CN104745839A - 铝熔体的除氢方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种铝熔体的除氢方法和系统，铝熔体的除氢方法中，在将铝锭熔化成熔融态铝后，在保持真空熔炼炉内的不低于第二真空度同时，向熔融态铝中通入惰性气体，同时抽去真空熔炼炉内的气体；在停止通入气体后，静置熔融态铝。在上述技术方案中，向熔融态铝中通入惰性气体后，可高效地析出溶于熔融态铝中的氢，同时抽出真空熔炼炉内的气体，可及时将由熔融态铝中抽出的气体排出真空熔炼炉外，防止氢重新进入熔融态铝中，在真空环境下进行吹气排氢工艺，可形成均匀细小的气泡提高析氢效果；在静置过程中，存留于熔融态铝中的氢会向真空扩散，从而进一步析出溶于熔融态铝中的氢气，提高除氢效果。

Description

铝熔体的除氢方法和系统

技术领域

本发明涉及一种半导体技术领域，尤其涉及一种铝熔体的除氢方法和系统。

背景技术

高纯度的铝材是广泛的应用在电子产业中，例如铝-铬和铝-钛合金，是作为磁光媒体介质中的反射层；铝-铜合金是作为电路中的导线材料，与铝-硅、铝-硅-铜合金也可以作为溅射靶材材料，而铝-铷合金与铝-钽合金则是作为平面显示器中的金属反射层。上述铝合金对纯度、致密度均有很高的要求。

对于高纯度的铝材，针孔、气孔往往是破坏铝材质量的致命缺陷，其不仅破坏了铝材内部连续性，减小有效截面积而且是铝材的裂纹源。这些针孔、气孔产生主要是基于气体在液态、铝和固态铝中溶解度差异大，在铸锭或铸件凝固时，气体在铝中的溶解度要下降而从熔体中析出，从而在铸件中造成针孔或者疏松，影响产品质量。其中，氢是铝熔体中溶解的主要气体。为此，除氢工序在铝材制备过程中重要环节。

目前主要的除氢方法主要为真空除氢和浮游除氢法。

所谓真空除氢，是将坩埚密封起来，在熔炼炉里面的空间制造出负压真空。由于真空中的铝熔体的吸气倾向趋近于零，氢在铝熔体中的溶解度大大降低，促使易溶解在铝熔体中的氢向真空扩散。浮游除氢法，是向铝熔体内加入氯气、氯化锌等活性物质或者氩气、氮气等惰性气体。这些活性物质或者惰性气体可在铝熔体内产生大量气泡，而气泡内的氢分压为零，从而导致铝熔体内的氢不断向气泡中扩散，并随气泡上浮溢出液面。

然而，在真空除氢，铝熔体中的杂质，以及铝与空气反应而在铝熔体表面形成的氧化膜严重阻碍了氢在铝熔体中扩散。而浮游除氢法中，在铝熔体表面形成的氧化膜以及夹杂的杂质会随铝熔体的翻滚而混入铝熔体中，其不经影响后续形成的铝成品质量，向铝熔体中添加的活性物质排放还直接导致环境污染。

为此，如何提高铝熔体中的除氢效果是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种铝熔体的除氢方法，可有效提高铝熔体中的除氢效果。

为解决上述问题，本发明提供一种铝熔体的除氢方法，包括：

提供铝锭，将铝锭置于真空熔炼炉内；

将所述真空熔炼炉抽真空，并保持所述真空熔炼炉的真空度不低于第一真空度的条件下，加温熔炼所述铝锭，至所述铝锭化为熔融态铝；

向所述熔融态铝内通入惰性气体，同时抽去所述真空熔炼炉内气体，保持所述真空熔炼炉内真空度不低于第二真空度，直至所述真空熔炼炉内的氢含量低于第一含量；

持续抽去所述真空熔炼炉内气体，静置处理所述熔融态铝，直至所述真空熔炼炉内的真空度不低于第三真空度，所述第三真空度高于第二真空度。

可选地，所述惰性气体为氮气或是氩气。

可选地，所述第一真空度数值为10Pa，所述第二真空度数值为10Pa，所述第三真空度数值为0.01Pa。

可选地，向所述熔融态铝中通入惰性气体的工艺包括：通入的所述惰性气体的气压为1Kg/cm²～6Kg/cm²，流速为2L/min～20L/min，持续通气抽气的时间为10～120min。

可选地，所述静置的时间大于或等于1h。

可选地，所述第一含量为0.01ml/100g。

可选地，采用气泵系统抽去所述真空熔炼炉内气体，且在将由所述真空熔炼炉内抽出的气体冷却后，进入气泵系统的气泵中。

本发明还提供了一种铝熔体的除氢系统，包括真空熔炼炉，以及调整所述真空熔炼炉内真空度的抽真空机构；

所述抽真空机构包括一个或多个气泵，所述各个气泵与所述真空熔炼炉连接；

所述真空熔炼炉包括输气装置，用于向所述真空熔炼炉内通入惰性气体。

可选地，所述抽真空机构的一个或多个气泵包括：机械泵、罗茨泵和涡轮分子泵；

所述各个气泵通过管道连接所述真空熔炼炉的出口。

可选地，所述真空熔炼炉内包括坩埚，所述输气装置包括一端插入所述坩埚内，另一端连接位于所述真空熔炼炉外部的输气瓶的黑铅管。

可选地，所述黑铅管插入所述坩埚内的一端上设有搅拌器。

可选地，在所述真空熔炼炉的开口处，位于所述真空熔炼炉与所述抽真空机构的各个气泵之间设有气体冷却装置，所述气体冷却装置包括冷却槽；

连接真空熔炼炉开口与各个气泵的管道部分位于所述冷却槽内。

可选地，在所述真空熔炼炉的与各个气泵之间装有气体回旋管；

所述气体回旋管至少包括内管和外管；

所述外管两端分别连接所述真空熔炼炉和各个气泵；

所述内管一端固定于外管的内壁上，呈密封结构，且该端朝向所述各个气泵方向；所述内管的另一端呈悬空结构，且朝向所述真空熔炼炉；

所述气体回旋管位于所述冷却槽内。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在保持真空熔炼炉内的真空度不低于第二真空度同时，向所述熔融态的铝中通入惰性气体，同时抽去所述真空熔炼炉内的气体。在上述技术方案中，向熔融态铝中通入惰性气体后，所述熔融态铝中产生大量气泡，借此气泡可高效地排出溶于熔融态铝中的氢，不断抽出真空熔炼炉内的气体，其可及时将由熔融态铝中抽出的气体排出真空熔炼炉外，防止氢重新进入熔融态铝中。上述技术方案中，在真空环境下进行吹气排氢工艺，可形成均匀细小的气泡提高析氢效果在完成吹气排氢工艺后，在保持熔融态铝静置期间，持续抽去所述真空熔炼炉内的气体，提高所述真空熔炼炉内的真空度，从而有效降低氢气在熔融态炉中的溶解度，驱使存留于熔融态中的氢向真空扩散，从而进一步析出溶于熔融态铝中的氢气，提高除氢效果。

在除氢系统中，包括了机械泵、罗茨泵和涡轮分子泵，上述多种气泵同时使用，可有效提高抽气效率，降低抽气能耗，减少油泵污染。

在铝熔体的除氢系统中，在真空熔炼炉的开口处设置气体冷却装置，并采用气体冷却装置，在将所述真空熔炼炉内的气体冷却后，再进入气泵系统的气泵中，上述技术方案可有效降低铝熔体的除氢系统中各装置的损耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的铝熔体的除氢方法的流程示意图；

图2是本发明一个实施例提供的铝熔体的除氢系统的结构示意图；

图3是图2中，气体回旋管的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，半导体行业中铝合金材料对于纯度、致密度均具有很高的要求。然而现有包括真空除氢、以及浮游除氢等铝熔体除氢方案中，除氢效果较差，使得制得的纯铝以及合金中仍残留较多的氢，从而影响制得的纯铝以及合金质量。

针对上述缺陷，本发明提供了一种铝熔体的除氢方法以及铝熔体的除氢系统。所述铝熔体的除氢方法中，在真空熔炼炉内，将铝锭加热呈熔融态铝后，向熔融态铝中持续通入惰性气体，使得熔融态铝中的氢气析出，同时持续抽去真空熔炼炉内的气体，将由熔融态铝中析出的氢及时排出真空熔炼炉，避免氢重新进入熔融态铝中，而且在吹气排氢过程中，始终保持真空熔炼炉为真空状态，并形成均匀细小的气泡提高析氢效果；而在将真空熔炼炉内的氢含量降至第一含量后，静置所述熔融态铝，并持续抽去所述真空熔炼炉内的气体，降低所述真空熔炼炉内的气压，提高所述真空熔炼炉内的真空度，进而降低氢在熔融态铝中的溶解度，驱使熔融态铝中的氢气向真空扩散，从而进一步提高铝熔体内的氢的析出效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1所示，本实施例提供了一种铝熔体的除氢方法，包括：

步骤S1，提供铝锭，将铝锭置于真空熔炼炉内；

步骤S2，将所述真空熔炼炉抽真空，并保持所述真空熔炼炉的真空度不低于第一真空度的条件下，加温熔炼所述铝锭，至所述铝锭化为熔融态铝；

步骤S3，向所述熔融态铝内通入惰性气体，同时抽去所述真空熔炼炉内气体，保持所述真空熔炼炉内真空度不低于第二真空度，直至所述真空熔炼炉内的氢含量低于第一含量；

步骤S4，持续抽去所述真空熔炼炉内气体，静置处理所述熔融态铝，直至所述真空熔炼炉内的真空度不低于第三真空度，所述第三真空度高于第二真空度。

本发明还提供了一种铝熔体的除氢系统，用于高效地去除铝熔体内的氢气。下面，通过具体的实施例，进一步阐述所述铝熔体的除氢系统，以及配合所述铝熔体的除氢系统阐述铝熔体的除氢方法。

参考图2所示，本实施例提供的铝熔体的除氢系统包括：真空熔炼炉7，以及抽真空机构。所述抽真空机构用于抽出所述真空熔炼炉7内的气体，并调整所述真空熔炼炉7内真空度。所述抽真空机构包括一个或多个气泵，所述各个气泵与所述真空熔炼炉连接。

本实施例中，所述抽真空机构包括机械泵1、罗茨泵2、油旋片泵3和涡轮分子泵4四个气泵。所述四个气泵通过管道分别与所述真空熔炼炉7出口连接，即所述四个气泵与真空熔炼炉7并联连接。在使用过程中，在不同的阶段逐步开启所述四个气泵，用以抽取真空熔炼炉7内以及各个管道内的气体，调节所述真空熔炼炉7内的真空度。此外，在四个气泵对应的与所述真空熔炼炉7连接的管道上设置阀门，以分别控制四个气泵与真空熔炼炉7的导通和隔断连接。

在所述真空熔炼炉7内设有坩埚8，用于放置铝。

结合参考图1所示，在本实施例提供的铝熔体的除氢方法中，先执行步骤S1，提供铝锭，并将烘干的铝锭放置于所述真空熔炼炉内的坩埚中。

之后，执行步骤S2，将所述真空熔炼炉抽真空，并保持所述真空熔炼炉的真空度不低于第一真空度的条件下，加温熔炼所述铝锭，至所述铝锭熔化为熔融态铝。

本实施例中，所述第一真空度数值为10Pa。

本实施例中，将所述真空熔炼炉7抽真空的过程包括：

先关闭阀门V1，V6，V5，V4和V2，开启阀门V3，并开启机械泵1，抽取管道内的残留气体。1分钟后，开启阀门V1，抽取所述真空熔炼炉7内的气体，直至所述真空熔炼炉7内的真空度数值小于1000Pa；

开启阀门V4，并打开罗茨泵2，关闭阀门V3，以罗茨泵2继续抽去所述真空熔炼炉7内的气体，直至所述真空熔炼炉7内的真空度数值小于10Pa；

开启阀门V2和V5，打开油旋片泵3，关闭阀门V4，在间隔一段时间后，本实施例中可选为2min左右，打开涡轮分子泵4，以涡轮分子泵4继续抽去所述真空熔炼炉7内的气体，直至所述真空熔炼炉7内的真空度数值小于0.01Pa。

之后关闭V1，并依此关闭涡轮分子泵4、油旋片泵3、罗茨泵2和机械泵1。此时，真空熔炼炉7抽真空过程完毕。并保持所述真空熔炼炉7的真空度，开启所述真空熔炼炉7，加温熔炼所述坩埚8内的铝锭。

本实施例中，在所述真空熔炼炉7内，装有电阻规（低真空计）和电离规（高真空计）（图中未显示）从而监控所述真空熔炼炉7内的气压。

之后，进行真空熔炼铝步骤，致使所述铝锭完全融化为熔融态铝。

本实施例中，所述真空熔炼铝过程包括：

所述真空熔炼炉7持续加热，致使所述坩埚8内的铝锭逐步熔化。而在所述铝锭逐步熔化过程中，铝锭中的氢不断溢出，致使所述真空熔炼炉7内的气压逐步升高，真空度也逐渐下降。

在本实施例中，所述真空熔炼炉7持续加热，以熔化所述铝锭的过程保持在不低于第一真空度的条件下进行，本实施例中，所述第一真空度的数值为10Pa。当所述电阻规监测所述真空熔炼炉7内的真空度接近10Pa时，打开阀门V1，并打开机械泵1、罗茨泵2，油旋片泵3和涡轮分子泵4，持续抽取所述真空熔炼炉7内的气体，从而及时排出由铝锭中析出的氢气。避免这些氢气重新进入铝中；当真空熔炼炉7内的真空度数值小于0.01Pa（即，第四真空度）后，可关闭所述涡轮分子泵4。

参考图1所示，待所述铝锭完全熔化为熔融态铝后，执行步骤S3，向所述熔融态铝内通入惰性气体，同时抽去所述真空熔炼炉内气体，保持所述真空熔炼炉内真空度不低于第二真空度，直至所述真空熔炼炉内的氢含量低于第一含量。

结合参考图2所示，本实施例提供的铝熔体的除氢系统包括输气装置，用于向所述真空熔炼炉7内输送惰性气体。

本实施例中，所述输气装置包括黑铅管9。所述黑铅管9的一端插入所述坩埚内，另一端连接位于所述真空熔炼炉7外部的输气瓶（图中未显示）。

在本实施例提供的铝熔体的除氢方法中，所述黑铅管9的一端插入所述熔融态铝中，从而向所述熔融态铝中通入惰性气体。

本实施例中，所述惰性气体可选为氮气或是氩气。向所述熔融态铝中通入惰性气体的工艺包括：

向所述熔融态铝中通入的所述惰性气体的气压为1Kg/cm²～6Kg/cm²，流速为2L/min～20L/min。上述气压流速的惰性气体可均匀的在所熔融态铝中形成细小气泡，从而将熔融态铝中的氢气析出熔融态铝。

本实施例中，在向所述真空熔炼炉7通入惰性气体同时，打开所述真空系统，抽取所述真空熔炼炉7内气体，保持所述真空熔炼炉7内的真空度数值小于10Pa（第二真空度），从而使得所述熔融态铝中的氢气向真空扩散，并及时被抽出所述真空熔炼炉7。

本实施例中，基于所述熔融态铝的粘稠度，若通入所述熔融态铝中的惰性气体气压过小（小于1Kg/cm²）、流速过慢（小于2L/min），无法在熔融态铝中形成足量的气泡，以将熔融态铝中的氢气析出；而若气压过大（大于6Kg/cm²），流速过快（20L/min），可能造成局部熔融态铝“爆破”现象，造成安全隐患；而且在熔融态铝的表面或多或少会形成些许氧化膜，若通入的惰性气体气压过大，流速过快，会使得熔融态铝表层的氧化膜被迅速搅入熔融态铝内部，增加熔融态铝内部的夹杂；此外，过大的气压和流量的惰性气体势必造成惰性气体浪费，以及过快的真空度上升值，需要延长开启气泵的时间，从而增加了工艺成本。

本实施例中，持续通入上述气压和流量的惰性气体，在所述真空熔炼炉7内的氢含量低于第一含量后，便可结束输气过程。在输气过程中，随着熔融态铝中氢气含量降低，排除的氢气的量逐渐减小，在一定时间后，熔融态铝中的氢含量基于稳定，即氢无法再有效地被排除。

本实施例中，所述第一含量为0.01ml/100g。

本实施例中，在通入惰性气体10～120min后，进一步可选为60～80min，便可终断输气过程。具体的时间控制，可根据惰性气体的气压、流量以及熔融态铝的量确定。

继续参考图2所示，本实施例中，可选地，所述黑铅管9插入所述坩埚8内的一端上设有搅拌器91，从而在向熔融态铝中通入惰性气体同时，搅拌所述熔融态铝，从而提高所述熔融态铝中氢的析出速率，提高熔融态铝除氢效果。

具体地，本实施例中，所述搅拌器的转速为60～200转/分钟。该转转速下，所述搅拌器可将由通入气体而产生的气泡充分打碎，提高气泡密度，以提高氢气析出效果；。

本实施例提供的铝熔体的除氢系统中，在所述真空熔炼炉7的开口处，位于所述真空熔炼炉7与所述抽真空机构的各个气泵之间设有气体冷却装置，从而在铝熔体的除氢方法中，在将抽离所述真空熔炼炉7内的气体冷却后，再进入各气泵中，上述技术方案可有效降低铝熔体的除氢系统各设备的损耗。

本实施例提供的铝熔体的除氢系统中，所述气体冷却装置包括冷却槽6。本实施例中，所述阀门V1位于所述直接连接所述真空熔炼炉7的开口的总管道上，所述冷却槽6位于所述真空熔炼炉7的开口处。直接连接所述真空熔炼炉7的开口的总管道通过所述冷却槽6后，再由各分管道连通各个气泵（包括气泵1、2、3和4）。且所述冷却槽6位于所述阀门V1和各分管道之间。从而使得由所述真空熔炼炉7排出的带有大量热量的气体，在经所述冷却槽6冷却后，再进入各分管道，从而降低因高温导致抽真空机构损坏的几率。

本实施例的进一步可选方案中，在所述真空熔炼炉7的开口处，在所述真空熔炼炉7与各个气泵之间装有气体回旋管5。

本实施例中，所述气体回旋管5位于所述真空熔炼炉7的开口处的总管道上，且所述气体回旋管5位于所述冷却槽6内。

参考图3所示，所述气体回旋管5包括内管10和外管20。所述外管20两端分别连接所述真空熔炼炉7和各个气泵。所述内管20的一端22固定在外管10的内壁上，使得所述内管20一端22与所述外管10内壁间呈密封结构，而所述内管20的另一端21呈悬空结构。且所述内管封闭的一端22朝向各个气泵，而呈悬空结构的另一端21朝向所述真空熔炼炉7。

在使用过程中，当由所述真空熔炼炉7内排除的热气流进入所述内管20的外壁和外管10的内壁之间的空隙后，内管20的外壁和外管10的内壁间的空间朝向各气泵的一端呈密封状，所述热气流回转流向所述真空熔炼炉7，以实现气体回旋，进而可有效提高所述热气流在所述气体回旋管5中的滞留时间，即增加了热气流在冷却槽6内的滞留时间，从而提高由所述真空熔炼炉7内排除的气体的冷却效率。

在结束向所述真空熔炼炉7内输气步骤后，静置所述坩埚8内的熔融态铝，期间开启所述机械泵1、罗茨泵2、油旋片泵3和涡轮分子泵4，持续抽去所述真空熔炼炉7内的气体，降低所述真空熔炼炉7内的气压，以提高所述真空熔炼炉7内的真空度（气压越低，真空度越高）。

本实施例中，在静置过程中，可控制所述涡轮分子泵4的功率大于或等于4000L/ml。

本实施例中，持续抽去所述真空熔炼炉7内的气体，直至所述真空熔炼炉7内的真空度不低于第三真空度，所述第三真空度可选为0.01Pa。

其中，在该静置过程中，无需向所述真空熔炼炉7内通入惰性气体。在在静置过程中，基于所述真空熔炼炉7的真空度提高，氢在熔融态铝中的溶解量不断减小，从而可有效将驱除残留于熔融态铝中的部分氢气。进而进一步提高熔融态铝的除氢效果。

本实施例中，所述静置熔融态铝的时间大于1小时，使得所述熔融态铝中的氢气充分溢出。经检测，在1小时后，所述熔融态铝中的氢含量小于0.008ml/100g。

本实施例中，所述铝熔体的除氢系统的抽真空机构包括了机械泵、罗茨泵、油旋片泵和涡轮分子泵。所述四个气泵与真空熔炼炉并联连接。在使用过程中，在不同的阶段逐步开启所述四个气泵，用以抽取真空熔炼炉内以及各个管道内的气体，调节所述真空熔炼炉内的真空度。其中，以所述机械泵、罗茨泵、油旋片泵作为所述涡轮分子泵的上游泵，即先采用机械泵、罗茨泵、油旋片泵将铝熔体的除氢系统的真空熔炼炉以及各管道内的真空提高至一定程度（本实施中，可选为10Pa），之后，主要采用涡轮分子泵抽取真空熔炼炉和各管道内的气体，控制真空熔炼炉内的气压，该方案可有效提高抽气效率，降低抽气能耗，减少油泵污染。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种铝熔体的除氢方法，其特征在于，包括：

提供铝锭，将铝锭置于真空熔炼炉内；

将所述真空熔炼炉抽真空，并保持所述真空熔炼炉的真空度不低于第一真空度的条件下，加温熔炼所述铝锭，至所述铝锭化为熔融态铝；

向所述熔融态铝内通入惰性气体，同时抽去所述真空熔炼炉内气体，保持所述真空熔炼炉内真空度不低于第二真空度，直至所述真空熔炼炉内的氢含量低于第一含量；

持续抽去所述真空熔炼炉内气体，静置处理所述熔融态铝，直至所述真空熔炼炉内的真空度不低于第三真空度，所述第三真空度高于第二真空度。

2.如权利要求1所述的铝熔体的除氢方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或是氩气。

3.如权利要求1所述的铝熔体的除氢方法，其特征在于，所述第一真空度数值为10Pa，所述第二真空度数值为10Pa，所述第三真空度数值为0.01Pa。

4.如权利要求1所述的铝熔体的除氢方法，其特征在于，向所述熔融态铝中通入惰性气体的工艺包括：通入的所述惰性气体的气压为1Kg/cm²～6Kg/cm²，流速为2L/min～20L/min，持续通气抽气的时间为10～120min。

5.如权利要求1所述的铝熔体的除氢方法，其特征在于，所述静置的时间大于或等于1h。

6.如权利要求1所述的铝熔体的除氢方法，其特征在于，所述第一含量为0.01ml/100g。

7.如权利要求1所述的铝熔体的除氢方法，其特征在于，采用气泵系统抽去所述真空熔炼炉内气体，且在将由所述真空熔炼炉内抽出的气体冷却后，进入气泵系统的气泵中。

8.一种铝熔体的除氢系统，包括真空熔炼炉，以及调整所述真空熔炼炉内真空度的抽真空机构，其特征在于，

所述抽真空机构包括一个或多个气泵，所述各个气泵与所述真空熔炼炉连接；

所述真空熔炼炉包括输气装置，用于向所述真空熔炼炉内通入惰性气体。

9.如权利要求8所述的铝熔体的除氢系统，其特征在于，所述抽真空机构的一个或多个气泵包括：机械泵、罗茨泵和涡轮分子泵；

所述各个气泵通过管道连接所述真空熔炼炉的出口。

10.如权利要求8所述的铝熔体的除氢系统，其特征在于，所述真空熔炼炉内包括坩埚，所述输气装置包括一端插入所述坩埚内，另一端连接位于所述真空熔炼炉外部的输气瓶的黑铅管。

11.如权利要求10述的铝熔体的除氢系统，其特征在于，所述黑铅管插入所述坩埚内的一端上设有搅拌器。

12.如权利要求8所述的铝熔体的除氢系统，其特征在于，在所述真空熔炼炉的开口处，位于所述真空熔炼炉与所述抽真空机构的各个气泵之间设有气体冷却装置，所述气体冷却装置包括冷却槽；

连接真空熔炼炉开口与各个气泵的管道部分位于所述冷却槽内。

13.如权利要求12所述的铝熔体的除氢系统，其特征在于，在所述真空熔炼炉的与各个气泵之间装有气体回旋管；

所述气体回旋管至少包括内管和外管；

所述外管两端分别连接所述真空熔炼炉和各个气泵；

所述内管一端固定于外管的内壁上，呈密封结构，且该端朝向所述各个气泵方向；所述内管的另一端呈悬空结构，且朝向所述真空熔炼炉；

所述气体回旋管位于所述冷却槽内。