[发明专利]低径向温度梯度的冷坩埚真空感应熔炼定向凝固装置

权利要求书

1.一种低径向温度梯度的冷坩埚真空感应熔炼定向凝固装置，包括真空熔炼室、与真空熔炼室连通的定向凝固室、连续拉锭机构、感应电源、真空机组、冷却系统、控制系统，其特征是：在真空熔炼室中装备有水冷铜坩埚、环绕水冷铜坩埚的感应圈，以及连续加料机构；在定向凝固室中配备有结晶器、结晶单元、牵引结晶器并提供水路的拉杆，以及在结晶器下方的冷却器；连续拉锭机构装在定向凝固室的下面，向拉杆提供移动和转动的动力；所述结晶单元是与水冷铜坩埚下口连通的管状通道，其温度控制在处理材料的凝固点附近，为处理材料提供凝固的环境，随结晶器向下移动的液态材料，在经过结晶单元时完成凝固过程；处理材料的定向凝固的过程是：启动感应电源向感应圈输送超音频电流，电流产生的电磁场使坩埚中的炉料实现悬浮熔炼；炉料完全熔化后，连续拉锭机构牵引拉杆并带动结晶器向下移动，或者边转动边移动；由结晶器承载的液态炉料随之向下移动，液态炉料在经过结晶单元时凝固，在进入冷却器后被进一步冷却；同时，连续加料机构按照设定的速度加料，使坩埚中熔池的液面保持固定的高度，从而实现连续的定向凝固过程；

所述结晶单元使用冷坩埚向下延伸段的不开缝坩埚裙摆作为结晶管，所述不开缝坩埚裙摆是将水冷铜坩埚的坩埚壁向下延伸形成一段的坩埚裙摆，不开缝坩埚裙摆的上口内径等于坩埚内径，下口的内径大于上口的内径，上口的位置高于感应圈下口，不开缝坩埚裙摆设有加热装置。

2.根据权利要求1所述的低径向温度梯度的冷坩埚真空感应熔炼定向凝固装置，其特征是：结晶器是可以移动的水冷紫铜圆盘，直径小于或等于水冷铜坩埚的内径；在熔炼过程中，结晶器部分或全部代替水冷铜坩埚底的位置承载着炉料和熔池，当它向下移动到坩埚的下方时，由于它的温度较低，液态材料便从它的表面开始凝固。