[实用新型]定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密铸造领域，特别地，涉及一种定向结晶炉用隔热装置及具有其的定 向结晶炉。

背景技术

20世纪70年代中期，美、英、日等发达国家首先将定向柱晶叶片技术用于生产，由于消 除了横向晶界，晶体沿特定方向生产，定向柱晶叶片与传统的等轴晶叶片相比，能大幅度提 高性能、寿命以及使用温度，已成为航空发动机研究和发展的重要方向。

目前，工业上用于生产定向柱晶叶片的最成熟、常用方法是快速凝固法(HRS)，即铸型 移动法，该类型定向结晶炉被隔热装置(隔热挡板)分成三个区域：加热区、绝热区、冷却 区。隔热挡板对于控制定向结晶过程是必不可少的，在很大程度上影响着轴向温度梯度，进 而影响定向柱晶组织的好坏，对材质、结构和尺寸要求很高。

现有的隔热挡板材质一般为石墨或是水泥石棉板，尺寸一般根据炉子需求定制。但由于 石墨、水泥石棉板导热系数较大，加上隔热挡板厚度设计不合理(厚度太薄则隔热效果不好， 降低了温度梯度，且会造成隔热板强度不足，太厚则增大加热区和冷却区之间的距离，又变 相降低了温度梯度)，导致隔热效果不好，温度梯度无法得到有效保证，定向柱晶组织不好； 此外，一旦模壳漏钢时，钢水容易与加热器闭合形成短路，存在很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉，以解决现有的隔 热装置隔热效果差导致的轴向温度梯度难以有效保证的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种定向结晶炉用隔热装置，位于定向结晶炉的保温 装置与冷却装置之间且套设于作为定向结晶铸芯的定向模壳之外，用于沿定向模壳的轴向形 成绝热区；隔热装置采用多晶莫来石纤维制成，且隔热装置整体呈圆环状。

进一步地，隔热装置的上端面凸设有用于防止定向模壳外溢的液态金属与定向结晶炉内 的加热装置接触的环形凸台，环形凸台的厚度小于隔热装置沿径向的厚度且环形凸台位于隔 热装置的外壁面与内壁面之间。

进一步地，隔热装置的下端面内缘设有斜边倒角。

进一步地，隔热装置沿其轴向的厚度为30～40mm。

根据本实用新型的另一方面，提供一种定向结晶炉，包括上述的定向结晶炉用隔热装置。

进一步地，定向结晶炉包括保温装置，保温装置内设置加热装置，保温装置的底端设有 隔热挡板，隔热挡板的下面间隔设置有冷却装置，作为定向结晶的铸芯的定向模壳在加热装 置、隔热挡板及冷却装置之间自由的上下运动，以实现定向结晶。

进一步地，保温装置采用双层桶状结构，包括位于内侧的保温内桶、位于外侧的保温外 桶，保温外桶采用固体碳毡一体成型且套设于保温内桶之外。

进一步地，加热装置包括位于保温内桶内且沿其轴向间隔设置的上加热器和下加热器。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型定向结晶炉用隔热装置及具有其的定向结晶炉，通过采用多晶莫来石纤维制 成圆环状的隔热装置，由于多晶莫来石纤维的导热系数远小于石墨或者水泥石棉板，使得该 隔热装置的隔热效果好，有效提高了定向结晶炉的轴向温度梯度，且隔热挡板沿轴向的厚度 可减少以减小加热区与冷却区之间的距离，进一步提高轴向温度梯度，进而提高了定向叶片 的晶粒度合格率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性 实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例隔热装置的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例定向结晶炉的结构示意图；

图3是本发明优选实施例定向结晶过程示意图。

附图标记说明：

1、保温装置；

2、定向模壳；3、加热装置；4、冷却装置；5、隔热装置；

31、上加热器；32、下加热器；

51、环形凸台；52、斜边倒角；

6、液态金属；7、固态金属。

具体实施方式