高纯铝定向凝固短流程提纯设备的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，包括各自独立的提纯装置和加热装置，所述提纯装置包括冷却装置、提纯导热层、提纯保温坩埚和搅拌装置，在提纯保温坩埚正上方设有提纯炉盖，在提纯炉盖两侧分别设有抽真空装置和测温装置，在提纯炉盖下方设有第一加热机构；所述加热装置包括绝热层、加热导热层和加热坩埚，在加热坩埚正上方设有加热炉盖，在加热炉盖两侧分别设有抽真空装置和测温装置，在加热炉盖下方设有第二加热机构，在加热坩埚底部设置有旋转平台和旋转机构，旋转机构由传动机构带动旋转，进而带动加热坩埚及内部物料进行转动。采用本实用新型可极大地提高高纯铝的提纯效率，具有能耗低、处理量大、效率高、产品纯度高的优点。
【专利说明】高纯铝定向凝固短流程提纯设备
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种纯铝提纯设备，特别是涉及一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，属于铝冶金提纯【技术领域】。
[0003]【背景技术】:
[0004]利用偏析法对铝进行提纯净化是工业化应用的工艺方法，偏析法提纯技术目前主要有分布结晶法、区域熔炼法和定向凝固法。定向凝固法又可分为冷却管凝固法、底部冷却法、侧壁冷却法、上部提升凝固法、横向凝固法等；定向凝固法具有能耗低、设备和工艺相对简单和实收率较高的优点，适用于大批量生产4N至6N的高纯铝，是高纯铝提纯技术的主要研宄发展方向。
[0005]经对现有技术检索发现，中国专利申请号:CN 201110224938.8中记载了一种“定向凝固提纯高纯铝的方法及其熔炼炉”，该定向凝固高纯铝的方法按以第一步选料、第二步熔炼、第三步凝固提纯、第四步获得成品进行，该熔炼炉包括炉壳、加热装置、容器、搅拌装置和冷却装置；在炉壳内固定安装有容器，在炉壳与容器之间自上而下间隔固定安装有不少于一个的加热装置；在容器下方的炉底安装有冷却装置；在冷却装置与炉壳之间安装有炉底测温装置。该发明方法具有能耗低、材料量大、效率高、产品纯度高的优点，可用于大批量生产5N至6N的高纯铝。但该发明在使用过程中存在一些不足:1、由于所有操作在单一炉体内完成，其加热、冷却效率比较低，生产周期延长，造成产能较低；2、由于提纯结晶体的生长方式由底部向上堆积，不利于杂质元素在末端的聚集，造成其提纯效率不高；3、提纯后结晶锭为了满足纯度的要求，需从尾部去除厚度的15%?70%，造成成品率不高。
[0006]实用新型内容:
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足，提供一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，采用该设备进行高纯铝的提纯工艺，具有流程短、能耗低、提纯效率和生产效率高的优点，可用于产业化生产4N至6N的高纯铝。
[0008]本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案是:
[0009]一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，包括提纯装置和加热装置，所述提纯装置和加热装置各自独立，共同设置在一个大熔炼炉壳内部，所述提纯装置由外而内依次包括冷却装置、提纯导热层、提纯保温坩祸和搅拌装置，在所述提纯保温坩祸正上方设置有提纯炉盖，在所述提纯炉盖两侧分别设置有抽真空装置和测温装置，在所述提纯炉盖的下方对称设置有第一加热机构，所述搅拌装置位于所述提纯炉盖的轴心处可进行水平转动，所述提纯保温坩祸和提纯导热层的底部设置有冷却介质出口，所述冷却介质出口与外部循环水池相连接；所述加热装置位于所述提纯装置的一侧，所述加热装置由外而内依次包括绝热层、加热导热层和加热坩祸，在所述加热坩祸正上方设置有加热炉盖，在所述加热炉盖两侧分别设置有第二抽真空装置和第二测温装置，在所述加热炉盖下方设置有第二加热机构，所述加热坩祸底部设置有旋转平台，在所述旋转平台下面设置有旋转机构，所述旋转机构由传动机构带动旋转，进而带动加热坩祸及其内部物料进行转动。
[0010]所述旋转机构的转动连杆通过螺纹与所述旋转平台相连接；所述提纯导热层和加热导热层由高导热性石墨纤维编织而成，厚度为10?20mm ;所述冷却装置等距离环绕于所述提纯导热层四周。
[0011]本实用新型将提纯装置和加热装置设置成相互独立的两部分，使提纯过程能够精确控制固液界面保持稳定的温度梯度，有效降低固液界面前沿熔体中杂质的浓度，从而控制凝固过程，保持较高的提纯效率和提纯质量；加热过程利用提纯后铝固体的余热，配合高保温的加热装置，在旋转系统的作用下，坩祸连同铝固体做自转运动，加速了铝固体的熔化，加热效率较常规加热可提高两倍以上。采用本实用新型可极大地提高高纯铝的提纯效率，具有能耗低、处理量大、效率高、产品纯度高的优点。
[0012]本实用新型的搅拌装置为机械搅拌，搅拌桨位于提纯坩祸内，与凝固界面的距离保持在30?10mm ;也可采用电磁搅拌系统。
[0013]本实用新型的第一加热机构和第二加热机构均可采用电加热器，也可采用燃气加热系统。
[0014]本实用新型的冷却装置等距离环绕于提纯导热层四周，冷却介质无缝均匀覆盖提纯导热层侧部，冷却介质为水冷却，也可采用气体冷却，对应于熔体温度的高低进行自动控制，冷却水的流量为每秒0.5?10m3。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的使用状态结构示意图。
[0016]图1中，各标号所表不的结构为:I 提纯装置，2 加热装置，3 提纯炉盖，4 揽样装置，5 提纯销固体，6 提纯保温樹祸，7 提纯导热层，8 尾销液，9第一加热机构，10冷却装置，11抽真空装置，12测温装置，13冷却介质出口，14绝热层，15加热炉盖，16旋转平台，17传动机构，18旋转机构，19---第二加热机构，20---恪炼炉壳，21---第二抽真空装置，22---第二测温装置，
50凝固铝固体，60加热坩祸，70加热导热层。
[0017]【具体实施方式】:
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步的解释和说明:
[0019]参见图1，一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，包括提纯装置，I和加热装置2，提纯装置I和加热装置2各自独立，共同设置在一个大熔炼炉壳20内部，提纯装置I由外而内依次包括冷却装置10、提纯导热层7、提纯保温坩祸6和搅拌装置4，在提纯保温坩祸6正上方设有提纯炉盖3，在提纯炉盖3两侧分别设置有抽真空装置11和测温装置12，在提纯炉盖3下方对称设置有第一加热机构9，搅拌装置4位于提纯炉盖3的轴心处可进行水平转动，在提纯保温坩祸6和提纯导热层7的底部设置有冷却介质出口 13，冷却介质出口 13与外部循环水池相连接；加热装置2位于提纯装置I 一侧，加热装置2由外而内依次包括绝热层14、加热导热层70和加热坩祸60，在加热坩祸60正上方设置有加热炉盖15，在加热炉盖15两侧分别设置有第二抽真空装置21和第二测温装置22，在加热炉盖15下方设置有第二加热机构19，在加热坩祸60底部设置有旋转平台16，在旋转平台16下面设置有旋转机构18，旋转机构18由传动机构17带动旋转，进而带动加热坩祸60及其内部物料进行转动。
[0020]其中:旋转机构18的转动连杆通过螺纹与旋转平台16相连接；提纯导热层7和加热导热层70均由高导热性石墨纤维编织而成，厚度为10?20mm ;冷却装置10等距离环绕于所述提纯导热层7四周。
[0021]采用上述高纯铝定向凝固短流程提纯设备进行提纯的提纯方法，其具体步骤如下:
[0022]①将精炼后的原铝液熔体倒入提纯装置1中的提纯保温坩祸6内，闭合提纯炉盖3，开启搅拌装置4搅拌熔体，并启动抽真空装置11使提纯保温坩祸6内形成真空；
[0023]②当原铝液熔体开始凝固后给第一加热机构9通电，并缓慢提高功率，通过测温装置12控制熔体温度在650°C?660°C之间，通过冷却装置10对提纯导热层7进行强制冷却，控制提纯保温坩祸6内熔体固液界面的温度梯度在5°C?20°C之间，结晶2?4小时；
[0024]③当结晶结束后，关闭搅拌装置4、第一加热机构9和冷却装置10，开启提纯炉盖3，将提纯保温坩祸6移出提纯装置1后，倒出提纯保温坩祸6内品位低的尾铝液8，此时提纯保温坩祸6内的固体即为已提纯的提纯铝固体5 ;
[0025]④将上述温度在500 °C?550 °C的提纯保温坩祸6移入带有绝热层14的加热装置2中的转动平台16上，闭合加热炉盖15，此时的提纯保温坩祸6即为加热装置2中的加热坩祸60，提纯铝固体5即为加热装置2中的凝固铝固体50 ;
[0026]⑤启动第二抽真空装置21使加热坩祸60内形成真空，开启第二加热机构19来熔化所述的凝固铝固体50，通过第二测温装置22控制加热温度在750°C?800°C之间，使其保持在销恪点之上；同时开启传动机构17，传动机构17通过旋转机构18带动转动平台16进行转动，使加热坩祸60中的凝固铝固体50在加热装置2内旋转运动，加速凝固铝固体50的熔化速度，有效降低熔化过程的氧化损失；
[0027]⑥将熔化后的高纯铝液连同加热坩祸60再次放入提纯装置1中，此时的加热坩祸60即为提纯保温坩祸6，重复步骤①?⑤，直至获得符合纯度要求的高纯铝固体。
[0028]其中:提纯保温坩祸6内铝液保温温度为660°C?680°C，凝固温度为650°C?660°C，凝固界面的结晶速率为4?8cm/h。
[0029]本实用新型通过将提纯装置1和加热装置2设置成相互独立的两部分，使提纯过程能够精确控制固液界面保持稳定的温度梯度，有效降低固液界面前沿熔体中杂质的浓度，从而控制凝固过程，保持较高的提纯效率和提纯质量；加热过程利用提纯后铝固体的余热，配合高保温的加热装置2，在旋转系统的作用下，坩祸连同铝固体做自转运动，加速了铝固体的熔化，加热效率较常规加热可提高两倍以上。采用本实用新型可极大地提高高纯铝的提纯效率，具有能耗低、处理量大、效率高、产品纯度高的优点。
【权利要求】
1.一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，包括提纯装置(I)和加热装置(2)，所述提纯装置(I)和加热装置(2)各自独立，共同设置在一个大熔炼炉壳(20)内部，其特征在于:所述提纯装置(I)由外而内依次包括冷却装置(10)、提纯导热层(7)、提纯保温坩祸(6)和搅拌装置(4)，在所述提纯保温坩祸(6)正上方设置有提纯炉盖(3)，在所述提纯炉盖(3)两侧分别设置有抽真空装置(11)和测温装置(12)，在所述提纯炉盖(3)的下方对称设置有第一加热机构(9)，所述搅拌装置(4)位于所述提纯炉盖(3)的轴心处可进行水平转动，所述提纯保温坩祸(6)和提纯导热层(7)的底部设置有冷却介质出口( 13)，所述冷却介质出口(13 )与外部循环水池相连接；所述加热装置(2 )位于所述提纯装置(I)的一侧，所述加热装置(2)由外而内依次包括绝热层(14)、加热导热层(70)和加热坩祸(60)，在所述加热坩祸(60)正上方设置有加热炉盖(15)，在所述加热炉盖(15)两侧分别设置有第二抽真空装置(21)和第二测温装置(22)，在所述加热炉盖(15)下方设置有第二加热机构(19)，所述加热坩祸(60)底部设置有旋转平台(16)，在所述旋转平台(16)下面设置有旋转机构(18)，所述旋转机构(18)由传动机构(17)带动旋转，进而带动加热坩祸(60)及其内部物料进行转动。
2.根据权利要求1所述的高纯铝定向凝固短流程提纯设备，其特征在于:所述旋转机构(18)的转动连杆通过螺纹与所述旋转平台(16)相连接；所述提纯导热层(7)和加热导热层(70)均由高导热性石墨纤维编织而成，厚度为10?20mm ;所述冷却装置(10)等距离环绕于所述提纯导热层(7)四周。
【文档编号】C22B9/02GK204224679SQ201420728053
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】戴飞 申请人:河南中孚实业股份有限公司