偏转式精铝提纯装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种铸造冶金领域的技术，具体是一种偏转式精铝提纯装置。
【背景技术】
[0002]偏析法是一种已经普遍工业化的铝提纯净化方法。上海交通大学在2010年申请的发明专利，名称为:基于偏析法的高纯铝提纯装置，申请号为:201010300874.0，该专利提出了一种高纯铝提纯装置。该装置利用内加热器对铝液进行保温，利用冷却器通过导热介质降低坩祸外壁温度，使铝液由坩祸内壁往中心逐渐凝固，凝固过程中熔体中的杂质元素由于偏析作用在铝液中富集，最初凝固得到的固体铝即为杂质少的已提纯铝，剩余铝液含杂质元素较多，可在提纯结束后倒出另作他用。凝固过程中利用电磁搅拌来搅拌铝液，加强固液界面的铝液流动，促进杂质元素向液相的扩散，从而提高提纯效率。该实用新型虽然搅拌过程不接触铝液，污染少，但在实际使用中发现，由于石墨坩祸、导热介质、钢壳、导热调节层的存在，导致电磁搅拌的气隙较大，搅拌效果较差，提纯效率提高不明显；且电磁搅拌耗电量较大、成本高。另外由于冷却水从底部进入，顶部流出，导致坩祸上下部冷却速度不均匀。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种偏转式精铝提纯装置，利用机械搅拌装置搅拌铝液，搅拌效果好，促进偏析过程排出的杂质元素的扩散与分散，降低液固界面前沿熔体中杂质的浓度，从而更好地控制凝固过程，提高提纯效率。利用炉盖对坩祸进行保温，整体更加节能。利用气压喷雾的方式，产生水气混合物对坩祸进行降温，温降更加均匀，用水量也更加节约。利用偏转机构移动炉盖和搅拌装置稳定性更高。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]本实用新型包括:炉体部分和通过偏转机构与之活动连接的炉盖部分，其中:炉体部分包括炉壳和位于炉壳内部的i甘祸机构，炉盖部分包括保温炉盖和炉盖升降机构。
[0006]所述的炉壳顶部设置密封槽，以实现坩祸机构与炉壳与外部的密封。
[0007]所述的炉壳和坩祸机构之间设有喷雾装置，对应炉壳的侧壁上部设有排气孔，炉壳的侧壁下设有排水孔。
[0008]所述的喷雾装置由设置在炉壳内壁的多个均匀排布的喷嘴组成，通过压缩空气将水流冲散成雾状，在炉壳和坩祸机构间形成水雾层。
[0009]所述的坩祸机构包括坩祸体和坩祸壳，坩祸壳上设有吊耳和压板，方便进行起吊和密封。
[0010]所述的炉盖部分包括:金属坩祸壳、保温材料和电加热器，炉盖部分工作时盖于坩祸机构上方，由电加热器对坩祸机构内的铝液进行加热保温。
[0011]所述的炉盖升降机构分别与偏转机构和炉盖部分相连，可在电机驱动下带动炉盖升降。
[0012]所述的炉盖部分上设有用来搅拌铝液的搅拌机构，该搅拌机构包括:电机、传动部件、搅拌器。
[0013]技术效果
[0014]与现有技术相比，本实用新型结构合理，工艺稳定，操作简便，通过搅拌机构使熔体的温度均匀，实现熔体成分的均匀化，促进偏析过程排出的杂质元素的扩散与分散，降低液固界面前沿熔体中杂质的浓度，提高提纯效率。炉壳内壁的多个均匀排布的喷嘴组成的喷雾装置，通过调节水流量可以精确调节冷却速度，且降温均匀、快速，有利于提高生产效率。晶体的最大生长速度可达27cm/h，3N铝经一次提纯，85%投入料的平均纯度可以达到4N以上，平均晶粒尺寸在150 μm以下。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型示意图；
[0016]图2为炉壳内部示意图；
[0017]图3为偏转机构示意图；
[0018]图中:1炉壳、2喷雾装置、3坩祸机构、4偏转机构、5保温炉盖、6炉盖升降机构、7搅拌机构。
【具体实施方式】
[0019]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0020]实施例1
[0021]如图1和图2所示，本装置包括:炉体部分和通过偏转机构4与之活动连接的炉盖部分，其中:炉体部分包括炉壳I和位于炉壳I内部的i甘祸机构3，炉盖部分包括保温炉盖5和炉盖升降机构6。
[0022]如图2所示，所述的炉壳I顶部设有密封槽la，坩祸机构3放置到炉壳I内部后可以进行密封，对应炉壳I侧壁上部设置排气孔lb，炉壳I侧壁下部设置排水孔1C。
[0023]所述的喷雾装置2由安装在炉壳内壁的多个均匀排布的喷嘴组成，通过压缩空气将水流冲散成雾状，在炉壳和坩祸间形成水雾层。
[0024]所述的坩祸机构3包括:坩祸体、坩祸壳，坩祸壳上部焊接有吊耳和压板，方便进行起吊和密封。
[0025]如图3所示，所述的偏转机构4包括:底座4a、立柱4b、齿条4c、移动平台4d，其中:底座4a固定设置于地面，立柱套接于底座内并绕中心轴旋转，齿条4c固定设置于立柱4b—侧，移动平台4d套接于立柱外，通过齿轮和齿条4c配合，电机带动齿轮旋转时，则移动平台4d沿齿条上下移动。基于上述结构特点，偏转机构4可以带动搅拌机构7、保温锅盖5升降和水平偏转。
[0026]所述的加热保温炉盖5包括:金属坩祸壳、保温材料和电加热器，工作时盖于坩祸上方，由底部安装的电加热器对坩祸内铝液进行加热保温。
[0027]所述的炉盖升降机构6分别与偏转机构4和保温炉盖5相连，可在电机驱动下带动炉盖升降。
[0028]用来搅拌铝液的搅拌机构7包括:电机、传动部件、搅拌器。
[0029]以3N铝为原材料，调节晶体的生长速度为I?4cm/h，产出精铝的平均纯度可以达到4N1?3N6，平均晶粒尺寸在130?150 μ m以下，精铝产量超过投入量70?85%。
【主权项】
1.一种偏转式精铝提纯装置，其特征在于，包括:炉体部分和通过偏转机构与之活动连接的炉盖部分，其中:炉体部分包括炉壳和位于炉壳内部的坩祸机构，炉盖部分包括保温炉盖和炉盖升降机构。2.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的炉壳顶部设置密封槽。3.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的炉壳和坩祸机构之间设有喷雾装置，对应炉壳的侧壁上部设有排气孔，炉壳的侧壁下设有排水孔。4.根据权利要求3所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的喷雾装置由设置在炉壳内壁的多个均匀排布的喷嘴组成。5.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的坩祸机构包括坩祸体和樹祸壳。6.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的炉盖部分包括:金属外壳、保温材料和电加热器。7.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的炉盖升降机构分别与偏转机构和炉盖部分相连。8.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的炉盖部分上设有用来搅拌铝液的搅拌机构，该搅拌机构包括:电机、传动部件、搅拌器。9.根据权利要求1所述的偏转式精铝提纯装置，其特征是，所述的偏转机构包括:底座、立柱、齿条、移动平台，其中:底座固定设置于地面，立柱套接于底座内并绕中心轴旋转，齿条固定设置于立柱一侧，移动平台套接于立柱外，通过齿轮和齿条配合，电机带动齿轮旋转时，则移动平台沿齿条上下移动。
【专利摘要】一种铸造冶金领域的偏转式精铝提纯装置，包括：炉体部分和通过偏转机构与之活动连接的炉盖部分，其中：炉体部分包括炉壳和位于炉壳内部的坩埚机构，炉盖部分包括保温炉盖和炉盖升降机构，本装置利用机械搅拌装置搅拌铝液，搅拌效果好，促进偏析过程排出的杂质元素的扩散与分散，降低液固界面前沿熔体中杂质的浓度，从而更好地控制凝固过程，提高提纯效率。利用炉盖对坩埚进行保温，整体更加节能。利用气压喷雾的方式，产生水气混合物对坩埚进行降温，温降更加均匀，用水量也更加节约。利用偏转机构移动炉盖和搅拌装置控制更加精确，占地面积更小。
【IPC分类】C22B9/02, C22B21/06
【公开号】CN204644430
【申请号】CN201520304692
【发明人】孙宝德, 张佼, 丁三才, 东青, 戴永兵, 韩延峰, 王国祥
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月13日