坩堝又稱為結晶器，是真空電弧熔煉的核心部位。金屬在這裏熔化、過熱、精煉和結晶成錠。在這裏進行著大量的熱交換，坩堝壁的換熱強度能夠達到幾萬至幾百萬W/m2。

　　當電弧產生異常現象時，甚至會燒穿坩堝壁。因此，對於坩堝有一係列要求。

　　鑒於坩堝的重要性，設計坩堝的要點主要集中在幾以下點：

　　①坩堝要用導熱性好導電性也好的且不易被熔化金屬黏結的材料製造。符合這種要求的材料有紫銅、無氧銅等。絕大多數的坩堝由壁厚12～24mm紫銅管和銅合金，(含錳青銅)：法蘭盤焊接而成。

　　因為紫銅的導熱性和導電性好，且不與熔煉金屬黏結，還比無氧銅便宜，比鋼傳熱性、導電性好。

　　②坩堝的內表麵應該平整光滑，斷麵形狀一致，無嚴重麻坑，以便於脫錠。坩堝管主要製造方法有擠壓、電解沉積和離心鑄造等。其中以擠壓方法生產的質量最好，但以此法生產大規格(直徑大於500mm)坩堝管較困難。

　　電解沉積法規格不限，應用較廣。此外，還有紫銅板卷焊的坩堝管，但其內表麵的焊縫必須接受精密加工。在電弧熔煉過程中，坩堝內表麵會結有殘渣，因此每次熔煉前應該仔細地清理坩堝內表麵。

　　③坩堝要有足夠的剛度和強度，在熔煉情況下，足以支承最大鑄錠質量，且受到電極短路碰撞時不致損害。

　　④坩堝壁厚在強度允許的條件下應薄些。坩堝壁主要決定於錠子的直徑和荷重，一般小爐子取壁厚為8～10mm，大爐子取壁厚為12～24mm，鋼製坩堝的壁厚為8～12mm。

　　但也有人主張用較厚的堝壁(大於25mm)，他們認為沿坩堝壁的縱向也能傳熱，對高溫熔化區的冷卻很有作用。

　　而另外一些人認為，隻要冷卻水足夠，堝壁縱向傳熱作用不大，因此可采用較薄的堝壁。而且，堝壁的薄厚並不是決定燒穿坩堝難易的因素。在冷卻水不足的情況下，無論堝壁厚薄，熔點較低的銅肯定難於應付高溫。

　　⑤坩堝的結構應當允許坩堝的熱膨脹變形。圖坩堝外壁溫度曲線是日本真空技術公司對蛇形管水冷的8英寸(200mm)銅坩堝外表麵實測的溫度曲線。

　　可見，在熔煉過程中，雖有水冷，但堝壁的溫度仍然較高。根據實測資料，水冷銅坩堝的外壁最高溫度(熔池處)為230～280℃;推算出內壁最高溫度約為400℃，平均溫度約為150℃。

　　由於坩堝較長，縱向熱膨脹量較大，設計時必須考慮到。例如：2m長的銅坩堝，平均溫度為150℃時，其縱向熱膨脹量Δl=(150 - 20)× 18 × 10-6 ×2000 = 4.68mm。可見，如果坩堝上下固定，這麽大的膨脹量所產生的巨大內應力將使坩堝損壞。

　　⑥直徑小於150mm的坩堝往往帶有一定錐度，因為坩堝需要脫錠。大錠在冷凝時由於總收縮量較大，脫錠很容易;但是小錠需坩堝有一定錐度，才便於脫錠，一般錐度在0.5%以內。

　　⑦坩堝要進行充分而適當的冷卻。大約爐子熔化功率的80%的熱量由坩堝冷卻係統帶走，因此要。 求冷卻水的流速、流量都足夠大。

　　⑧便於裝卸、清理和維修。

推薦閱讀

麻豆成人影院在线观看設備緊急狀況下如何處理？

真空蒸發鍍膜及應用範圍