一种单晶炉加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单晶炉加热装置，尤其是能提高温度梯度的单晶炉加热装置。
【背景技术】
[0002]单晶炉是生产航空发动机单晶叶片的专用设备。已有的单晶炉加热装置结构繁琐、不紧凑，安装和拆卸时间长，易烧损等故障，另外保温套保温效果也不好，炉膛温度高，炉体和炉门易在高温下变形需要更新炉门等故障。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种高温度梯度的新型单晶炉加热装置。
[0004]本实用新型采取的方案为:一种单晶炉加热装置，包括上加热器11、下加热器13、石墨电极棒8、支撑柱5，上、下加热器外设置有保温装置，保温装置包括侧保温套15和上保温套12，侧保温套15包括内石墨层6和不锈钢的侧保温套外壳16，中间填充有碳毡，上保温套10包括石墨环9和上保温套外壳14，中间填充有碳毡，上保温套10的石墨环9上支撑有小保温套10，石墨电极棒8—端与上、下加热器之间采用螺纹连接，圆锥导向，轴肩固定和支撑连接简易、方便可靠。石墨电极棒8通过氮化硼管7与侧保温套15绝缘，在下加热器13底部安装有防辐射挡板，分为三层，下层为膨胀石墨组成的隔热垫圈1，中层为石墨防漏垫圈2，上层为膨胀石墨的衬垫3。因为上、下各加一层膨胀石墨大大提高了保温效果，可极大的提高单晶炉的温度梯度。
[0005]进一步地，防辐射挡板下方设置有水冷套17。
[0006]进一步地，上述水冷套17为5?7层。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型单晶炉加热装置示意图，
[0008]其中，1:隔热垫圈、2:防漏垫圈、3:衬垫、4:通水金属管、5:支撑柱、6:内石墨层、7:氮化硼管、8:石墨电极棒、9:石墨环、10:小保温套、11:上加热器、12:上保温套、13:下加热器、14:上保温套外壳、15:侧保温套、16:侧保温套外壳、17:水冷套；
[0009]图2为现有单晶炉加热装置示意图，
[0010]其中6:内石墨层、10:小保温套、11:上加热器、13:下加热器、17:水冷套、18:下导电板、19:压板块、20:压紧条、21:三氧化二铝管、22:上导电板、23:楔块、24:保温环、25:隔热盘。
【具体实施方式】
[0011]为了更好地说明本专利，下面结合附图具体说明，请参阅图1、图2。
[0012]现有的单晶炉加热器，下加热器13采用下导电板18、压板块19、压紧条20连接固定，压紧条20受高温易翘曲变形而烧损导致故障发生，影响加热器正常使用。上加热器11采用上导电板22和楔块23连接和固定。安装时需将上加热器11旋转一角度安装，再在侧面用楔块23楔紧固定，隔热盘25支撑在水冷套17上，保温环24支撑在内石墨层6上，如图2所示。上述结构安装或拆卸需要2?3小时。
[0013]本实用新型单晶炉加热装置，包括上加热器11、下加热器13、石墨电极棒8、支撑柱5，上、下加热器外设置有保温装置，保温装置包括侧保温套14和上保温套13，侧保温套14包括内石墨层6和不锈钢的侧保温套外壳，中间填充有碳毡；上保温套13包括石墨环9和上保温套外壳14，中间填充有碳毡；上保温套的石墨环上支撑有小保温套10，石墨电极棒8—端与上、下加热器之间采用螺纹连接，圆锥导向，轴肩固定和支撑，连接简易、方便可靠；石墨电极棒8通过氮化硼管7与侧保温套15绝缘；在下加热器13底部安装有防辐射挡板，分为三层，下层为膨胀石墨组成的隔热垫圈1，中层为石墨防漏垫圈2，上层为膨胀石墨的衬垫3。因为上、下各加一层膨胀石墨大大提高了保温效果，可极大的提高单晶炉的温度梯度。
[0014]实际使用过程中加热器外壳16采用304不锈钢效果更佳。
[0015]而采用新结构安装或拆卸只需要半小时，而且无烧损事故。石墨电极棒8与侧保温套15之间采用氮化硼管7绝缘替代三氧化二铝管21，因氮化硼耐高温远高于三氧化二铝，过去三氧化二铝管时常被烧坏。石墨电极棒8另一端连接采用两个半圆的金属支撑柱5连接，采用螺钉压紧，形成无间隙结合，防止通电时打火烧损故障。两个半圆金属支撑柱5设有冷却水套，通水金属管4端部与炉体之间有法兰连接，又解决了加热体与电源的通电连接问题。
[0016]在加热器外部设有完整的保温装置。内壁由耐高温内石墨层6与304不锈钢组成的加热器外壳16包围着，中间填充碳毡组成侧保温套15。上保温套12由石墨环9和304不锈钢外壳14包围着，中间填充碳毡。在石墨环上安装一个小保温套10。一方面保护加热器上方热量不受损失，同时小保温套10又是支撑浇杯的装置，使浇注时钢水顺利通过。本实用新型保温套厚度增加25%，提高了保温效果，降低了炉膛的温度，提高了炉体特别是炉门的使用寿命。
[0017]防辐射挡板下方由5?7层水冷套17支撑，并形成一个低温环境，防辐射挡板是高温区和低温区的分界面。铸造时，当铸造型壳处在防辐射挡板上方时，处在高温区。当被抽拉机构抽拉到防辐射挡板下方，进入低温区，急速被水冷套17冷却就形成了高温度梯度，可大大提尚单晶叶片的铸造质量。
[0018]总之，单晶炉的加热装置的结构设计大大提高了单晶炉的性能，排除过去的单晶炉一系列故障，是保证单晶炉研制成功的关键环节。
【主权项】
1.一种单晶炉加热装置，其特征在于:包括上加热器(11)、下加热器(13)、石墨电极棒(8)、支撑柱(5)，上、下加热器外设置有保温装置，保温装置包括侧保温套(15)和上保温套(12)，侧保温套(15)包括内石墨层(6)和不锈钢的侧保温套外壳(16)，中间填充有碳毡，上保温套(15)包括石墨环(7)和上保温套外壳(14)，中间填充有碳毡，上保温套(15)的石墨环(9)上支撑有小保温套(10)，石墨电极棒⑶一端与上、下加热器之间采用螺纹连接；石墨电极棒(8)通过氮化硼管(5)与侧保温套(15)绝缘，在下加热器(1)底部安装有防辐射挡板，分为三层，下层为膨胀石墨组成的隔热垫圈(1)，中层为石墨防漏垫圈(2)，上层为膨胀石墨的衬垫(3)。2.根据权利要求1所述的单晶炉加热装置，其特征在于:防辐射挡板下方设置有水冷套(17)。3.根据权利要求1所述的单晶炉加热装置，其特征在于:水冷套(17)为5?7层。
【专利摘要】本实用新型涉及一种单晶炉加热装置，包括上加热器11、下加热器13、石墨电极棒8、支撑柱5，上、下加热器外设置有保温装置，保温装置包括侧保温套15和上保温套12，侧保温套15包括内石墨层6和不锈钢的侧保温套外壳16，中间填充有碳毡，上保温套10包括石墨环9和上保温套外壳14，中间填充有碳毡，上保温套10的石墨环9上支撑有小保温套10，石墨电极棒8一端与上、下加热器之间采用螺纹连接，圆锥导向，轴肩固定和支撑连接简易、方便可靠。单晶炉的加热装置的结构设计大大提高了单晶炉的性能，排除过去的单晶炉一系列故障，是保证单晶炉研制成功的关键环节。
【IPC分类】C30B35/00
【公开号】CN205152402
【申请号】CN201520764055
【发明人】郎业方, 杨忠明, 刘顺钢, 佟渤勇
【申请人】郎业方
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月29日