本發(fā)明屬于新型錠模領(lǐng)域，尤其是一種新型錠模，適用于鐵合金冶煉中工業(yè)硅、硅鐵、硅鋁鐵等產(chǎn)品的澆注冷卻，尤其適用于工業(yè)硅冶煉的澆注冷卻。

背景技術(shù)：

工業(yè)硅也稱為“結(jié)晶硅”、“純硅”、“金屬硅”，GB2881-81《工業(yè)硅技術(shù)條件》國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，正式定名為“工業(yè)硅”。工業(yè)硅根據(jù)用途主要分為冶金用硅和化學(xué)用硅兩大類。冶金用硅用于生產(chǎn)鋁硅合金等領(lǐng)域，化學(xué)用硅則用于生產(chǎn)有機硅、半導(dǎo)體材料和太陽能級硅等方面。

冷卻錠模是把礦熱爐冶煉得到的工業(yè)硅液澆入并凝固成錠的?；蛉萜?。?；蛉萜鞯男螤罡鶕?jù)工業(yè)硅所需成錠的形狀而定，一般形狀是扁長方形鑄鐵容器，由于硅的熔點為1420℃，沸點為2355℃，鑄鐵的熔點在1200℃左右，礦熱爐內(nèi)高溫熔融的工業(yè)硅液在精煉后澆注時的溫度在1600℃左右，在澆注到冷卻錠模容器時難免會熔蝕錠模體，破壞錠模體的金相組織，鐵元素還會混入到硅液之中，且一般在錠模中部的硅液是最后冷卻的，所以錠模中部的硅液因偏析因素鐵含量較高，降低工業(yè)硅的品質(zhì)；且鑄鐵容器的熱容以及熱傳導(dǎo)系數(shù)都不高，熱交換效率較低，因此人們想到了采用水冷式的冷卻錠模。水冷式的冷卻錠模一般是在錠模中設(shè)置水冷管道，當(dāng)冷水流過錠模的時候，能夠?qū)㈠V模上表面的熱量從工業(yè)硅液吸收的熱量帶走，這種錠模雖然冷卻量速度較快，但是由于其中的水冷管道由于經(jīng)常處于驟冷驟熱的狀態(tài)，非常容易產(chǎn)生裂紋，同時在熱脹冷縮的作用下，會將水冷管道拉破，水會從裂紋中滲出并氣化，并與硅液產(chǎn)生氫化反應(yīng)，帶來爆炸的嚴(yán)重后果，后果不堪設(shè)想。同時，這種冷卻錠模中的水冷管道由于數(shù)量有限，所以冷卻效果也很有限。

為了解決水冷錠模的缺陷，公告號為CN203360010U的中國專利公開了一種工業(yè)硅安全耐用冷卻錠模，由于冷卻錠模容器本體的容器內(nèi)底面嵌設(shè)有平板形石墨塊。石墨的熔點為3850±50℃，耐高溫且導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，強度隨溫度提高而加強。礦熱爐內(nèi)近沸騰狀的工業(yè)硅液澆注到冷卻錠模容器時，容器內(nèi)底面嵌設(shè)的石墨塊板與剛出爐的高溫工業(yè)硅液接觸時不會被熔蝕，且熱量能被石墨塊板快速熱傳導(dǎo)分散到整個冷卻錠模容器，這種冷卻錠模耐用且安全。但是這種結(jié)構(gòu)的錠模也是具有缺陷的，由于石墨的厚度是有限的，且石墨的比熱容也不是特別的大，只能將熱量排出到空氣之中，所以在冷卻其中的硅液的時候效果仍然不好，冷卻速度以及冷卻量不夠大，冷卻速度較慢，微量元素偏析較大，普通石墨在高于550℃的情況下就會氧化，長期處于高溫工作環(huán)境下，石墨氧化很快，使用壽命短，成本很高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型錠模，該新型錠模在澆注硅液的時候能夠迅速的將硅液進(jìn)行冷卻，熱傳導(dǎo)效率高，節(jié)約了澆鑄時間，減少微量元素偏析，且安全性能優(yōu)異，使用壽命長，在工作過程中錠模表面可以不涂刷任何幫助脫模材料，產(chǎn)品表面光滑整潔。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種新型錠模，包括底座，所述底座上設(shè)置有由鋼板組成的錠模容器，在錠模容器的左側(cè)還固定設(shè)置有進(jìn)水管道，所述進(jìn)水管道通過若干進(jìn)水管和錠模容器相連通，在錠模容器的右側(cè)固定設(shè)置有出水管道，所述出水管道通過若干出水管和錠模容器相連通，在出水管道上連接有排氣管，所述錠模容器上方鋪設(shè)有石墨板，石墨板上設(shè)置有精鑄鑄鐵圍模。

進(jìn)一步的，該錠模容器中通過隔板分隔有若干水道，每一水道和一進(jìn)水管以及一出水管相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水管設(shè)置在進(jìn)水管道的上方，所述錠模容器的頂部鋼板的下表面呈傾斜狀態(tài)，頂部鋼板的下表面和底部鋼板的上表面的距離逐漸增大，所述進(jìn)水管處于錠模容器左側(cè)板的下部，所述出水管處于錠模容器右側(cè)板的上部。

進(jìn)一步的，每一所述水道的前部還設(shè)置有一擋板。

進(jìn)一步的，所述錠模容器上還設(shè)置有用以定位石墨板的定位板。

進(jìn)一步的，所述石墨板上表面涂有耐高溫抗氧化層。

進(jìn)一步的，所述石墨板由若干石墨塊組合拼接而成。

進(jìn)一步的，所述頂部鋼板上表面還設(shè)置有若干倒梯形長條，所述石墨塊底部兩側(cè)設(shè)置有和倒梯形長條相匹配的直角梯形卡槽。

進(jìn)一步的，所述排氣管為管口朝下的U型管。

進(jìn)一步的，所述錠模容器左側(cè)板和右側(cè)板上還分別連接有遮擋出水管道和進(jìn)水管道的L型板，所述L型板上堆積有呈坡道的石英砂，所述石英砂上涂有耐高溫涂層。

本發(fā)明的有益效果是：(1)該結(jié)構(gòu)的新型錠模在澆筑硅液的時候能夠通過石墨板快速的將熱量傳遞到錠模容器中，節(jié)約了澆鑄時間，減少偏析，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；

(2)該結(jié)構(gòu)的新型錠模通過設(shè)置有多個水道，能夠使得熱量傳遞到錠模之中的時候更加均勻；

(3)通過對錠模容器進(jìn)水管道和出水管道的布置，以及頂部鋼板的設(shè)置，使錠模容器中的空氣以及水蒸氣能夠迅速的排出，減壓排水，不會因溫度過高時形成氣堵，保證了錠模容器內(nèi)不會受到壓力，從根本上解決了水冷錠模的安全隱患；

(4)在每個水道中均設(shè)置有換熱板，該換熱板能夠迅速的將頂部鋼板吸收的熱量傳遞到錠模容器中的水中；

(5)錠模容器上的石墨板定位穩(wěn)固，且采用拼合的方式組成的，其壽命更長；

(6)通過傾斜向下向外的石英砂形成導(dǎo)向坡道，能夠使得可能溢出的硅液不會損壞新型錠模，特別是損壞水道，達(dá)到安全保護(hù)的作用。

(7)采用石墨板和精鑄鑄鐵圍模，使用時無需刷涂石墨粉、脫模劑或采用硅粉鋪底，不造成產(chǎn)品的二次污染，保證產(chǎn)品的純凈度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的剖面圖；

圖3是本發(fā)明石墨塊的立體圖。

圖中：1、底座；2、錠模容器；3、進(jìn)水管道；4、進(jìn)水管；5、出水管道；6、出水管；7、排氣管；8、石墨板；9、隔板；10、水道；11、頂部鋼板；12、換熱板；13、精鑄鑄鐵圍模；14、耐高溫抗氧化層；15、石墨塊；16、梯形長條；17、直角梯形卡槽；18、L型板；19、耐高溫涂層；20、擋板；21、石英砂。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1到圖3所示的一種新型錠模，包括底座1，所述底座1上設(shè)置有由鋼板組成的錠模容器2，在錠模容器2的左側(cè)還固定設(shè)置有進(jìn)水管道3，所述進(jìn)水管道3通過若干進(jìn)水管4和錠模容器2相連通，在錠模容器2的右側(cè)固定設(shè)置有出水管道5，所述出水管道5通過若干出水管6和錠模容器2相連通，在出水管道5上連接有排氣管7，所述錠模容器上方鋪設(shè)有石墨板8，石墨板8上設(shè)置有精鑄鑄鐵圍模13。

本發(fā)明的新型錠模，在傾倒硅液的時候，需要先在石墨板8四周通過圍模13設(shè)置型腔，其中圍模和頂部鋼板之間的間隙小于5mm，由于錠模容器2是通過鋼板組成的，并通過進(jìn)水管道3通入冷水，出水管道5流出冷水，所以內(nèi)部可以持續(xù)不斷的流通大量的冷水，所以能夠吸收大量的熱量，同時，在錠模容器2上方鋪設(shè)有石墨板8，將錠模容器2和硅液隔開，硅液的熱量先傳導(dǎo)到石墨板8上，然后再傳導(dǎo)到錠模容器2中，由于石墨材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)高，熱收縮系數(shù)小，同時表面熱膨脹收縮量也較小，所以能夠迅速吸收硅液的熱量且不會發(fā)生變形，同時由于石墨的熔點為1800℃，高于硅液的熔點1600℃，所以石墨板8也不會受到損壞。同時，本發(fā)明的錠模容器使用鋼板材料代替了以往的鑄鐵材料，鋼的比熱容大于鑄鐵，表面熱膨脹收縮量也較小，所以吸熱效果更好。具體的，鋼板的厚度最好為4cm較好，如果太薄或太厚，均無法達(dá)到太好的吸熱效果，使用時鋼板表面熱膨脹收縮量小于5mm，石墨板表面熱膨脹收縮量小于1mm。

進(jìn)一步的，該錠模容器2中通過隔板9分隔有若干水道10，每一水道10和一進(jìn)水管4和一出水管相對應(yīng)。為了進(jìn)一步的提高錠模容器2冷卻硅液的效果，將錠模容器2中通過隔板9分隔有若干水道10，這種方式能夠使得硅液在流到石墨板8上的時候，能夠在流通的過程中，將熱量較為均勻的傳遞到不同水道10之中。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水管設(shè)置在進(jìn)水管道3的上方，所述錠模容器2的頂部鋼板11的下表面呈傾斜狀態(tài)，頂部鋼板11的下表面和底部鋼板的上表面的距離逐漸增大，所述進(jìn)水管處于錠模容器2左側(cè)板的下部，所述出水管處于錠模容器2右側(cè)板的上部，每一水道的前部還設(shè)置有一擋板20。為了使得該新型錠模的使用壽命更高，安全性能更好，將進(jìn)水管設(shè)置在進(jìn)水管道3的上方，這種方式使得在進(jìn)水的時候，水流能夠逐漸將進(jìn)水管道3上方的空氣驅(qū)趕，最后通過排氣管7進(jìn)行排出，同時，由于錠模容器2的頂部鋼板11的下表面呈傾斜狀態(tài)，所以在將空氣排出的時候效果更好，水流在充滿錠模容器2的過程中，首先將錠模容器2左部充滿，然后再逐漸充滿右側(cè)，在充滿錠模容器2的過程中逐漸將空氣排出，具體的為了達(dá)到較好的效果，通入的冷卻水流量大于每分鐘一立方米。另外，由于進(jìn)水管4是處于左側(cè)板的下部，出水管是處于右側(cè)板的上部，所以從底部不斷進(jìn)入的冷水將會不斷替換頂部吸收硅液熱量的熱水，使得吸熱效果非常好。同時由于在每個水道前部還設(shè)置有一擋板20，所以冷水進(jìn)入到水道之中以后，會被擋板20阻隔，然后然后慢慢上升，將頂部的已經(jīng)吸收過熱量的水從上部的出水管中擠壓排出，所以能夠保持錠模容器頂部的水一直處于較低的溫度。

進(jìn)一步的，每個所述水道10在頂部鋼板11的下表面還設(shè)置有換熱板12。由于在每個水道10中均設(shè)置有換熱板12，該換熱板12能夠迅速的將頂部鋼板11吸收的熱量傳遞到錠模容器2中的水中，其目的也是加快對硅液熱量的吸附。

進(jìn)一步的，所述石墨板8上表面涂有耐高溫抗氧化層14。石墨材料的熔點高，但是其在高溫下容易發(fā)生氧化，為了解決這一問題，本發(fā)明的上表面涂有耐高溫抗氧化層14，耐高溫抗氧化層14可以采用市面上常見的耐高溫抗氧化涂料，比如榮力恒業(yè)出產(chǎn)的RLHY-31耐高溫防氧化涂料等。

進(jìn)一步的，所述石墨板8由若干石墨塊15組合拼接而成。石墨板8雖然傳熱性能好，但是有一個缺點就是脆性大，如果采用一整塊石墨板8，那么一旦破損就需要進(jìn)行整體更換，這種方法無疑增加了成本，所以，本發(fā)明的石墨板8采用若干石墨塊15進(jìn)行拼合組成，即使其中一塊石墨板8破損，只需要更換該塊石墨板8即可，而無需整體更換。

進(jìn)一步的，所述頂部鋼板11上表面還設(shè)置有若干倒梯形長條16，所述石墨塊15底部兩側(cè)設(shè)置有和倒梯形長條16相匹配的直角梯形卡槽17。為了使得石墨塊15能夠較為穩(wěn)固的定位在頂部鋼板11上，本發(fā)明在頂部鋼板11上設(shè)置倒梯形長條16，在放置石墨塊15的時候，使石墨塊15剛好被卡住，防止其脫出。

進(jìn)一步的，所述排氣管7為管口朝下的U型管。將排氣管7設(shè)置成U型管的原因是能夠使得排氣管7的出口朝下，可以有效防止在發(fā)生斷水的情況下因高溫產(chǎn)生的部分水蒸氣灼傷操作人員。

進(jìn)一步的，所述錠模容器2左側(cè)板和右側(cè)板上還分別連接有遮擋出水管道5和進(jìn)水管道3的L型板18，所述L型板18上堆積有呈坡道的石英砂21，所述石英砂21上涂有耐高溫涂層19。由于在冷卻硅液使其成型的時候，需要通過圍模進(jìn)行實現(xiàn)，但是圍模也是通過圍模板拼接組成的，在圍模板與圍模板之間具有空隙，所以硅液可能通過該空隙流入到出水管道5和進(jìn)水管道3上，為了防止出現(xiàn)這一情況，所以在出水管道5和進(jìn)水管道3上均設(shè)置有L型板18，起到阻擋作用。另外，在L型板18上堆積有石英砂21，并在石英砂21上涂有耐高溫涂層19，使得漏出的硅液能夠順著石英砂21導(dǎo)流流下以保護(hù)進(jìn)、出水管，從根本上避免發(fā)生爆炸事故。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。