炼室外侧，上保温线圈和下保温线圈可同时设定不同温度，使得熔炼室内的产品处于上下不同温度中，从而控制产品的结晶方向，以生产出满足工艺要求的产品。
7.所述熔炼室包括上保温感应环、下保温感应环、石墨圈和筑料圈，所述上保温感应环固定设在下保温感应环顶端，所述石墨圈固定设在上保温感应环和下保温感应环的外侧，所述筑料圈固定设在石墨圈外侧，所述上保温线圈和下保温线圈均设在筑料圈外侧。
8.在一个优选地实施方式中，所述熔炼室的上保温感应环顶端设有加热器盖，用于熔炼室内部密封。
9.在一个优选地实施方式中，所述筑料圈外侧设有保温线圈短路环，所述保温线圈短路环设在上保温线圈和下保温线圈之间，有助于熔炼室中调温。
10.在一个优选地实施方式中，所述熔炼室底端固定设有加热器基板，所述加热器基
板两侧均固定设有加热器支架，用于支撑加热器基板。
11.在一个优选地实施方式中，所述加热器基板顶端固定设有四个保温线圈支架，所述上保温线圈、下保温线圈、保温线圈短路环均固定设在四个保温线圈支架内侧，用于支撑上保温线圈、下保温线圈、保温线圈短路环。
12.在一个优选地实施方式中，所述加热器基板中心处开设有贯穿加热器基板的通孔，且通孔内部固定设有水冷环，用于对金属熔液快速冷却，所述水冷环外侧固定设有支撑环，所述支撑环设在加热器基板顶端且与加热器基板固定连接，用于支撑水冷环。
13.在一个优选地实施方式中，所述熔炼室内部放置有模壳，且模壳底端设有绝缘环，所述绝缘环底端设有升降装置，所述绝缘环和升降装置均设在水冷环内侧，升降装置驱动模壳上下运动。
14.在一个优选地实施方式中，所述水冷环前端固定连通有左右分布的进水管和出水管，且进水管和出水管均设在加热器基板下方，所述进水管和出水管远离水冷环的一端分别外接有冷却水进管以及冷却水出管。
15.在一个优选地实施方式中，所述上保温线圈、下保温线圈、水冷环均由导电材料制成。
16.本发明的技术效果和优点：
17.1、本发明通过金属熔液导入模壳后，上保温线圈、下保温线圈根据产品的工艺要求进行工作，保证模壳内的金属熔液保持在要求温度下，由于保温线圈组件分为上保温线圈、下保温线圈，可同时设定不同温度，使得熔炼室内的产品处于上下不同温度中，由于产品冷却凝固的过程中，根据温度的不同，内部晶相的结晶时间、方向都会不同，利用这些特性对上保温线圈、下保温线圈设定不同温度，从而控制产品的结晶方向，以生产出满足工艺要求的产品。
18.2、本发明的模壳由支撑在其下方的升降装置驱动向下运动，当模壳运动到下方的水冷环处时，水冷环按工艺要求工作，同时给升降装置信号，保证模壳在水冷环处冷却温度和时间，从而达到模壳内的金属熔液按指定的工艺要求快速冷却，提高生产效率。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图；
20.图2为本发明熔炼室和保温线圈组件的主视剖视图；
21.图3为本发明熔炼室和保温线圈组件的俯视图；
22.图4为本发明熔炼室和保温线圈组件的仰视图；
23.图5为本发明加热器基板、加热器支架、水冷环的主视图；
24.图6为本发明加热器基板、加热器支架、水冷环的主视剖视图；
25.图7为本发明的传统保温线圈结构图。
26.附图标记为：1上保温感应环、2下保温感应环、3加热器盖、4石墨圈、5上保温线圈、6下保温线圈、7保温线圈短路环、8绝缘环、9支撑环、10筑料圈、11加热器基板、12加热器支架、13水冷环、14保温线圈支架、15熔炼室、16进水管、17出水管、18升降装置。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.参照说明书附图1-4，该实施例的一种用于定向单晶精密铸造炉的保温线圈结构，包括安装在铸造炉的熔炼室15外侧的保温线圈组件，所述保温线圈组件包括上保温线圈5和下保温线圈6，所述上保温线圈5和下保温线圈6上下分布且均设在熔炼室15外侧，上保温线圈5和下保温线圈6均由导电材料制成，上保温线圈5和下保温线圈6同时设定不同温度，使得熔炼室15内的产品处于上下不同温度中，从而控制产品的结晶方向，以生产出满足工艺要求的产品。
29.所述熔炼室15内部放置有模壳，所述熔炼室15包括上保温感应环1、下保温感应环2、石墨圈4和筑料圈10，所述上保温感应环1固定设在下保温感应环2顶端，所述石墨圈4固定设在上保温感应环1和下保温感应环2的外侧，所述筑料圈10固定设在石墨圈4外侧，所述上保温线圈5和下保温线圈6均设在筑料圈10外侧，石墨圈4具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损的特性。
30.所述熔炼室15的上保温感应环1顶端设有加热器盖3，用于熔炼室15内部密封。
31.所述筑料圈10外侧设有保温线圈短路环7，所述保温线圈短路环7设在上保温线圈5和下保温线圈6之间，有助于熔炼室15中调温。
32.实施场景具体为：金属熔液导入模壳后，上保温线圈5、下保温线圈6根据产品的工艺要求进行工作，保证模壳内的金属熔液保持在要求温度下，由于保温线圈组件分为上保温线圈5、下保温线圈6，可同时设定不同温度，使得熔炼室15内的产品处于上下不同温度中，由于产品冷却凝固的过程中，根据温度的不同，内部晶相的结晶时间、方向都会不同，利用这些特性对上保温线圈5、下保温线圈6设定不同温度，从而控制产品的结晶方向，以生产出满足工艺要求的产品。
33.参照说明书附图1-6，所述熔炼室15底端固定设有加热器基板11，用于支撑熔炼室15，所述加热器基板11两侧均固定设有加热器支架12，用于支撑加热器基板11。
34.参照说明书附图1、3、4，所述加热器基板11顶端固定设有四个保温线圈支架14，所述上保温线圈5、下保温线圈6、保温线圈短路环7均固定设在四个保温线圈支架14内侧，保温线圈支架14用于支撑上保温线圈5、下保温线圈6、保温线圈短路环7。
35.参照说明书附图2、5、6，所述加热器基板11中心处开设有贯穿加热器基板11的通孔，且通孔内部固定设有水冷环13，水冷环由导电材料制成，所述水冷环13前端固定连通有左右分布的进水管16和出水管17，且进水管16和出水管17均设在加热器基板11下方，所述进水管16和出水管17远离水冷环13的一端分别外接有冷却水进管以及冷却水出管，冷却水通过冷却水进管、进水管16进入水冷环13中，然后再通过出水管17、冷却水出管流出，用于对金属熔液快速冷却。
36.所述水冷环13外侧固定设有支撑环9，所述支撑环9设在加热器基板11顶端且与加热器基板11固定连接，用于对水冷环13固定支撑。
37.模壳底端设有绝缘环8，所述绝缘环8底端设有升降装置18，所述绝缘环8和升降装
置18均设在水冷环13内侧，升降装置18可以采用现有技术中的液压缸、电动缸等设备，其为常见现有技术，在此就不做进一步赘述。
38.实施场景具体为：模壳由支撑在其下方的升降装置18驱动向下运动，当模壳运动到下方的水冷环13处时，水冷环13按工艺要求工作，同时给升降装置18信号，保证模壳在水冷环13处冷却温度和时间，从而达到模壳内的金属熔液按指定的工艺要求快速冷却，提高生产效率。
39.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。