專利名稱：一種熔鋁石英坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種熔鋁石英坩堝技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型一種熔鋁石英坩堝涉及的是與鋁、錫、鉛、鋅、銅、鎘等金屬澆鑄行業(yè)使用的中小型熔鋁電爐配套的工業(yè)坩堝，具體涉及一種以較高純度的石英砂熔制的熔鋁石英坩堝。
背景技術(shù)：
[0002]熔鋁電爐主要供低熔點的有色金屬如鋁、錫、鉛、鋅、銅、鎘及巴氏合金等熔煉、熔化或保溫之用，在金屬零配件生產(chǎn)企業(yè)中使用十分普遍。單次熔化量在1500公斤以下的中小型電爐大多數(shù)使用石墨或者合金坩堝作為裝載和加熱熔化金屬的載體，最近幾年新開發(fā)的碳化硅坩堝也有所使用。熔融狀態(tài)下的上述金屬尤其是鋁和錫具有強(qiáng)烈的附著性和腐蝕性，在生產(chǎn)過程中熔融的金屬不斷附著在石墨或者金屬坩堝上愈積愈厚，加熱效率愈來愈低，同時促使石墨、各種合金及碳化硅坩堝的表面不斷發(fā)生劇烈氧化，有時局部嚴(yán)重脫落， 不僅對所澆鑄產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，而且生產(chǎn)過程中很難檢查出坩堝的缺陷，坩堝的使用壽命短并且難以具體確定，經(jīng)常發(fā)生意外穿孔、熔融金屬泄漏、電爐毀壞的事故，給企業(yè)造成損失。一般石墨或者合金坩堝的使用壽命為一個月左右，鋁的損耗率20%左右，企業(yè)消耗性成本高，大量廢棄的坩堝連帶附著的金屬造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，并且存在安全隱患。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型目的是針對上述不足之處，提供要解決的技術(shù)問題是提供一種熔鋁石英坩堝，是一種與鋁、錫、鉛、鋅、銅、鎘等金屬澆鑄行業(yè)使用的中小型熔鋁電爐配套的熔鋁石英坩堝，以較低的成本解決熔融狀態(tài)下的上述金屬尤其是鋁和錫對現(xiàn)有技術(shù)的石墨或者金屬坩堝附著性和腐蝕性問題。[0004]一種熔鋁石英坩堝是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)[0005]一種熔鋁石英坩堝包括坩堝壁、底部和涂覆層，坩堝壁和底部為一整體結(jié)構(gòu)，坩堝開口和底部均為圓形，坩堝壁與底部為圓弧形過渡，在坩堝壁和底部內(nèi)表面上具有涂覆層。[0006]所述坩堝壁和底部采用純度為99. 5%以上二氧化硅的石英砂制成。[0007]所述的涂覆層為耐高溫、耐腐蝕、表面光潔度高的涂覆層。所述的涂覆層采用 0. 1-0. 5mm厚度的氧化鋇或氧化鋯涂層。[0008]所述的涂覆層還可以采用比坩堝壁和底部具有更高純度的石英玻璃層，其厚度在 0. Imm以上，該石英玻璃層的二氧化硅含量為99. 99%以上，主要雜質(zhì)成分為A1 < 20ppm, Na、Ti 分別< 5ppm, Fe、Ca、Mg 分別< 3ppm, Li、K 分別< 2ppm。[0009]所述的熔鋁石英坩堝側(cè)剖面略成“U”字形或者“V”字形，坩堝的上口外直徑(外直) 為400-800mm，底部外直徑小于上口外直徑，坩堝壁厚10-30mm，底部厚度稍大于壁厚，高度為 400-1200mm。[0010]本實用新型一種熔鋁石英坩堝，是一種高純度的石英坩堝，具有導(dǎo)熱性好、耐高溫、耐腐蝕、光潔度高的特點。經(jīng)實際使用試驗，在900°C以下的溫度下能夠平均連續(xù)使用6個月以上，同樣功率和控制條件下，對比石墨坩堝能耗降低50%以上，鋁的損耗率減少30% 以上，除了受外力撞擊以外不會發(fā)生破裂穿孔事故，平均壽命是石墨坩堝的6倍，生產(chǎn)成本和銷售價格也只有石墨坩堝的6倍左右，性能價格比遠(yuǎn)高于行業(yè)內(nèi)目前使用的各種石墨、 合金和碳化硅坩堝。但石英坩堝的純度越高其制作成本也越高，在坩堝的內(nèi)表面上設(shè)置較薄的高純度石英玻璃層既能達(dá)到耐高溫、附著力低、耐腐蝕、能耗降低、使用壽命長的效果， 又可大大降低制作成本。[0011]以上各種涂層均能夠增加坩堝的強(qiáng)度，延長坩堝的使用壽命。[0012]本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)是以適當(dāng)純度的石英砂為原料，按照所配套使用的熔鋁電爐坩堝容積和載重量的要求，以及石英坩堝自身的強(qiáng)度特征，以電弧法或者電熔法在模具中熔制相應(yīng)規(guī)格的石英坩堝。該石英坩堝用來取代傳統(tǒng)的石墨、合金或者碳化硅坩堝，相對成本低，實用性強(qiáng)。[0013]本實用新型能夠解決金屬澆鑄行業(yè)堝壁附著導(dǎo)致熱效率下降、金屬原料浪費和經(jīng)常發(fā)生坩堝穿孔漏料的兩大難題，在提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的同時，大幅度減少能耗和金屬原料損耗，減少環(huán)境污染和資源浪費，提高經(jīng)濟(jì)效益。


[0014]以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明[0015]圖1為本實用新型一種熔鋁石英坩堝實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖2為本實用新型一種熔鋁石英坩堝實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0017]參照附圖1 2，一種熔鋁石英坩堝包括坩堝壁1、底部2和涂覆層3，坩堝壁1和底部2為一整體結(jié)構(gòu)，坩堝開口和底部均為圓形，坩堝壁1與底部2為圓弧形過渡，在坩堝壁1和底部2內(nèi)表面上具有涂覆層3。[0018]所述坩堝壁1和底部2采用純度為99. 5%以上二氧化硅的石英砂制成。[0019]所述的涂覆層3為耐高溫、耐腐蝕、表面光潔度高的涂覆層3。所述的涂覆層3采用0. 1-0. 5mm厚度的氧化鋇或氧化鋯涂層。[0020]所述的涂覆層3還可以采用比坩堝壁1和底部2具有更高純度的石英玻璃層， 其厚度在0. Imm以上，該石英玻璃層的二氧化硅含量為99. 99%以上，主要雜質(zhì)成分為A1 < 20ppm, Na、Ti 分別 < 5ppm，F(xiàn)e、Ca、Mg 分另ij< 3ppm, Li、K 分別< 2ppm。[0021]所述的熔鋁石英坩堝側(cè)剖面略成“U”字形或者“V”字形，坩堝的上口外直徑為 400-800mm,底部外直徑小于上口外直徑，坩堝壁1厚10-30mm，底部2厚度稍大于壁厚，高度為 400-1200mm。[0022]所述的石英砂的主要成分為二氧化硅，雜質(zhì)成分有鋁、鋰、鈉、鉀、鈦、鐵、鈣、 鎂等，一般二氧化硅的含量在99. 5% (重量百分比)以上，二氧化硅的含量越高其質(zhì)量也越高，壽命越長。[0023]實施例1:如圖1所示，以電弧法生產(chǎn)的熔鋁石英坩堝開口和底部圓形，側(cè)剖面略成“U”字形，坩堝壁1與底部2成圓弧形過度。坩堝的上口外直徑590mm，近底部“L”角處的外直徑550mm，坩堝壁厚20mm，底部厚度22_25mm，高度為690mm。[0024]用于熔制石英坩堝的石英砂以及成品坩堝的二氧化硅的含量為99. 9%以上，主要雜質(zhì)成分要求為A1 < 50ppm，Li、Na、K、Ti 分別 < 20ρρπι， ^ < lOppm，Ca、Mg 分別 < 15ppm。[0025]在熔制石英坩堝的后期，添加部分更高純度的二氧化硅的含量為99. 99%以上的石英砂，在坩堝內(nèi)表面形成0. Imm以上厚度的涂層3石英玻璃層。該石英玻璃層主要雜質(zhì)成分為A1 < 20ppm, Na、Ti 分別< 5ppm，F(xiàn)e、Ca、Mg 分別< 3ppm，Li、K 分別< 2ppm，比坩堝壁1和底部2的純度更高。[0026]實施例2:如圖2所示，以電熔法生產(chǎn)的熔鋁石英坩堝開口和底部圓形，側(cè)剖面略成“V”字形，坩堝壁1與底部2成圓弧形過渡。坩堝的上口外直徑800mm，近底部“L”角處的外直徑300mm，坩堝壁1厚30mm，底部2厚度50mm，高度為1200mm。[0027]用于熔制石英坩堝的石英砂以及成品坩堝的二氧化硅的含量為99. 5%以上，主要雜質(zhì)成分要求為:A1 < lOOppm，Li、Na、K、Ti 分別 < SOppmJe < lOppm，Ca、Mg 分別 <20ppm。[0028]石英坩堝內(nèi)壁冷涂0. 1-0. 5mm厚的氧化鋇或氧化鋯涂層。[0029]上述的熔鋁石英坩堝除用于鋁澆鑄行業(yè)使用外，還適合錫、鉛、鋅、銅、鎘等金屬澆鑄行業(yè)使用。
權(quán)利要求1.一種熔鋁石英坩堝，其特征在于包括坩堝壁、底部和涂覆層，坩堝壁和底部為一整體結(jié)構(gòu)，坩堝開口和底部均為圓形，坩堝壁與底部為圓弧形過渡，在坩堝壁和底部內(nèi)表面上具有涂覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鋁石英坩堝，其特征在于所述的涂覆層采用 0. 1-0. 5mm厚度的氧化鋇或氧化鋯涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鋁石英坩堝，其特征在于所述的涂覆層采用比坩堝壁和底部具有更高純度的石英玻璃層，其厚度在0. Imm以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鋁石英坩堝，其特征在于所述的坩堝側(cè)剖面略成“U” 字形或者“V”字形，坩堝的上口外直徑為400-800mm，底部外直徑小于上口外直徑，坩堝壁厚為10-30mm，底部厚度大于壁厚，高度為400-1200mm。
專利摘要本實用新型一種熔鋁石英坩堝涉及的是與鋁、錫、鉛、鋅、銅、鎘等金屬澆鑄行業(yè)使用的中小型熔鋁電爐配套的工業(yè)坩堝，具體涉及一種以較高純度的石英砂熔制的熔鋁石英坩堝。包括坩堝壁、底部和涂覆層，坩堝壁和底部為一整體結(jié)構(gòu)，坩堝開口和底部均為圓形，坩堝壁與底部為圓弧形過渡，在坩堝壁和底部內(nèi)表面上具有涂覆層。所述坩堝壁和底部采用純度為99.5%以上二氧化硅的石英砂制成。所述的涂覆層為耐高溫、耐腐蝕、表面光潔度高的涂覆層。所述的涂覆層采用0.01-0.2mm厚度的氧化鋇或氧化鋯涂層。所述的涂覆層采用比坩堝壁和底部具有更高純度的石英玻璃層，其厚度在0.1mm以上，該石英玻璃層的二氧化硅含量為99.99%。
文檔編號F27B14/10GK202254799SQ20112031293
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者杜建中 申請人:江蘇陽山硅材料科技有限公司