專利名稱：定向凝固提純高純鋁的熔煉爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高純鋁冶煉提純裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，特別是一種定向凝固提純5N至6N的高純鋁的熔煉爐。
背景技術(shù)：
在電子工業(yè)領(lǐng)域，尤其是在光電子存儲媒體、半導(dǎo)體器件、超導(dǎo)電纜等高技術(shù)領(lǐng)域需要使用5N至6N的高純鋁。高純鋁的純度表示方法有兩種，一種是直接寫出鋁含量或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)牌號，如99. 95%,99. 99%、AL99. 993A%等；一種是用“數(shù)字+N”或“數(shù)字+N+數(shù)字”表示， 如4N表示99. 99%，4N6表示99. 996%等。一般在沒有說明具體的檢測元素時，鋁含量以中國有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“重熔用精鋁錠YS / T665至2009”中的規(guī)定為準(zhǔn)。目前世界各國大多采用三層液電解精煉法、偏析原理提純法、有機溶液電解法等來制備各種純度的高純或高純鋁。先進的三層液電解法提取鋁的純度基本在4N至4N8之間，但電耗一般在13000kwh/ t以上，是偏析法的4至5倍左右，成本降低已經(jīng)很困難，同時在電解過程中產(chǎn)生氟化氫、一氧化碳、二氧化硫等有害氣體及廢電解液嚴重污染環(huán)境；有機溶液電解法由于能耗高，產(chǎn)量低，工藝復(fù)雜，一般用于7N以上純度超高純鋁的少量制取，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。偏析原理提純法屬于物理提純方法，根據(jù)原料、工藝和設(shè)備的不同可以用來制備3N5%至6N%純度的高純鋁，具有能耗低、勞動強度小、無化學(xué)反應(yīng)污染，使用越來越廣泛。鋁的偏析原理提純法有多種實現(xiàn)方式，目前主要有分布結(jié)晶法、區(qū)域熔煉法、定向凝固法。分布結(jié)晶法在國外已經(jīng)大量工業(yè)化使用，提純效果取決于原鋁的純度，一般使用 99. 5%至99. 95%的鋁原料經(jīng)提純可獲得3N5至4N5的高純鋁，但生產(chǎn)效率低，并且殘留鋁液對已提純的鋁存在污染，工藝和設(shè)備復(fù)雜，提純效果有限；區(qū)域熔煉法能夠獲得5N5至6N 的高純鋁，主要用于將三層液法或其他偏析法高純鋁進一步提純，設(shè)備復(fù)雜，效率低下，能耗較高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。定向凝固法具有能耗低、提純鋁和實收率較高的優(yōu)點，適于大批量生產(chǎn)4N至6N的高純鋁，設(shè)備和工藝也相對簡單，是高純鋁提純技術(shù)的主要研究發(fā)展方向。定向凝固法還可以分為冷卻管凝固法、底部冷卻法、側(cè)壁冷卻法、上部提升凝固法、橫向凝固法等。現(xiàn)有的公開文獻中已經(jīng)有對上述定向凝固法的技術(shù)資料介紹，但其檢測的元素個數(shù)較少，質(zhì)量水平低，且工藝復(fù)雜，尺寸小，產(chǎn)量低，難于實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。目前，使用定向凝固法生產(chǎn)高純鋁的核心技術(shù)問題是如何改進、優(yōu)化結(jié)晶方式，提高產(chǎn)品質(zhì)量同時保持較好的提純效果和較高的生產(chǎn)效率。在行業(yè)內(nèi)，使用定向凝固法實現(xiàn)批量生產(chǎn)5N至6N高純鋁的工藝方法和設(shè)備均屬于商業(yè)秘密，國內(nèi)外未見有關(guān)具體報導(dǎo)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決高純鋁產(chǎn)品的提純效果及效率低、能耗高、成本大等諸多問題，其具有能耗低、處理量大、效率高、產(chǎn)品純度高的優(yōu)點，可用于大批量生產(chǎn)高純鋁。本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的一種定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其包括爐殼、加熱裝置、容器、攪拌裝置和冷卻裝置；在爐殼內(nèi)固定安裝有容器，在爐殼與容器之間自上而下間隔固定安裝有不少一個的加熱裝置；在容器下方的爐底處安裝有冷卻裝置，在冷卻裝置和爐殼之間安裝有爐底測溫裝置。下面是對上述實用新型技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進上述攪拌裝置采用機械攪拌裝置或/和電磁攪拌裝置；其中，機械攪拌裝置的上端固定安裝在攪拌裝置的支架上，機械攪拌裝置下端的攪拌槳位于容器內(nèi)。在上述爐殼內(nèi)側(cè)固定安裝有保溫層。在上述冷卻裝置的外側(cè)安裝有爐底測溫裝置。上述加熱裝置為電加熱裝置。在上述保溫層與加熱裝置之間安裝有電磁攪拌裝置，加熱裝置與電磁攪拌裝置錯位設(shè)置。本實用新型熔煉爐結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過加熱裝置、爐底冷卻裝置、 爐底測溫裝置的配合使用，能極大地提高工作效率，從而提高了提純出來的高純鋁的質(zhì)量。

附圖1為本實用新型最佳實施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型定向凝固提純高純鋁的熔煉爐的最佳實施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的編碼分別為1為爐殼，2為加熱裝置，3為容器，4為保溫層，5為機械攪拌裝置，6為冷卻裝置，7為機械攪拌裝置的攪拌槳，8為電磁攪拌裝置。為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖的布圖方式來進行描述的，如上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步描述如附圖1所示，該定向凝固提純高純鋁的熔煉爐包括爐殼1、加熱裝置2、容器3、 攪拌裝置和冷卻裝置6 ；在爐殼1內(nèi)固定安裝有容器3，在爐殼1與容器3之間自上而下間隔固定安裝有不少一個的加熱裝置；在容器3下方的爐底處安裝有冷卻裝置6，在冷卻裝置 6和爐殼1之間安裝有爐底測溫裝置。其中，加熱裝置2、冷卻裝置6、機械攪拌裝置5、爐底測溫裝置均采用現(xiàn)有公知的技術(shù)裝置。可根據(jù)實際需要，對上述定向凝固提純高純鋁的方法的熔煉爐作進一步優(yōu)化或/ 和改進如附圖1所示，攪拌裝置可采用機械攪拌裝置5或/和電磁攪拌裝置。如附圖1所示，機械攪拌裝置5的上端固定安裝在機械攪拌裝置5的支架上，機械攪拌裝置5下端的攪拌槳7位于容器3內(nèi)。如附圖1所示，為了增加保溫性，在爐殼1內(nèi)側(cè)固定安裝有保溫層4。如附圖1所示，根據(jù)實際需要，冷卻裝置6的外側(cè)安裝有爐底測溫裝置。如附圖1所示，根據(jù)實際需要，加熱裝置2為電加熱裝置。
4[0026]如附圖1所示，為了使溶液的溫度均勻，在保溫層4與加熱裝置2之間安裝有電磁攪拌裝置8，加熱裝置2與電磁攪拌裝置8錯位設(shè)置。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應(yīng)性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
權(quán)利要求1.一種定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于包括爐殼、加熱裝置、容器、攪拌裝置和冷卻裝置；在爐殼內(nèi)固定安裝有容器，在爐殼與容器之間自上而下間隔固定安裝有不少一個的加熱裝置；在容器下方的爐底處安裝有冷卻裝置，在冷卻裝置和爐殼之間安裝有爐底測溫裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于攪拌裝置采用機械攪拌裝置或/和電磁攪拌裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于機械攪拌裝置的上端固定安裝在攪拌裝置的支架上，機械攪拌裝置下端的攪拌槳位于容器內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于爐殼內(nèi)側(cè)固定安裝有保溫層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于冷卻裝置的外側(cè)安裝有爐底測溫裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于冷卻裝置的外側(cè)安裝有爐底測溫裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于加熱裝置為電加熱裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于加熱裝置為電加熱裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于保溫層與加熱裝置之間安裝有電磁攪拌裝置，加熱裝置與電磁攪拌裝置錯位設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其特征在于保溫層與加熱裝置之間安裝有電磁攪拌裝置，加熱裝置與電磁攪拌裝置錯位設(shè)置。
專利摘要本實用新型涉及高純鋁冶煉提純裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種定向凝固提純高純鋁的熔煉爐，其包括爐殼、加熱裝置、容器、攪拌裝置和冷卻裝置；在爐殼內(nèi)固定安裝有容器，在爐殼與容器之間自上而下間隔固定安裝有不少一個的加熱裝置；在容器下方的爐底處安裝有冷卻裝置，在冷卻裝置和爐殼之間安裝有爐底測溫裝置。本實用新型熔煉爐結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過加熱裝置、爐底冷卻裝置、爐底測溫裝置的配合使用，能極大地提高工作效率，從而提高了提純出來的高純鋁的質(zhì)量。
文檔編號C22B21/06GK202201949SQ201120285058
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者努力古·依明, 洪濤 申請人:新疆眾和股份有限公司