一種實驗用可防止炸裂的復合坩堝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于金屬或非金屬熔煉實驗過程中使用的一種容器領域，涉及一種實 驗用可防止炸裂的用于熔化金屬或非金屬的復合坩堝，具體地說涉及一種具有內、外兩層 且內外層間具有填充物的圓柱形復合坩堝。
【背景技術】
[0002] 坩堝是工礦、企業及科研院所生產、實驗經常使用的一種熔化金屬或非金屬的容 器，主要用于冶金工業、稀土行業、單晶硅、人造晶體和機械加工等行業，使用范圍廣，使用 量大。
[0003] 在冶金行業中，坩堝經常用于金屬的熔煉、冶金渣料的熔化、配渣實驗等。
[0004] 坩堝在冶金行業的使用過程中，經常是處在高溫環境下（1300~1700°C )，有的甚 至達到1700°C以上。由于傳統的坩堝形式單一，在高溫下使用時，有些材質的坩堝（例如剛 玉坩堝）非常容易炸裂，尤其是在生產、實驗過程中將坩堝放入或取出高溫爐膛時，由于爐 內外溫差較大，材質較脆的坩堝更容易炸裂，造成生產、實驗的失敗，增加了成本。更重要的 是當坩堝炸裂后，坩堝內的液態金屬溶液或熔渣將從坩堝內漏出，造成設備損壞或污染，造 成安全生產事故。因此，如果能將傳統的、形式單一的坩堝進行改進，設計出一種能夠防止 使用過程中炸裂的復合坩堝，將大大降低生產、實驗成本，提高生產、試驗效率，保障設備和 人身安全。
[0005] 目前，在冶金行業中使用的坩堝結構單一，而且有些材質的坩堝極易炸裂（如剛 玉坩堝等），造成生產、實驗的失敗，增加成本。坩堝一旦炸裂，高溫熔體漏出，更易造成人身 傷害、設備損壞或污染，造成安全生產事故。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的是提供一種實驗用能夠防止炸裂的復合坩堝，克服現有傳統 的、形式單一的坩堝（如剛玉坩堝）易炸裂的缺點，其結構簡單、組裝方便、實用，利用此坩 堝，在冶金行業中用于金屬的熔煉、冶金渣料的熔化等實驗，可節約成本，提高效率，保障設 備和人身安全，因此利于推廣應用。
[0007] 本實用新型通過下述技術方案予以實現：它是由坩堝內層、坩堝外層、夾層填料、 堝蓋組成，所述坩堝外層形狀為圓柱形，底部為平面；所述坩堝內層形狀為圓柱形，底部為 半球形，坩堝內層與坩堝外層之間加夾層填料，夾層填料厚度大于5mm，堝蓋為與坩堝外層 材質相同的材料、外形與外層坩堝上口相對應，且帶有可對坩堝內部進行操作的加料口。
[0008] 由于坩堝外層設計成圓柱形，底部為平面，不易炸裂的坩堝（如石墨坩堝等）作為 外層起到保護內層坩堝的作用，且可多次重復使用，價格低廉，節約成本；底部為平面可保 證坩堝放入爐內平穩。
[0009] 坩堝的內層底部為半球形有利于生產、實驗過程中液態熔體的收集，便于對其加 料和取樣等操作；更重要的是半球形的底部與側面的連接處為相切，消除了常規平底與側 面的連接處為直角或帶有一定角度時存在的內應力，尤其是消除了坩堝在加熱或冷卻時產 生的熱應力；
[0010] 夾層填料設計的目的：耐高溫的空心球形物填料可減緩內、外層坩堝之間的傳熱， 避免內層易炸裂的坩堝受急冷、急熱而炸裂；當內層坩堝一旦炸裂，夾層填料還可起到封堵 裂縫，避免高溫溶液漏出的作用。
[0011] 本實用新型所述的填料為可耐高溫的空心球形物，球體直徑為1~1〇_。空心球 體直徑小于lmm，夾層填料起不到減緩傳熱的作用，直徑大于10mm，夾層填料起不到封堵裂 縫的作用；耐高溫的空心球形物填料可重復使用。
[0012] 夾層填料厚度（即內外層坩堝間距）小于5mm起不到減緩傳熱的作用；
[0013] 此堝蓋設計的目的：減緩外界對復合坩堝內部的輻射傳熱，避免易炸裂的內層坩 堝受急冷、急熱而炸裂；加料口為生產、實驗時可對坩堝內部進行觀察、加料、取樣等操作； 價格便宜，且可多次重復使用。
[0014] 本實用新型的優點及效果在于，結構簡單，在冶金行業的生產、實驗中，可防止坩 堝炸裂。能夠提高生產、試驗效率，保障設備和人身安全，大大降低生產、實驗成本，創造顯 著的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0015] 附圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0016] 圖2為本實用新型的內層結構示意圖；
[0017] 圖3為本實用新型的外層結構示意圖；
[0018] 圖4為本實用新型的堝蓋結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明：
[0020] 如圖1所示，所述的復合坩堝包括坩堝內層1、坩堝外層2、夾層填料3和堝蓋4組 成，坩堝外層2形狀為圓柱形，底部為平面；所述坩堝內層1形狀為圓柱形，底部為半球形， 坩堝內層1與坩堝外層2之間加夾層填料3,夾層填料3厚度大于5mm，堝蓋4為與坩堝外層 材質相同的材料、外形與外層坩堝上口相對應，且帶有可對坩堝內部進行操作的加料口 5。
[0021] 本實用新型的填料為可耐高溫的空心球形物，球體直徑為1~10_。空心球體直 徑小于1mm，夾層填料起不到減緩傳熱的作用，直徑大于10mm，夾層填料起不到封堵裂縫的 作用。
[0022] 采用本實用新型的結構方式，以IKg高溫管式電阻爐煉鋼實驗用坩堝為例，如圖2 所示，謝堝內層1側面外徑為100mm，內徑為95mm，高為120mm ;半圓形底部的內、外直徑分 別和側面的內、外徑相同。如圖3所示，坩堝外層2側面為圓柱形，底部為平面，坩堝外層外 徑為120_，內徑為110mm，高為150_，底部厚度10_。夾層填料3為耐高溫的空心剛玉球， 球體直徑為4~6mm。
[0023] 如圖4所示，堝蓋4為與坩堝外層2上口相對應的且帶有可對坩堝內部進行操作 的加料口 5,堝蓋外徑為140mm，厚為10mm，加料口直徑為45mm ;
[0024] 坩堝內層1為三氧化二鋁純度達99%以上的剛玉坩堝；
[0025] 坩堝外層2為純度達99%以上的石墨坩堝；
[0026] 夾層填料3為三氧化二鋁純度達99%以上的空心剛玉球；
[0027] 堝蓋4由純度達99%以上的石墨制成。
[0028] 采用本實用新型的結構方式，以50Kg感應爐煉鋼實驗用坩堝為例，如圖2所示，坩 堝內層1側面外徑為450mm，內徑為400mm，高為500mm ;半圓形底部的內、外直徑分別和側 面的內、外徑相同。如圖3所示，坩堝外層2側面為圓柱形，底部為平面，坩堝外層外徑為 540mm，內徑為490mm，高為550mm，底部厚度30mm。夾層填料3為耐高溫的空心剛玉球，球體 直徑為8~IOmm 0
[0029] 如圖4所示，堝蓋4為與坩堝外層2上口相對應的且帶有可對坩堝內部進行操作 的加料口 5，堝蓋外徑為580mm，厚為20mm，加料口直徑為450mm ;
[0030] 坩堝內層1為三氧化二鋁純度達99%以上的剛玉坩堝；
[0031] 坩堝外層2為純度達99%以上的石墨坩堝；
[0032] 夾層填料3為三氧化二鋁純度達99%以上的空心剛玉球；
[0033] 堝蓋4由純度達99%以上的石墨制成。
[0034] 表1對比實驗效果
[0035]
【主權項】
1. 一種實驗用可防止炸裂的復合相蝸，其特征在于，它是由相蝸外層、相蝸內層、夾層 填料、蝸蓋組成，所述相蝸外層形狀為圓柱形，底部為平面；所述相蝸內層形狀為圓柱形，底 部為半球形，相蝸內層與相蝸外層之間加夾層填料，夾層填料厚度大于5mm，蝸蓋外形與外 層相蝸上口相對應，且帶有加料口。
2. 根據權利要求1所述的一種實驗用可防止炸裂的復合相蝸，其特征在于，所述的填 料為耐高溫的空屯、球形物，球體直徑為1~10mm。
【專利摘要】本實用新型提供一種實驗用可防止炸裂的復合坩堝，它是由坩堝內層、坩堝外層、夾層填料、堝蓋組成，所述坩堝外層形狀為圓柱形，底部為平面；所述坩堝內層形狀為圓柱形，底部為半球形，坩堝內層與坩堝外層之間加夾層填料，夾層填料厚度大于5mm，堝蓋為與坩堝外層材質相同的材料、外形與外層坩堝上口相對應，且帶有可對坩堝內部進行操作的加料口。本實用新型的優點及效果在于，結構簡單，在冶金行業的生產、實驗中，可防止坩堝炸裂。能夠提高生產、試驗效率，保障設備和人身安全，大大降低生產、實驗成本，創造顯著的經濟效益和社會效益。
【IPC分類】B01L3-04
【公開號】CN204365335
【申請號】CN201420734529
【發明人】呂春風, 尚德禮, 康磊, 張維維, 常桂華
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年11月28日