CN111926197A - 一种超高纯铝的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超高纯铝的提纯方法，依次经过备料、预处理、汽化、冷凝、加热、偏析、取锭，最终生产出高纯铝产品；本发明通过将电子束提纯方法和偏析法进行合理的结构，能够提高生产超高纯铝的效率并生产出更高纯度的高纯铝。
Description
技术领域
本发明涉及高纯铝技术领域，具体是一种超高纯铝的提纯方法。
背景技术
随着科学技术不断进步发展，超高纯铝(纯度在5N5以上的铝产品称为超高纯铝)。在电子、航空、航海、化工与国防工业等领域有着广泛地应用，其用量逐年增加。但现在国内能生产出满足用户需求的5N5超高纯铝的企业甚少，研发单位也屈指可数，因此国内所需超高纯铝大部分需进口，如何解决上述难题，是国内需求当务之急。
但现有工艺对原料要求高、生产效率低、耗材量大等缺点，需进一步优化、改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种超高纯铝的提纯方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超高纯铝的提纯方法，其创新点在于，包括以下步骤：
S1、备料：将洗净烘干后的铝料置于电子束熔炼炉中；
S2、预处理：对真空设备进行抽真空，使真空度达小于1*10-3MPA，将冷凝室坩埚的温度维持在45℃；给电子枪预热，设置电子枪束流为150-200mA进行预热，预热10-15分钟后，关闭电子枪束流；
S3、汽化：将电子枪的束流调节至200-300mA进行熔化，熔化后熔炼5-10min，再将电子枪的束流调节至400-600mA束流电子束熔化直至汽化；
S4、冷凝：将汽化后的铝料引入到熔炼炉进行冷却凝固；
S5、加热：将冷凝后的铝块加热到680℃-750℃，使铝由固体熔化为液体；
S7、偏析：将铝液转入偏析炉，同时加热器加热使结晶炉内恒温保持660℃，通过控制冷却水的温度及提纯炉伸出结晶炉的表面积，从而控制结晶炉的散热量，使提纯炉内的铝液自维持结晶速度5-10cm/h，经4-6小时后结晶结束；
S8、取锭：将结晶后的提纯炉冷却，取出结晶锭，冷却至常温，将结晶锭的头部与尾部分别去除结晶锭重量的10-20％，即得高纯铝产品。
本发明有益效果为：
本发明通过将电子束提纯方法和偏析法进行合理的结构，能够提高生产超高纯铝的效率并生产出更高纯度的高纯铝。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种超高纯铝的提纯方法，包括以下步骤：
S1、备料：将洗净烘干后的铝料置于电子束熔炼炉中；
S2、预处理：对真空设备进行抽真空，使真空度达小于1*10-3MPA，将冷凝室坩埚的温度维持在45℃；给电子枪预热，设置电子枪束流为150mA进行预热，预热10分钟后，关闭电子枪束流；
S3、汽化：将电子枪的束流调节至200mA进行熔化，熔化后熔炼10min，再将电子枪的束流调节至600mA束流电子束熔化直至汽化；
S4、冷凝：将汽化后的铝真气引入到熔炼炉进行冷却凝固；
S5、加热：将冷凝后的铝块加热到680℃，使铝由固体熔化为液体；
S7、偏析：将铝液转入偏析炉，同时加热器加热使结晶炉内恒温保持660℃，通过控制冷却水的温度及提纯炉伸出结晶炉的表面积，从而控制结晶炉的散热量，使提纯炉内的铝液自维持结晶速度10cm/h，经4-6小时后结晶结束；
S8、取锭：将结晶后的提纯炉冷却，取出结晶锭，冷却至常温，将结晶锭的头部与尾部分别去除结晶锭重量的20％，即得高纯铝产品。
经检测，符合GB/T8644-2000重熔用精铝锭6N5。
实施例2
一种超高纯铝的提纯方法，包括以下步骤：
S1、备料：将洗净烘干后的铝料置于电子束熔炼炉中；
S2、预处理：对真空设备进行抽真空，使真空度达小于1*10-3MPA，将冷凝室坩埚的温度维持在45℃；给电子枪预热，设置电子枪束流为200mA进行预热，预热10分钟后，关闭电子枪束流；
S3、汽化：将电子枪的束流调节至300mA进行熔化，熔化后熔炼5min，再将电子枪的束流调节至400mA束流电子束熔化直至汽化；
S4、冷凝：将汽化后的铝料引入到熔炼炉进行冷却凝固；
S5、加热：将冷凝后的铝块加热到750℃，使铝由固体熔化为液体；
S7、偏析：将铝液转入偏析炉，670℃保温后，冷却并压实晶体，同时加热器加热使结晶炉内恒温保持660℃，通过控制冷却水的温度及提纯炉伸出结晶炉的表面积，从而控制结晶炉的散热量，使提纯炉内的铝液自维持结晶速度5cm/h，经4-6小时后结晶结束；
S8、取锭：将结晶后的提纯炉冷却，取出结晶锭，冷却至常温，将结晶锭的头部与尾部分别去除结晶锭重量的10％，即得高纯铝产品。
经检测，符合GB/T8644-2000重熔用精铝锭6N5。
实施例3
一种超高纯铝的提纯方法，包括以下步骤：
S1、备料：将洗净烘干后的铝料置于电子束熔炼炉中；
S2、预处理：对真空设备进行抽真空，使真空度达小于1*10-3MPA，将冷凝室坩埚的温度维持在45℃；给电子枪预热，设置电子枪束流为180mA进行预热，预热12分钟后，关闭电子枪束流；
S3、汽化：将电子枪的束流调节至250mA进行熔化，熔化后熔炼7min，再将电子枪的束流调节至500mA束流电子束熔化直至汽化；
S4、冷凝：将汽化后的铝料引入到熔炼炉进行冷却凝固；
S5、加热：将冷凝后的铝块加热到700℃，使铝由固体熔化为液体；
S7、偏析：将铝液转入偏析炉，610℃保温后，冷却并压实晶体，同时加热器加热使结晶炉内恒温保持660℃，通过控制冷却水的温度及提纯炉伸出结晶炉的表面积，从而控制结晶炉的散热量，使提纯炉内的铝液自维持结晶速度8cm/h，经4-6小时后结晶结束；
S8、取锭：将结晶后的提纯炉冷却，取出结晶锭，冷却至常温，将结晶锭的头部与尾部分别去除结晶锭重量的15％，即得高纯铝产品。
经检测，符合GB/T8644-2000重熔用精铝锭6N5标准。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种超高纯铝的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、备料：将洗净烘干后的铝料置于电子束熔炼炉中；
S2、预处理：对真空设备进行抽真空，使真空度达小于1*10-3MPA，将冷凝室坩埚的温度维持在45℃；给电子枪预热，设置电子枪束流为150-200mA进行预热，预热10-15分钟后，关闭电子枪束流；
S3、汽化：将电子枪的束流调节至200-300mA进行熔化，熔化后熔炼5-10min，再将电子枪的束流调节至400-600mA束流电子束熔化直至汽化；
S4、冷凝：将汽化后的铝料引入到熔炼炉进行冷却凝固；
S5、加热：将冷凝后的铝块加热到680℃-750℃，使铝由固体熔化为液体；
S7、偏析：将铝液转入偏析炉，，同时加热器加热使结晶炉内恒温保持660℃，通过控制冷却水的温度及提纯炉伸出结晶炉的表面积，从而控制结晶炉的散热量，使提纯炉内的铝液自维持结晶速度5-10cm/h，经4-6小时后结晶结束；
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