CN114622167B - 一种高纯镍蒸发料的生产装置 - Google Patents
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Abstract
一种高纯镍蒸发料的生产装置，它包括真空系统、炉盖、炉体、炉底，炉盖、炉体和炉底通过螺栓固定连接，真空系统通过管道与炉体相通并密封，炉底与液压升降系统的支撑板固定连接；炉体设有中间为孔的固定板，底部开孔的坩埚置于固定板的中孔，坩埚外围缠绕感应加热线圈，坩埚下方分别设有第一冷却水管和第二冷却水管，第二冷却水管通过电机传动机构相连；坩埚下部依次套装冷却结晶器和同步位移结晶器；坩埚的底孔下设有引杆，引杆旁设有结晶器传动机构，结晶器传动机构下方设有线材定位轮，引杆下端部设有限位器，限位器旁设有收线轮本发明对利用该连铸装置制备的线材，经过大拉机拉拔至3mm、6mm的线材，再进行矫直切粒，实现镍蒸发料的生产过程。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高纯镍蒸发料的生产装置。
背景技术
蒸镀材料作为电子信息产业中重要的基础材料行业，处于电子工业产业链的最前端，高纯蒸镀材料广泛应用于表面镀膜行业、高效率薄膜太阳能电池组件、OLED照明组件、光学组件、发光二极管、平板显示、半导体分立器件等领域。高纯蒸镀材料也可应用于电致变色器件组件中，如将电致变色器件组件应用在节能智慧窗、汽车天窗及防眩光后视镜等领域。随着新能源及节能环保新兴行业的迅速发展，特别是环保镀膜行业、OLED照明等领域的行业技术突破，为高纯蒸镀材料产品市场提供了广阔的市场前景。镍由于其与大多数金属均能形成合金，在1600度时，现有大多数熔炼坩埚均会污染镍主体金属，大型连铸机均为非真空类，氧含量相对较高，一般纯度在3N，无法满足镀膜领域对高纯镍蒸发料的要求。目前常用工艺为：镍锭-轧制-拉丝-切粒-清洗；较少用工艺为：镍连铸杆-拉丝-切粒-清洗。为了提高镍蒸发料纯度、降低投资、在无现有设备能够实现镍线材连铸的现状下，现需设计一种新的连铸装置及工艺，解决现有真空连铸工艺外观凹陷、裂纹等现有质量问题，极大的减少设备投资、保证了产品纯度。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的问题，提供一种高纯镍蒸发料的生产装置，它包括真空系统、炉盖、炉体、炉底、液压升降系统、冷却结晶器、同步位移结晶器，所述炉盖、炉体和炉底通过螺栓固定连接，所述真空系统通过管道与炉体相通并密封，所述炉底与液压升降系统的支撑板固定连接；所述炉体内部设有中间为孔的固定板，底部开孔的坩埚置于固定板的中孔，所述坩埚外围缠绕感应加热线圈，所述坩埚末端下方分别设有第一冷却水管和第二冷却水管，所述第二冷却水管通过电机传动机构相连；所述坩埚下部依次套装冷却结晶器和同步位移结晶器；所述坩埚的底孔下设有引杆，所述引杆旁设有结晶器传动机构，所述结晶器传动机构下方设有线材定位轮，所述引杆下端部设有限位器，所述限位器旁设有收线轮；所述真空系统与炉体连接的管道上设有放气阀；所述炉盖上分别设有观察窗、测温口和手动放气阀。
本发明与现有技术相比具有以下优点：通过引杆升至该设备的A-A面以上，堵住8mm的所熔炼金属连铸孔，两级真空泵抽空达到6×10-1Pa以下后，利用感应线圈加热熔化坩埚中所装的金属，测温温度达到1600℃以上后，充入惰性气体，开启8和22传统机构，以一定速度同步带动牵引杆下移，在冷却结晶器与同步位移结晶器共同作用下，铸杆由上至下，形成稳定的温度梯度，同步位移结晶器与铸杆始终形成接触，提升降温速度，形成连续拉杆，牵引杆下部移动接触限位后，自动开启收线轮旋转，线材定位轮开始以扇形往复旋转，实现收线。对利用该连铸装置制备的线材，经过大拉机拉拔至3mm、6mm的线材，再进行矫直切粒，实现镍蒸发料的生产过程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为冷却结晶器的剖面图。
图3为坩埚的剖面图。
图4为同步位移结晶器的俯视图。
图5、6、7、8、9、10为产品图。
图中：1—真空系统 2—炉底 3—炉体 4—炉盖 5—液压升降系统 6—冷却结晶器 7—同步位移结晶器 8—结晶器传动机构 9—固定板 10—坩埚 11—感应加热线圈12—第一冷却水管 13—第二冷却水管 14—电机传动机构 15—引杆 16—线材定位轮17—限位器 18—收线轮 19—放气阀 20—观察窗 21—测温口 22—手动放气阀。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4的一种高纯镍蒸发料的生产装置，它包括真空系统1、炉盖4、炉体3、炉底2、液压升降系统5、冷却结晶器6、同步位移结晶器7，炉盖4、炉体3和炉底2通过螺栓固定连接，真空系统1通过管道与炉体3相通并密封，炉底2与液压升降系统5的支撑板固定连接；炉体3内部设有中间为孔的固定板9，底部开孔的坩埚10置于固定板9的中孔，坩埚10外围缠绕感应加热线圈11，坩埚10末端下方分别设有第一冷却水管12和第二冷却水管13，第二冷却水管13通过电机传动机构14相连；坩埚10下部依次套装冷却结晶器6和同步位移结晶器7；坩埚10的底孔下设有引杆15，引杆15旁设有结晶器传动机构8，所述结晶器传动机构8下方设有线材定位轮16，引杆15下端部设有限位器17，限位器17旁设有收线轮18；真空系统1与炉体3连接的管道上设有放气阀19；炉盖4上分别设有观察窗20、测温口21和手动放气阀22。
实施例一：（1）利用加工精度为8mm±0.1μm的高纯镍引杆升至该设备的A-A面以上，堵住8mm的所熔炼金属连铸孔；（2）取40kg高纯镍板，用优级纯盐酸与水体积比为1:1的配酸浸泡30min，取出浸泡后的镍板，用60L去离子水清洗干净，风干，将风干的镍板装入本体为BN、下口为PBN材质的组合坩埚内；（3）两级真空泵将该设备抽空达到6×10-1Pa以下；（4）利用感应线圈加热熔化坩埚中所装的金属，测温温度达到1650℃后；（5）停止抽空，充入99.999%以上含量的高纯惰性气体；（6）重复步骤3抽空；（7）再充入99.999%以上含量的高纯惰性气体；（7）开启8和22传统机构，以2.5mm/s的速度同步带动牵引杆下移；（8）牵引杆下部移动接触限位后，自动开启收线轮收线；（9）对该连铸线材经过大拉机拉拔至直径6mm的线材；（10）利用切粒机矫直等距切成尺寸为6*6mm的颗粒。（11）对镍颗粒用优级纯硝酸与双氧水体积比为5:1的混合液浸泡5min，镍颗粒出现金属光泽后取出，立即放入比镍颗粒重量多20L的去离子水中10min后取出，去离子水为流动循环方式。（12）对上步镍颗粒用10L酒精浸泡2min取出置于滤纸上。（13）用60度的热风吹干成镍颗粒产品。
颗粒产品经GDMS检测，非气体元素纯度达到99.9995%以上，O含量≤20ppm。产品如图5、图6。
实施例二：（1）利用加工精度为8mm±0.1μm的高纯镍杆引杆升至该设备的A-A面以上，堵住8mm的所熔炼金属连铸孔；（2）取40kg高纯镍板，用优级纯盐酸与水体积比为2:1的配酸浸泡30min，取出浸泡后的镍板，用60L去离子水清洗干净，风干，装入本体为BN、下口为PBN材质复合的坩埚内；（3）两级真空泵将该设备抽空达到6×10-1Pa以下；（4）利用感应线圈加热熔化坩埚中所装的金属，测温温度达到1650℃后；（5）开启8和22传统机构，以1.5mm/s的速度同步带动牵引杆下移；（6）收线轮置于真空腔体内部，进行收线，必要时需人工调节；（7）对该连铸线材经过大拉机拉拔至直径3mm的线材；（8）利用切粒机矫直等距切成3*3mm的颗粒。（11）对镍颗粒用优级纯硝酸与双氧水体积比为4:1的混合液浸泡5min，镍颗粒出现金属光泽后取出，立即放入比镍颗粒重量多20L的去离子水中10min后取出，去离子水为流动循环方式。（12）对上步镍颗粒用10L酒精浸泡2min取出置于滤纸上。（13）用60度的热风吹干成镍颗粒产品。产品经GDMS检测，非气体元素纯度达到99.9995%以上，O含量﹤15ppm。产品如图7、图8。
比较例一：（1）利用加工精度为8mm±0.1μm的高纯镍作为引杆，在传统连铸机上，堵住8mm的所熔炼金属连铸孔；（2）取40kg高纯镍板，用优级纯盐酸与水体积比为1:1的配酸清洗干净，装入氮化硼坩埚内；（3）三级真空泵将该设备抽空达到2×10-1Pa以下；（4）利用感应线圈加热熔化坩埚中所装的金属，测温温度达到1650℃后；（5）停止抽空，充入99.999%以上含量的高纯惰性气体；（6）开启牵引机构，以2.5mm/s的速度牵引下移；（7）自动开启收线轮收线，铸杆拉断裂。比较例所不同的是，结晶器采用传统的两半式结晶器，无同步位移结晶器，连铸环一部分镶嵌在坩埚底，另一部分镶嵌在结晶器的组合方式。产品经GDMS检测，非气体元素纯度为99.98%，O含量为≤40ppm。一次铸杆产品不成形如图9，无法进行下一步拉拔工序。重复比较例一：所不同是用水平连铸方式，坩埚采用捣打方式,产出镍铸杆，裂纹无法消除，铸杆产品经GDMS检测，其中元素Fe、Co、P、Al波动较大，纯度达不到99.999%，一次产品为图10。
以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (3)
1.一种高纯镍蒸发料的生产装置，其特征在于：它包括真空系统（1）、炉盖（4）、炉体（3）、炉底（2）、液压升降系统（5）、冷却结晶器（6）、同步位移结晶器（7），所述炉盖（4）、炉体（3）和炉底（2）通过螺栓固定连接，所述真空系统（1）通过管道与炉体（3）相通并密封，所述炉底（2）与液压升降系统（5）的支撑板固定连接；所述炉体（3）内部设有中间为孔的固定板（9），底部开孔的坩埚（10）置于固定板（9）的中孔，所述坩埚（10）外围缠绕感应加热线圈（11），所述坩埚（10）末端下方分别设有第一冷却水管（12）和第二冷却水管（13），所述第二冷却水管（13）通过电机传动机构（14）相连；所述坩埚（10）下部依次套装冷却结晶器（6）和同步位移结晶器（7）；所述坩埚（10）的底孔下设有引杆（15），所述引杆（15）旁设有结晶器传动机构（8），所述结晶器传动机构（8）下方设有线材定位轮（16），所述引杆（15）下端部设有限位器（17），所述限位器（17）旁设有收线轮（18）。
2.根据权利要求1所述的一种高纯镍蒸发料的生产装置，其特征在于：所述真空系统（1）与炉体（3）连接的管道上设有放气阀（19）。
3.根据权利要求1所述的一种高纯镍蒸发料的生产装置，其特征在于：所述炉盖（4）上分别设有观察窗（20）、测温口（21）和手动放气阀（22）。
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