CN110093518A - 一种5管区熔炉的改进方法 - Google Patents

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陈知江
蔡文红
何斌
匡子登
李雪寅
李锐
王博文
王涵
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Abstract

本发明实施例公开了一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法包括：(a)按照5管区熔炉的结构布局，重新设置炉体，并在炉体内设置多根炉管；(b)在炉管上分别套接电磁感应线圈，并且多个电磁感应线圈之间依次串联；(c)在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部分别设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管；本发明通过将进水管分别设置在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部，达到了对管区熔炉电磁感应线圈的冷却要求，保障了生产运行安全，延长电磁感应线圈的使用寿命以及降低了设备成本。

Description

一种5管区熔炉的改进方法
技术领域
本发明涉及区熔炉技术领域，具体涉及一种5管区熔炉的改进方法。
背景技术
在金属锗的区域熔炼提纯过程中，主要用到的设备为区熔炉，采用电磁感应的方式加热，将熔点为938.3℃的锗熔化进行去杂提纯。其中用于电磁感应加热的主要是感应线圈，由于提纯过程一般不是一次，持续时间一般在15-18h，因此线圈必须进行有效的冷却。
目前，成熟的区熔炉是5管装，感应线圈冷却完全能够达到安全生产的要求，然而，随着金属锗实际生产的需要，5管区熔炉的生产效率逐渐不能满足要求，如果将炉管的数量进行增加，必然导致线圈数量增多，由于各炉管上的线圈连接方式为串联，冷却循环水只能单向流动，对线圈进行单向冷却，采用5管区熔炉的冷却系统对线圈的冷却很难达到生产要求，冷却水出水口的水温时常在40℃以上，导致线圈受热而发生形变，不仅运行中存在安全隐患，还会缩短其使用寿命，达不到设计使用年限，增加折旧成本。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种5管区熔炉的改进方法，该方法改进的区熔炉增加了金属锗的提纯量，而且解决了由于炉管的增加导致冷却系统对线圈冷却很难达到生产要求，以及冷却水出水口水温过高，导致线圈受热而发生形变产生安全隐患、降低使用寿命、增加折旧成本的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法包括如下步骤：
(a)按照5管区熔炉的结构布局，重新设置炉体，并在炉体内设置多根炉管；
(b)在炉管上分别套接电磁感应线圈，并且多个电磁感应线圈之间依次串联；
(c)在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部分别设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管。
本发明通过将冷却水进水管分别设置在依次串联的多个电磁感应线圈的的前端部和中部，能够使得在前端进水口流入的冷却水主要冷却前端的电磁感应线圈，然后与中部进水口流入的冷却水混合后对后续电磁感应线圈进行冷却，提高了冷却效率，实现了对多管区熔炉电磁感应线圈的冷却要求，保障了生产运行安全，延长电磁感应线圈的使用寿命以及降低了设备折旧成本。
在一优选实施方式中，所述炉管根数为6-12根。
在一优选实施方式中，所述电磁感应线圈的匝数为2-4匝。匝数太多，在加热时建立的熔区也就越宽，相同提纯次数下提纯效果就会降低，因为采取区域熔炼的物理提纯法，利用锗中杂质在液相与固相中溶解度不同，当在锗锭上建立一个狭窄的熔区后，并从一端移向另一端时，易溶于液相熔区的杂质，随着熔区运动富集到锗锭尾部，易溶于固相的杂质富集到头部，去除锗锭头尾部达到提纯锗的目的；而如果熔区过宽，很多杂质就会一直处于熔区内，相同提纯次数下达不到很好的提纯效果。
在一优选实施方式中，所述电磁感应线圈的材质为铜管，所述铜管的横截面为方形，且边宽为10-20mm；优选地，所述铜管的壁厚为1-3mm。通过对电磁感应线圈的材质、内径和厚度的限定，能够提高电磁感应线圈的加热效率，以及提高了电能的利用率，同时也提高了区熔锗锭的提纯效果，生产出高质量的区熔锗锭；避免电磁感应线圈上产生涡流，产生涡流各个电磁感应线圈之间会相互影响，最终影响区熔锗锭的提纯效果以及造成损耗。
在一优选实施方式中，所述电磁感应线圈中冷却水的压力为0.2-0.3Mpa；更优选地，所述出水管流量不小于120L/min。通过对电磁感应线圈内冷却水压力以及出水管水流量的限定，能够有效冷却12管以内区熔炉电磁感应线圈，提高生产运行安全。
在一优选实施方式中，所述炉管为石英管；更优选地，所述炉管的外径为68-72mm，厚度为3-5mm。通过对炉管外径和厚度的限定，提高了电磁感应线圈的加热效率。
本发明实施例另一方面提供一种区熔炉，该区熔炉由上述的改进方法得到。
本发明实施例具有如下优点：
(1)本发明通过将进水管分别设置在依次串联的多个电磁感应线圈的的前端部和中部，达到了对区熔炉电磁感应线圈的冷却要求，保障了生产运行安全，延长电磁感应线圈的使用寿命以及降低了设备折旧成本。
(2)本发明通过对电磁感应线圈以及炉管的具体参数限定，提高了电磁感应线圈的加热效率，提高了电能的利用率，同时也提高了区熔锗锭的提纯效果，生产出高质量的区熔锗锭。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规产品。
以下各实施例采用的设备如下：
5管区熔炉：型号GGQR650。
实施例1
本实施例为一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法包括如下步骤：
(a)按照5管区熔炉的结构布局，重新设置炉体，并在炉体内设置10根炉管，其中炉管的外径为68mm，厚度为3mm；
(b)在炉管上分别套接电磁感应线圈，并且多个电磁感应线圈之间依次串联，其中，电磁感应线圈匝数为2匝，且材质为铜管，铜管的横截面为方形，且边宽为20mm，壁厚为1mm；
(c)在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部分别设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管，其中，电磁感应线圈中冷却水的压力为0.2Mpa，出水管水流量为120L/min。
实施例2
本实施例为一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法包括如下步骤：
(a)按照5管区熔炉的结构布局，重新设置炉体，并在炉体内设置7根炉管，其中炉管的外径为72mm，厚度为5mm；
(b)在炉管上分别套接电磁感应线圈，并且多个电磁感应线圈之间依次串联，其中，电磁感应线圈匝数为4匝，且材质为铜管，铜管的横截面为方形，且边宽为10mm，壁厚为3mm；
(c)在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部分别设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管，其中，电磁感应线圈中冷却水的压力为0.3Mpa，出水管水流量为130L/min。
实施例3
本实施例为一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法包括如下步骤：
(a)按照5管区熔炉的结构布局，重新设置炉体，并在炉体内设置12根炉管，，其中炉管的外径为70mm，厚度为4mm；
(b)在炉管上分别套接电磁感应线圈，并且多个电磁感应线圈之间依次串联，其中，电磁感应线圈匝数为3匝，且材质为铜管，铜管的横截面为方形，且边宽为15mm，壁厚为2mm；
(c)在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部分别设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管，其中，电磁感应线圈中冷却水的压力为0.25Mpa，出水管水流量为120L/min。
对照例1
本对照例为一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法与实施例3的改进方法基本相同，区别仅在于步骤(c)中仅在在依次串联的多个电磁感应线圈的的前端部设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管。
对照例2
本对照例为一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法与实施例3的改进方法基本相同，区别仅在于步骤(a)中石英管的外径为80mm。
对照例3
本对照例为一种5管区熔炉的改进方法，该改进方法与实施例3的改进方法基本相同，区别仅在于步骤(b)中铜管的壁厚为4。
实验例1
选取实施例1-3和对照例1-3分别改进的区熔炉；在相同条件下，分别进行金属锗的区域熔炼，具体地，控制区熔炉的功率均为100KW，分别将锗金属废料加热至1000℃，并保持1h；随后，分别采用测温枪检测炉管内锗金属废料温度，并统计锗金属废料达到1000℃所需时间，以及通过测温枪检测区熔炉温度稳定后出水管流出的水温；检测结果如表1所示：
表1
组别 升温时间(s) 水温(℃)
实施例1 486 21.3
实施例2 397 14.6
实施例3 435 18.7
对照例1 426 43.6
对照例2 792 19.2
对照例3 834 21.5
由表1可知：本发明通过对进水管的设置，实现了多管区熔炉电磁感应线圈的冷却要求，保障了生产运行安全，延长电磁感应线圈的使用寿命以及降低了设备折旧成本；此外，通过对电磁感应线圈以及炉管的具体参数限定，提高了电磁感应线圈的加热效率，提高了电能的利用率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种5管区熔炉的改进方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)按照5管区熔炉的结构布局，重新设置炉体，并在炉体内设置多根炉管；
(b)在炉管上分别套接电磁感应线圈，并且多个电磁感应线圈之间依次串联；
(c)在依次串联的多个电磁感应线圈的前端部和中部分别设置冷却水进水管，在末端部设置冷却水出水管。
2.根据权利要求1所述的改进方法，其特征在于，所述炉管根数为6-12根。
3.根据权利要求1或2所述的改进方法，其特征在于，所述电磁感应线圈的匝数为2-4匝。
4.根据权利要求1或2所述的改进方法，其特征在于，所述电磁感应线圈的材质为铜管，所述铜管的横截面为方形，且边宽为10-20mm。
5.根据权利要求4所述的改进方法，其特征在于，所述铜管的壁厚为1-3mm。
6.根据权利要求1或2所述的改进方法，其特征在于，所述电磁感应线圈中冷却水的压力为0.2-0.3Mpa。
7.根据权利要求1或2所述的改进方法，其特征在于，所述出水管流量不小于120L/min。
8.根据权利要求1所述的改进方法，其特征在于，所述炉管为石英管。
9.根据权利要求1、2、8任一所述的改进方法，其特征在于，所述炉管的外径为68-72mm，厚度为3-5mm。
10.一种区熔炉，其特征在于，由权利要求1-9任一所述的改进方法得到。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02225391A (ja) * 1989-02-23 1990-09-07 Fujikura Ltd 帯溶融精製装置
CN201534872U (zh) * 2009-09-24 2010-07-28 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 一种应用于区域熔炼高纯金属设备中的加热装置
CN202297841U (zh) * 2011-09-29 2012-07-04 深圳大学 高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈
CN202913039U (zh) * 2012-11-23 2013-05-01 桂林理工大学 一种多熔区高频加热区域熔炼装置
CN205188473U (zh) * 2015-12-08 2016-04-27 南京中锗科技有限责任公司 八管区熔炉
CN208008935U (zh) * 2018-03-23 2018-10-26 韶关保绿环保科技股份有限公司 区熔炉系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02225391A (ja) * 1989-02-23 1990-09-07 Fujikura Ltd 帯溶融精製装置
CN201534872U (zh) * 2009-09-24 2010-07-28 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 一种应用于区域熔炼高纯金属设备中的加热装置
CN202297841U (zh) * 2011-09-29 2012-07-04 深圳大学 高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈
CN202913039U (zh) * 2012-11-23 2013-05-01 桂林理工大学 一种多熔区高频加热区域熔炼装置
CN205188473U (zh) * 2015-12-08 2016-04-27 南京中锗科技有限责任公司 八管区熔炉
CN208008935U (zh) * 2018-03-23 2018-10-26 韶关保绿环保科技股份有限公司 区熔炉系统

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