大型铝精炼偏析炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于高纯铝生产的一种大型铝精炼偏析炉。
【背景技术】
[0002]随着铝纯度的提高，其抗腐蚀性、可塑性、导电性、反光性等性能均得到了很大的提高；因为高纯精铝性能优良，使其应用范围越来越广。近年来随着中国经济的稳步发展，在现代工业的许多领域如电子工业、电解电容器、集成电路配线材料、计算机记忆盘、超导体、磁浮悬体材料、喷涂材料、低温电磁构件、航天航空和汽车工业等对比原铝更纯的高纯精铝的需要迅速增长，因而开发适合国情的大型精铝偏析炉技术是势在所趋。目前，提纯精铝(AL> 99.998%)的三层液铝电解精炼技术虽然在国际上虽只有中国、日本、德国、法国、美国、挪威等少数国家拥有，但三层液铝电解精炼法普遍存在着系列投资大、能耗高、维护费高及不能间断运行等缺点，目前日本使用的偏析炉容量仅有1.5吨/日产能。随着我国鼓励建设资源节约型、环境友好型“两型”社会，传统的铝电解精炼技术已不适应于对我国工业化、规模化进程的需求。
[0003]目前，国内已有的铝精炼装备技术的专利技术主要包括:①由东北大学霍秀静等发明的“定向结晶法净化原铝装置”，②由上海交通大学孙宝德等发明的“高纯铝单层晶体凝固提纯装置”，③由新疆众和股份有限公司刘宗仁等发明的“精铝生产定向结晶炉”。这几种铝精炼装备的缺点主要是装备庞大，单体设备复杂，不利于系列生产偏析炉的灵活布局，而且单体设备产能较小，不利于企业规模化生产。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于:提供一种结构工效高、投资小、能耗低、便于自动化作业的大型铝精炼偏析炉，并克服了现有铝精炼偏析炉普遍存在容量及产能规模小、不经济等不足。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:在钢炉壳内侧设置有保温内衬，在保温内衬内有石墨坩埚，在保温内衬内侧镶嵌有加热元件组，在石墨坩埚上方安装有压锭石墨锥体，压锭石墨锥体上部与电动机及涡轮蜗杆机构连接；在钢炉壳外侧设置有支架，支架上端连接有移动小车，在移动小车的车架竖梁内侧设置有限位开关，在上横梁上的电动机及涡轮蜗杆机构上装有计数器。
[0006]压锭石墨锥体和石墨轴杆通过绝热连接件与电动机及涡轮蜗杆机构连接。
[0007]移动小车的车架包括下横梁、竖梁和上横梁；在横梁上设置有铝晶体刮圈板。
[0008]石墨坩埚的内径为在Φ 1250±250 mm,内侧深度为2000±150_。
[0009]石墨坩埚与轴杆采用高纯度石墨材料(固定碳含量彡99.99%，密度彡1.8kg/m3)制成。
[0010]电动机及涡轮蜗杆机构设置在上横梁上。
[0011]压锭石墨锥体采用高纯度石墨材料制成，压锭石墨锥体5的园椎体部分直径约Φ 1200±250mm，椎角约45±5 ??，压锭石墨椎5的园锥体四周布置有能让铝液上浮的孔洞；石墨轴杆14的直径约为石墨坩埚内径的20?35%。
[0012]保温内衬镶嵌有加热元件组(如电阻丝)；
石墨坩埚与轴杆采用高纯度石墨材料制成，目的是尽可能不要污染高纯铝产品。石墨坩埚的内径可在Φ 1250±250 mm,内侧深度在2000± 150mm，这样设计的大型铝精炼偏析炉的日产能可达到2.0±0.5吨左右。
[0013]采用本发明后，若以年产能为I万吨的铝精炼厂装备24台大型偏析炉系列为例，一般本发明大型偏析炉的吨铝投资仅0.4万元/吨，与同等规模的铝精炼厂采用66台60kA三层液电解精铝槽系列的吨铝投资高约I万元/吨相比，可节约建设投资0.6亿元，同时，大型偏析炉的电耗低于100kWh/ t-Al，远低于三层液铝精炼电解槽的直流电耗15000kWh/t-Al，每年生产可降低能耗1.4亿度(kWh)用电量，相当于年节约能源1720.6万吨标准煤，企业年可节能增效0.56亿元，直接生产效益是十分明显的，加之节能减排的效果，其社会效率也十分显著。
[0014]本发明的大型铝精炼偏析炉的工作容量为2.0±0.5吨/日，适用于建设产能在5000吨/年以上规模的大中型铝精炼厂。
【附图说明】
[0015]附图1为本发明的大型铝精炼偏析炉的结构示意图。
[0016]图中:1——钢炉壳，2——石墨坩埚，3——保温内衬，4——加热元件组,5——带孔压锭石墨锥体，6——高纯铝锭，7——不纯原铝液，8——铝晶体刮圈板，9——移动小车，10—电动机及涡轮蜗杆，11—限位开关，12—计数器，13—支架，14—石墨轴杆，15——下横梁，16——竖梁，17——上横梁，18——绝热连接件。
[0017]【具体实施方式】:
本发明的实施方式举例如下:本发明的大型铝精炼偏析炉的由钢炉壳1、石墨坩埚2、保温内衬3、加热元件组4、带孔压锭石墨锥体5、招晶体刮圈板8、移动小车9、电动机及涡轮蜗杆10，限位开关11、计数器12、支架13、石墨轴杆14、下横梁15、竖梁16、上横梁17、绝热连接件18等组成。在钢炉壳I内侧砌筑有保温内衬3，在保温内衬3内安置有石墨坩埚2，在保温内衬3内侧镶嵌有加热元件组4，在石墨坩埚2内上方设置有压锭石墨锥体5，压锭石墨锥体5和石墨轴杆14通过绝热连接件18与上部电动机及涡轮蜗杆机构10连接；在钢炉壳I外侧设置有支架13，支架13的轨道上端设置有移动小车9，在移动小车9的竖梁16内侧设置有限位开关11，在电动机及涡轮蜗杆机构10上连接有计数器12。
[0018]石墨坩埚2的内径为在Φ 1250±250 mm,内侧深度为2000± 150mm。
[0019]压锭石墨锥体5和石墨轴杆14通过绝热连接件18与上部电动机及涡轮蜗杆机构10连接。
[0020]石墨坩埚2与轴杆14采用高纯度石墨材料制成，压锭石墨锥体5的园椎体部分直径约Φ 1200±250mm，椎角约45±5 ??，压锭石墨椎5的园锥体四周布置有能让铝液上浮的孔洞；石墨轴杆14的直径约为石墨坩埚内径的20?35%。
[0021]移动小车9的车架包括下横梁15、竖梁16和上横梁17 ;在横梁15中部设置有铝晶体刮圈板8。
[0022]电动机及涡轮蜗杆机构10安装在上横梁17上。
[0023]本发明大型铝精炼偏析炉的主要作业过程如下:
过程1:生产初期，首先从铝熔炼炉或铝液抬包中用风动溜槽向石墨坩埚2中注入待精炼的高温不纯原铝液7，然后调控钢炉壳I内的加热元件组4的发热功率，使石墨坩埚内的不纯原铝液体7的各部位温度缓慢降低