CN101528990A - 用于出料金属的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于从比金属密度小的熔融电解质层下方出料熔融金属的设备和方法。该设备包括管子，该管子包括位于操作端处的伸出扩大壁部，操作端在出料过程中浸没在熔融电解质和金属中。扩大壁部有助于在出料过程中最小化来自电解质/金属界面的电解质残渣的夹带。扩大壁部的定向可以是基本在坩埚的方向上。

Description

用于出料金属的设备和方法

技术领域

本发明涉及通过比金属轻的电解质层来放出金属，且具体地，其中该金属为铝。

背景技术

铝通常在电解槽中产生，该电解槽以在碳素阳极和碳素阴极之间高达300,000安培或更高的电流而工作。碳素阴极形成带有碳素或耐火材料侧壁的容器的底部，该侧壁由绝缘材料包围并容纳在钢壳内。在容器内，在碳素阴极底部上具有下层或熔融铝池，并且在铝的顶部上置有密度较低的熔融电解质(钠盐/铝盐/氟化物盐)上层，因此这些层在上层和下层之间形成液-液界面。侧壁一般由可向下延伸并覆盖阴极表面的外围的凝固态电解质层覆盖。电解质的暴露的顶表面一般由包括电解质和铝的混合物的外壳覆盖。碳素阳极浸入电解质中，并且被定位成使其底面距离电解质金属界面几厘米(典型地小于5cm)。熔融铝层的厚度典型地在12cm至20cm之间，且电解质层的厚度典型地为大约20cm。在操作过程中，氧化铝溶解在电解质中，并由从阳极流向阴极的直流电电解，以在熔融金属表面形成更多的铝。

电解质的密度仅比熔融铝的密度小一点，并且电解质与熔融铝之间的界面不太稳定，而能够轻易被破坏。

通过将通常由铸铁制成的空心金属管穿过电解质层而插入金属池中，在电解槽中产生的金属被周期性地从金属池出料或抽出。此管子或管道可操作地并气动地连接至收集或出料坩埚(tappingcrucible)。在坩埚的气相中施加真空，并且此真空使得在槽中产生的金属通过收集金属的管子被拉入坩埚。此金属管常被称为“出料虹吸管”。浸入在电解质和金属中的操作端通常被称为“虹吸管末端”。应当指出的是，尽管使用术语虹吸管，但是从电解槽抽出金属的操作归因于在坩埚的气相中施加真空，而不能归因于虹吸操作。当金属从池中出料(放出，抽出，tapping)时，取出基于预定目标的量。此目标是基于在出料操作之间的估计金属生产率。典型地，出料坩埚设计为具有足以允许出料几个槽(例如三或四个槽)的容量，因此来自这些槽中的金属在出料坩埚中混合。当出料坩埚充满时，可将其倒空注入保温炉，该保温炉可容纳多个出料坩埚的内容物。在一些操作中，在将金属转移至保温炉之前，可首先将其转移至中间坩埚。

由于电解槽中的金属池的深度相当浅，因此如果熔融金属未被小心地抽出，那么将会产生问题。如果没有足够地小心，那么来自电解质/金属界面的电解质可能同金属一起被抽出而进入出料坩埚。此电解质在坩埚中引起沉积并在从出料坩埚进料的保温炉中产生污染。在1 997年由Reidar Huglen编辑的“Light Metals，The Minerals，Metals and Material Society”的115至219页中，M.L.Walker的“Visualization of Tapping Flows”中描述了对电解质/金属界面上的吸收率效果的研究。

Walker描述了在“水模型”中进行的试验，其中电解槽中的电解质和金属由具有适当密度的不相混和的液体模拟。在此具体研究中，两个层是静止的(不循环或流动)。通过将空心管插入液体与抽出液体之间的界面以下，Walker总结出，空心管中的流速增加导致界面被向下抽动，其最终将被抽入管子内部。从这项研究中，Walker总结出，管子中的流速增加导致界面上方材料的“夹带(entrainment)”，因此在实际的电解槽中将导致电解质被抽入用来引流电解槽的管子，从而污染被出料的金属。由此与金属一起被抽入管子的电解质与邻近阴极底部的接触易于腐蚀阴极底部。Walker提出增大位于金属内的管子的孔的内部横截面，一般将正常的圆形横截面孔扩张为细长的椭圆形。其目的在于，减小金属进入管子中的孔时的金属流速，以减小将电解质抽入管子的可能性。然而，这需要在出料管中的扩大的开口，此开口在工业上更难以使用。此外，该解决方案以“静止的”金属和电解质层为基础，而这并不能代表实际的电解槽操作。

已经发现，在抽出金属的过程中还有其他问题，即，夹带电解液(bath)的量，一个槽与另一个槽很不相同，甚至在从一个槽中随后抽出时也是如此。这可能是由许多因素引起的，包括金属深度的变化、凝固位置、以及淤渣的存在。在一些情况中，低移出率比高移出率具有更多的夹带电解液。因此，简单地减小移出率不是解决问题的有效办法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种设备，该设备用于从密度较小的电解质层的下方出料金属，以减少进入金属的电解质夹带。

本发明的另一目的是，提供一种从较轻的电解质下方出料金属的新方法。

本发明的方面可提供一种实现了可预测和可控制的电解质夹带水平和夹带整体减少的设备和方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于从比熔融金属密度小的熔融电解质下方出料熔融金属的设备，熔融金属和熔融电解质在电解质/金属界面处形成边界，该设备包括具有第一端和与第一端相对的第二端的管子，第二端适于浸入熔融金属中，管子在第一端与第二端之间限定沿着其长度延伸的内孔，该内孔用作熔融金属通过的通道，管子具有紧邻第二端的扩大壁部，扩大壁部至少沿一个方向从孔向外径向地延伸，并远离第二端轴向地延伸预定距离，前壁部与扩大壁部相对，前壁部具有第一壁厚，扩大壁部具有大于第一壁厚的第二壁厚，第二壁厚被限定为从内孔至后边缘，并且其中第二厚度大于第一厚度的1.5倍，由此，在出料过程中，扩大壁部横过电解质/金属界面，并且限定了用以限制将电解质带入管子的障碍物。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于从比熔融金属密度小的熔融电解质下方出料熔融金属使之进入熔融金属接收器的方法，金属和电解质在电解质/金属界面处形成边界，该方法包括：提供一种包括与熔融金属接收器液体连通(fluid communication)的管子的设备，该管子具有紧邻一端的扩大壁部，扩大壁部至少沿一个方向从管子向外径向地延伸，并远离这一端轴向地延伸预定距离；将管子的这一端浸入容纳在电解槽中的熔融金属中；定位扩大壁部，以使扩大壁部横过电解质/金属界面，朝着电解槽的壁延伸；并通过在熔融金属接收器中产生足以将熔融金属抽过管子的真空压力，以出料熔融金属，其中在出料过程中，扩大壁部干扰熔融电解质进入熔融金属。

附图说明

通过下列详细说明，结合附图，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是表示出料坩埚的示意性侧视图，包括根据本发明示例性实施方式的局部剖视设备，该局部剖视部分是浸入在电解质和熔融金属中的设备的吸入端；

图2是根据图1的设备的吸入端的放大剖面侧视图，该吸入端浸入到在横截面中示意性示出的电解槽内的电解质和熔融金属中；

图3是根据本发明的第二实施方式的设备的吸入端的放大剖面侧视图，该吸入端处于在横截面中示意性示出的电解槽内；

图4(a)示出了根据本发明的一个实施方式的管子的操作端沿着线4-4的横截面区域，该管子包括具有厚度为x的管状壁并且具有扩大壁部，该扩大壁部的幅宽(breadth)等于外壁直径而宽度(width)大于2x；

图4(b)示出了根据本发明的另一实施方式的管子的操作端沿着线4-4的横截面区域，该管子包括偏心孔和宽的扩大壁部；

图4(c)示出了根据本发明的又一实施方式的管子的操作端沿着线4-4的横截面区域，该管子包括圆形伸出壁和椭圆形扩大壁部，包括居中于椭圆形横截面的长轴和短轴的交点的孔；

图4(d)(i)示出了根据本发明的又一实施方式的管子的操作端沿着线4-4的横截面区域，该管子包括伸出前壁、椭圆形孔和后扩大壁，后扩大壁具有与椭圆短轴处的管的外部尺寸基本相同的幅宽；

图4(d)(ii)示出了根据本发明的又一实施方式的管子的操作端沿着线4-4的横截面区域，该管子包括伸出前壁、椭圆形孔和后扩大壁部，后扩大壁部从管壁向外延伸，从而扩大壁部的幅宽大于椭圆短轴处的管子外径，且横截面基本上是三角形；

图5(a)是使用现有技术的出料管(没有扩大壁部)在各种金属出料流速(tapping flowrate)下所夹带的电解质残渣的量(kg/t)的图表；

图5(b)是使用根据本发明的一个实施方式的出料管在各种金属出料流速下所夹带的电解质残渣的量(kg/t)的图表；

图6是比较了用传统的出料管和用根据本发明的图3的出料管在不同出料流速(kg/s)下所夹带的电解质的平均量(kg/t)的图表。

具体实施方式

产生铝的电解槽是公知的，其具有由电磁力驱动的金属循环。每个电解槽具有受许多因素影响的略微不同的循环方式(pattern，模式)。然而，通常地，金属在循环金属流朝着壁部移动的位置处被出料，该壁部靠近出料坩埚能够通向电解槽的位置，从而循环金属流朝着坩埚本身运动。

图1示出了熔融金属接收器的示意性侧视图，其中在示例性实施方式中，该熔融金属接收器是出料坩埚50。坩埚包括金属收集容器52和容器顶部56，坩埚被设计为承受真空，通常是从顶部56中的孔抽真空的。由箭头54表示施加的吸力方向。

坩埚50可操作地并液压地连接至金属出料虹吸设备100。虹吸设备100被浸没在靠近电解槽的侧壁10的位置处(如图2所示)。本发明的虹吸设备100为细长的管子110，其需要连接至坩埚50的合适的连接装置。管子110具有第一端或真空端120，其靠近并可操作地连接至出料坩埚50的气相，并与之液体连通。管子110包括与真空端120相对的第二端或吸入端130，其包括扩大壁部140，该扩大壁部适于打破凝固态电解质和氧化铝壳27并且用于浸没在熔融电解质32和熔融金属30中。扩大壁部140位于紧邻吸入端130处，并从中心孔126径向地延伸。在示例性实施方式中，管子被布置成使得扩大壁部朝着坩埚50延伸，或在出料方向上延伸。

将可理解的是，管子110包括限定从吸入端130延伸至真空端120的内孔或孔126的管状壁128。通过在坩埚50中施加真空而出料金属。产生的真空必须足以将熔融金属30从电解槽向上抽出(或出料)使之穿过内孔126进入坩埚50。然后，坩埚50转移到另一电解槽并重复出料操作。

图2示出了浸没在熔融电解质32和熔融金属30中的吸入端130的放大剖面侧视图。管子110、吸入端130和扩大壁部140由与熔融金属30和熔融电解质32相容的材料制成，典型地由铸铁制成。

图2包括电解槽的壁10的剖视图。金属的出料通常在壁10附近执行。图2还示出具有凝固态电解质和铝27(示出为熔融电解质32上的较暗层)的壳以及凝固态电解质29(或“凝固”)的壳的可能性，凝固态电解质29可沿着电解槽的倾斜壁10向下延伸，也可沿着底部阴极表面20延伸。此凝固态电解质29，如果沿着电解槽的壁10和底部阴极表面20存在的话，那么可限制吸入端130进入电解槽，从而影响管子周围的流型图(flow pattern)。

上述管子110包括围绕管子外围的管状壁128。在图2中，扩大壁部140由焊接至管子110的块体组成，该块体限定了与孔126间隔预定距离的后边缘142。技术人员将理解的是，后部134和扩大壁部140也可制成一体，或“整体构造”。

扩大壁部140沿着管子110从吸入端130延伸预定高度144，选择此距离，从而在出料操作过程中，扩大壁部将横过熔融金属30与熔融电解质32之间的电解质/金属界面31边界。

在示例性实施方式中，内孔126可沿着管子110的长度在中心设置，其中此长度被限定为沿着管子110从真空端120至吸入端130。应当指出的是，在具体电解槽的出料过程中，金属深度将降低且界面31也将降低。在示例性实施方式中，金属从电解槽的侧壁位置处被出料，在该位置处管子110的吸入端120浸没在大体沿出料方向朝着电解槽侧壁并朝着坩埚50流动的金属中。定向管子110，从而扩大壁部140定向成沿金属流的下游方向延伸。

可以认为，通过在吸入端128处包括扩大壁部140，在金属出料的过程中可以干扰或转移涡流的形成。这些涡流可能是造成在出料过程中熔融电解质从熔融电解质/金属界面31被吸入金属30中的原因。扩大壁部140看起来像是用作破坏、干扰或转移与涡流形成有关的流型图的折流板(baffle)；其也看起来像是干扰在出料过程中熔融电解质进入熔融金属中。因此，扩大壁部140看起来像是阻止电解质32在出料过程中从电解质/金属界面31被吸入金属30中。

图3示出了本发明的第二实施方式的示意性侧横截面。此实施方式包括细长管210，并且其吸入端230包括基本竖直的管部，该管部穿过电解质壳27，浸没在熔融电解质32和熔融金属30中。图3所示的实施方式的管状壁228略微弯曲，由此在扩大壁部240的方向上形成角度，并且通常朝着出料坩埚50(即在出料方向上)被再一次弯曲。在此情况下，扩大壁部240从管子210向外径向地延伸，并沿着管子210的长度向上延伸，以便升到电解质/金属界面31的水平面之上。

图4(a)至图4(d)示出了吸入端230的各种可能的横截面，如像是在图3中的管子210的底部236沿着线4-4可见的。尽管未在图2上示出，但是如果在图2中将与4-4相似的分界线布置在出料管136的底部处，那么将获得相似的横截面。这些可能的扩大壁部240的实施方式可以例如附接至后部234，固定为操作端230的底部236上的延伸部，或者整合入管子210的设计中。为了更清楚起见，图中所示特征的参考标号都共用后两个数字，但它们的标号的前面的数字是变化的。例如，“后边缘”将始终用标号“_42”指示，但是在不同实施方式中将用参考标号：142、242、342等指示。

图4(a)包括例如通过铸造而附接至后部334的壁328或与其整体成形的扩大壁部340，从而从孔326至后边缘342的距离限定了后部厚度或第二厚度339，其在图4(a)中用箭头示出。图4(a)的横截面区域的周界是围绕竖直轴线旋转的大写字母“D”的形状，而孔具有圆形横截面，并且其与后边缘342间隔的距离大于其与前壁部间隔的距离，该前壁部与扩大壁部340相对设置。

在此实施方式中，后部厚度或第二厚度339大于前壁部332的壁328的第一厚度(x)的两倍。进一步考虑图4(a)，后部厚度339沿着长轴被限定，而短轴通过孔326的中心与长轴相交。在此实施例中，管子110在短轴交点处的壁厚，或者较小厚度，与前壁的厚度(即，等于x)相等。扩大壁部340具有的宽度与管子沿着如图4(a)所示的短轴的外径相等。

图4(b)示出了具有圆形周界的管子210的吸入端220，并包括靠近前部432设置的圆形横截面的偏心孔426。扩大壁部440具有向后延伸的厚度或第二厚度439(由箭头限定)，其至少比前部432的壁厚大两倍。

图4(c)示出了在吸入端的管横截面，其具有椭圆形周界、前壁部632、扩大壁部640和管几何中心694。管子进一步限定具有孔中心692的椭圆形内孔626，该孔中心朝着前壁部632位于椭圆长轴上并通常与出料方向对准。在图4(c)中，从内孔626至后边缘642的后部厚度639(也可称作第二厚度639)至少是前壁部632的厚度的两倍。将要注意的是，管状壁厚度从前壁部632至后边缘642逐渐增加。尺寸d，与管子内的内孔626的偏心相对应，具体地是管子694的中心与内孔692的中心之间的距离。

图4(d)(i)和图4(d)(ii)中体现了图3的吸入端230沿着线4-4而作出的横截面区域的其他实施方式。这些实施方式包括：(分别地)内钻孔(726和826)，优选地为椭圆形；前壁部(732和832)，具有向前伸出部和第一厚度，在此实施例中第一厚度大于与短轴相交处的壁厚828；以及与前壁部(732和832)相对的扩大壁部(740和840)。扩大壁部(740和840)包括在出料方向上从内孔(726和826)延伸至后边缘(742和842)的后部厚度或第二壁厚。在图4(d)(i)中，扩大壁部740的后部厚度或第二厚度739至少比前壁部732的第一壁厚大两倍，并且后边缘742的后宽度基本上与管状壁在短轴处的外径相等。在图4(d)(ii)中，后边缘842的后宽度比管状壁在短轴处的外径大。因此，扩大壁部可在不止一个方向上从管子向外径向地延伸；例如，在图4(d)(ii)中，扩大壁部在很宽范围的多个方向上向外径向地延伸。

图4(d)(ii)包括朝着后边缘842向外延伸的壁848，壁848形成具有基本上为三角形周界的吸入端220。图4(d)(ii)示出了操作端的横截面也可包括位于后边缘842与延伸壁848的交点处的斜面边角850。应当指出的是，图4(d)(ii)中所示的实施方式具有沿着椭圆长轴从中心孔826至后边缘842的后部厚度或第二厚度839，第二厚度839不需要是前伸出部826沿着椭圆长轴的尺寸(即x)的两倍。在示例性实施方式中，当后宽度比管状壁的外径大时，和/或当前部(732/832)包括具有第一壁厚的伸长部(第一壁厚比短轴与壁相交处的壁(728/828)的厚度大)时，第二厚度(739/839)优选地是第一壁厚的1.5至2.0倍。在优选实施例中，第二壁厚是第一壁厚的1.5倍，而在特别优选实施例中，第二壁厚是第一壁厚的2.0倍。

为了更清楚起见，所有示出的横截面形状的任一个的宽度(例如图4中所示)均沿着垂直于水平轴线的垂直轴线确定，该水平轴线在前部332与后边缘342之间的出料方向上(且典型地在孔326的中心处相交)。可以理解的是，后部厚度339被限定为从内孔326至后边缘342，并由标识为“＞2x”的箭头在图4(a)中示出。

技术人员将理解的是，扩大壁部140可在出料方向上向后扩大，以增加操作端的“后部厚度”(或第二厚度)，或者“横向地”扩大以增加操作端的宽度。

根据本发明的一个方面的方法可包括，提供有创新性(inventive)的管设备并将其以这样一种方式附接至真空坩埚50：熔融金属可从浸没的吸入端液体地连通至坩埚或类似的熔融金属接收器。将操作端浸没在金属中，可能必需的是，将电解质表面上的壳27打破。这里，扩大壁部(例如140)可用来帮助打破壳27。管子的底部穿过熔融电解质32的液层进入熔融金属30。管子的操作端可被定向为这样的可能程度：扩大壁部在出料方向上朝着坩埚延伸，并且在电解槽内基本沿熔融金属流的方向。当在熔融金属接收器中施加真空时，可以认为，建立了围绕浸没操作端的流型图，该流型图可受电解槽中的熔融金属流影响，并且归因于朝着熔融金属接收器的出料流。扩大壁部被认为在出料过程中转移和/或干扰熔融金属流中的涡流的形成。这些涡流可在操作端的扩大壁部处的熔融金属中产生，位于进一步朝着出料方向的点处。认为此转移/干扰减少了电解质从熔融电解质/金属界面31被向下抽吸的量，因此扩大壁部可用作干扰涡流形成的挡板，否则该涡流在出料过程中会将电解质吸入熔融金属中。

实施例

所有下述试验在全尺寸商用电解槽中实施，该全尺寸商用电解槽工作在并排构造中且在大约200千安的电流下。金属在电解槽的第一端处被移出，其中模型计算显示出了，预计金属会主要朝着电解槽的第一端流动。金属流的平均速度被估计为大约是10cm/s。这些实施例比较了利用以下部件移出的金属的特性：1)传统的出料管和2)根据本发明的方面改进的创新性出料管。所使用的创新性出料管与图3所示的出料管非常相似，扩大壁部240具有高于界面31但低于壳27的高度。

实施例1

针对在以上类型的若干不同电解槽上进行的多次出料而确定每吨金属中出料的电解质残渣的量(kg/t)。此结果与实际的金属排出速度(kg/s)对比地示出。比较了传统出料管和创新性出料管的特性。通过打破壳27和穿过熔融电解质32而将每个出料管浸没在熔融金属30的层内。当在熔融金属30中时，施加足够大以使熔融金属穿过出料管的孔向上吸入到坩埚中的负压和真空压力。为了改变穿过出料管的孔的出料金属的质量流速，可增加或者降低真空压力。

在附图5(a)和5(b)中，可以理解的是，对于传统的出料管，残渣的量通常很分散，并且比使用创新性出料管的残渣量高。重要地，图5(b)示出的创新性出料管的结果表明电解质残渣的量与出料流速之间具有良好的线性相关性，表明每吨金属的出料残渣的水平是更可预测和更可控制的。如可理解的是，这可允许对于维护计划进行改进，以及提供了更好地估计将被包含在出料金属中的残渣的量的能力。那些曲线的每个点对应于四个出料的槽。

实施例2

比较两种类型的出料管(创新性的和传统的)得到的结果，可以发现的是，对于质量流速在10至15kg/s之间变化的出料，使用创新性管时产生的残渣的质量减少。使用这种管子，残渣质量在0至20kg/t之间变化，而使用传统的管子，残渣质量在0至40kg/t之间变化。

实施例3

对在传统的和创新性的出料管设计的多个电解槽上针对三种不同出料速度而确定了平均残渣水平。其在图6中示出，并在表1中列出。该结果表明，对于所有被比较的金属出料速度，基于创新性设计的被检测的出料管比传统的出料管排出更少的电解质。例如，以图6为基础，当获得大约40kg/t的残渣流速时，基于本发明的出料管可允许流速增加大约45％。表1示出了使用本发明的创新性出料管在各种出料速度下可实现的平均减少量是出料过程中出料的电解质的量的25％至30％。

表1

表1表明，对于等于10kg/s的平均出料流速，每份被出料的金属的电解质质量小于18kg/t。而在较高的平均出料流速(kg/s)下，电解质/被出料的金属的比率是：对于等于15kg/s的平均出料流速，小于35kg/t，而当平均出料流速等于21kg/s时，每份被出料的金属的电解质小于42kg/t。这些具体值是对用于试验的在200千安下工作的电解槽进行说明，而实际结果将取决于出料金属的电解槽的实际工作参数。

上述本发明的实施方式仅意在举例说明。因此本发明的范围仅由附加权利要求的范围限定。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于从比熔融金属密度小的熔融电解质下方出料所述熔融金属的设备，所述熔融金属和所述熔融电解质在电解质/金属界面处形成边界，所述设备包括：

管子，具有第一端和与所述第一端相对的第二端，

所述第二端适于浸入所述熔融金属中，

所述管子在所述第一端与所述第二端之间限定沿着其长度延伸的内孔，所述内孔用于熔融金属从中通过，

所述管子具有紧邻所述第二端的扩大壁部，所述扩大壁部沿至少一个方向从所述孔向外径向地延伸，并远离所述第二端轴向地延伸预定距离；

前壁部，与所述扩大壁部相对，所述前壁部具有第一壁厚，

所述扩大壁部具有大于所述第一壁厚的第二壁厚，所述第二壁厚被限定为从所述内孔至后边缘，并且

其中，所述第二厚度大于所述第一厚度大的1.5倍，

由此，在出料过程中，所述扩大壁部横过所述电解质/金属界面，并且限定了用以限制电解质被夹带进入所述管子的障碍物。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二厚度大于所述第一厚度的两倍。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述管子的所述第二端的横截面具有限定了长轴和短轴的椭圆形周界。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述内孔沿着所述长轴朝着所述前壁部被设置。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述扩大壁部的所述后边缘限定了直边缘。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述扩大壁部的横截面限定了基本上三角形的周界。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述管子的所述第二端的横截面具有圆形周界。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述内孔朝着所述前壁部而定中心。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二端包括：

前壁部，包括面向前的伸出部和第一壁厚，并且

其中，所述前壁部与所述扩大壁部相对并且所述扩大壁部包括第二壁厚和后边缘，

其中，所述第二壁厚被限定为从所述内孔至所述后边缘，并且在所述后边缘处限定了后宽度，以及

所述第二壁厚是所述第一壁厚的1.5至2倍。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述扩大壁部的所述后边缘限定了直边缘。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述扩大壁部的横截面限定了基本上三角形的周界。

12.一种用于从比熔融金属密度小的熔融电解质下方出料所述熔融金属使之进入熔融金属接收器的方法，所述金属和电解质在电解质/金属界面处形成边界，所述方法包括：

提供设备，所述设备包括与所述熔融金属接收器液体连通的管子，所述管子具有紧邻一端的扩大壁部，所述扩大壁部沿至少一个方向从所述管子向外径向地延伸，并远离所述一端轴向地延伸预定距离；

将所述管子的所述一端浸入容纳在电解槽中的熔融金属中；

定位所述扩大壁部，以使所述扩大壁部横过所述电解质/金属界面，并且朝着电解槽的壁延伸；以及

通过在所述熔融金属接收器中产生足以将所述熔融金属吸过所述管子的真空压力，以出料所述熔融金属，其中，在出料过程中，所述扩大壁部干扰熔融电解质进入所述熔融金属。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，沿朝着所述熔融金属接收器的出料方向出料所述熔融金属，并且沿朝着所述熔融金属接收器的所述出料方向定位所述扩大壁部。

Claims (1)

1. 一种用于从比熔融金属密度小的熔融电解质下方出料所述熔融金属的设备，所述熔融金属和所述熔融电解质在电解质/金属界面处形成边界，所述设备包括：

   管子，具有第一端和与所述第一端相对的第二端，

   所述第二端适于浸入所述熔融金属中，

   所述管子在所述第一端与所述第二端之间限定沿着其长度延伸的内孔，所述内孔用于熔融金属从中通过，

   所述管子具有紧邻所述第二端的扩大壁部，所述扩大壁部沿至少一个方向从所述孔向外径向地延伸，并远离所述第二端轴向地延伸预定距离；

   前壁部，与所述扩大壁部相对，所述前壁部具有第一壁厚，

   所述扩大壁部具有大于所述第一壁厚的第二壁厚，所述第二壁厚被限定为从所述内孔至后边缘，并且

   其中，所述第二厚度大于所述第一厚度的1.5倍，

   由此，在出料过程中，所述扩大壁部横过所述电解质/金属界面，并且限定了用以限制电解质被夹带进入所述管子的障碍物。

   根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二厚度大于所述第一厚度的两倍。

   根据权利要求1所述的设备，其中，所述管子的所述第二端的横截面具有限定了长轴和短轴的椭圆形周界。

   根据权利要求3所述的设备，其中，所述内孔沿着所述长轴朝着所述前壁部被设置。

   根据权利要求1所述的设备，其中，所述扩大壁部的所述后边缘限定了直边缘。

   根据权利要求1所述的设备，其中，所述扩大壁部的横截面限定了基本上三角形的周界。

   根据权利要求1所述的设备，其中，所述管子的所述第二端的横截面具有圆形周界。

   根据权利要求7所述的设备，其中，所述内孔朝着所述前壁部而定中心。

   根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二端包括：

   前壁部，与所述扩大壁部相对，所述前壁部包括在具有第一壁厚的所述前壁部处的面向前的伸出部，并且

   所述扩大壁部具有从所述内孔至后边缘限定的第二壁厚，并且所述扩大壁部在所述后边缘处限定了后部宽度，所述第二壁厚是所述第一壁厚的1.5至2倍。

   根据权利要求9所述的设备，其中，所述扩大壁部的所述后边缘限定了直边缘。

   根据权利要求10所述的设备，其中，所述扩大壁部的横截面限定了基本上三角形的周界。

   一种用于从比熔融金属密度小的熔融电解质下方出料所述熔融金属使之进入熔融金属接收器的方法，所述金属和电解质在电解质/金属界面处形成边界，所述方法包括：

   提供设备，所述设备包括与所述熔融金属接收器液体连通的管子，所述管子具有紧邻一端的扩大壁部，所述扩大壁部沿至少一个方向从所述管子向外径向地延伸，并远离所述一端轴向地延伸预定距离；

   将所述管子的所述一端浸入容纳在电解槽中的熔融金属中；

   定位所述扩大壁部，以使所述扩大壁部横过所述电解质/金属界面，并且朝着电解槽的壁延伸；以及

   通过在所述熔融金属接收器中产生足以将所述熔融金属吸过所述管子的真空压力，以出料所述熔融金属，其中，在出料过程中，所述扩大壁部干扰熔融电解质进入所述熔融金属。

   根据权利要求12所述的方法，其中，沿朝着所述熔融金属接收器的出料方向出料所述熔融金属，并且沿朝着所述熔融金属接收器的所述出料方向定位所述扩大壁部。

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