CN1388259A - 高纯铝的真空连续提纯净化装置 - Google Patents
高纯铝的真空连续提纯净化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1388259A CN1388259A CN 02111338 CN02111338A CN1388259A CN 1388259 A CN1388259 A CN 1388259A CN 02111338 CN02111338 CN 02111338 CN 02111338 A CN02111338 A CN 02111338A CN 1388259 A CN1388259 A CN 1388259A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vacuum
- crucible
- liquid
- heater
- aluminium liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
高纯铝的真空连续提纯净化装置属于铸造领域。本发明主要包括:铝液电解槽、提纯炉体、真空废液回收炉,铝液电解槽由陶瓷导管(一)通过截止阀(一)与提纯炉体连接,提纯炉体由陶瓷导管(二)通过截止阀(二)与真空废液回收炉相连接。本发明具有实质性特点和显著进步,本发明利用真空下的熔炼和保温,大大降低了提纯过程中氧原子的侵入,利用抽取法将固液界面前沿铝液稳定控制在允许的工艺范围内,通过连续加入铝液,节省了铝重熔所耗费的大量能源,含杂质浓度较高的提纯废铝液直接得到处理,制备出的高纯铝锭在整个锭的长度中质量保持稳定,可以减少甚至不用截去末端,生产效率大大提高。
Description
技术领域:本发明涉及的是一种提纯净化装置,特别是一种高纯铝的真空连续提纯净化装置,属于铸造领域。
背景技术:利用偏析法对金属尤其是铝进行提纯净化,是一种已经普遍工业化的工艺方法。法国PICHENY公司的申请号为87100033的发明专利曾涉及此种工艺。但是,我们发现在利用偏析法进行提纯时,单纯地依靠自然对流或强制搅拌,不可能把在提纯过程中偏析出来的杂质元素去除掉(而在凝固后再采取加压挤出法,也不能完全将杂质元素寄出),这样当晶体进一步继续生长时,析出元素在剩余的液相中累积,使得固液界面前沿的溶质浓度增加。根据公式,CE=kE·C0,其中C0-界面前沿的溶质浓度;CE-凝固后的固相的浓度;kE-溶质非平衡分配系数,界面前沿杂质元素的累积结果导致C0的值升高,在条件稳定时kE值保持不变,则固相的溶质浓度CE就相应地升高,其结果就是提纯的效果较差,凝固的铝锭尾部杂质元素含量较高,其切除及再处理重熔造成能源的浪费,这就使得生产效率降低,能耗增加。
发明内容:本发明针对现有技术中的不足,提供一种高纯铝的真空连续提纯净化装置,改变了传统的加铝方式和降低液相前沿杂质元素浓度的方法,采用真空控制连续进铝方式,利用吸取装置吸出固液界面前沿富集的杂质元素,从根本上消除了析出杂质元素的聚集对提纯过程的影响,本发明主要包括:铝液电解槽、提纯炉体、真空废液回收炉,具体连接方式为:铝液电解槽由陶瓷导管(一)通过截止阀(一)与提纯炉体连接,提纯炉体由陶瓷导管(二)通过截止阀(二)与真空废液回收炉相连接。
铝液电解槽是盛装待提纯铝液的容器,主要包括:容器和陶瓷过滤器,陶瓷过滤器嵌装在容器底部的出液通道口。
铝液电解槽的底部或下部设有铝液陶瓷导管(一)的接口,出口处嵌装有陶瓷过滤器,陶瓷导管(一)、(二)外包覆有电阻丝加热器,导管(一)通过截流阀(一)进入真空炉室。
提纯炉体主要包括:双区加热坩埚,吸取装置,冷却系统,结晶台,抽拉机构,导向密封套和固定支架,吸取装置悬挂于双区加热坩埚内部,冷却系统置于双区加热坩埚底部,通过螺栓和压板与坩埚紧密结合。坩埚的底部中心有一个圆孔,结晶台套在冷却系统内,并与坩埚的圆孔配合。结晶台通过导向密封套密封后与抽拉机构的下引杆用螺纹连接。整个坩埚和冷却凝固装置由固定支架支撑,支架通过焊接和螺钉将整个机构固定在炉底上。
提纯炉体上接有保护气体入口和真空接口。
真空炉室上接有氩气入口和真空接口,吸取装置通过截止阀(二)和陶瓷导管(二)相连,直接通入到真空废液回收炉中,真空废液回收炉和真空泵相连。
本发明的工作原理和工作过程如下:
1、接通真空管路,关闭截流阀(一)和(二),对整个真空炉室进行抽真空,打开电源对保温坩埚的加热器通电升温,结晶台处于坩埚底部圆孔内,与坩埚壁形成容器,用以承装铝熔体,接通冷却系统的冷却水。
2、待真空到限时,打开截流阀(一),真空炉室与大气压之间的压力差把铝液从电解槽中通过陶瓷过滤器、管路经截流阀(一)进入到坩埚中。随后把吸液挡板和吸管放入坩埚中指定位置。其外壁和坩埚之间的夹层为上层铝液的下流通道,和下层吸液挡板与晶体之间的间隙一起作为高温加热的区域,铝液在此区域中被加热到较高温度。
3、启动抽拉机构,下引杆导引结晶台带动已凝固的晶体下行。
4、按照工艺要求,当固液界面前沿的溶质浓度达到一定程度时,就要对固液界面前沿的富集溶质液体进行抽取换液,首先打开氩气保护气体入口的开关,对真空炉体充气,随着气体的进入,炉体内的真空度降低。这样炉体与真空废液回收炉之间产生压力差,打开截流阀(二),压力差抽取液体并导入到真空保温处理炉中。
5、当生长的晶体长度达到要求时,闭截流阀(一),打开氩气管路的开关,向炉内充入氩气,利用抽取吸管把剩余的铝液吸走排入到保温处理炉,以防止剩余铝液的氧化。关闭截流阀(二),打开炉门,取走提纯完毕的晶体,重新安装结晶平台,关闭炉门,抽真空,进行下一个工作循环。
本发明具有实质性特点和显著进步,本发明利用真空下的熔炼和保温,大大降低了提纯过程中氧原子的侵入,利用抽取法将固液界面前沿铝液稳定控制在允许的工艺范围内。通过连续加入铝液,节省了铝重熔所耗费的大量能源,含杂质浓度较高的提纯废铝液直接得到处理,制备出的高纯铝锭在整个锭的长度中质量保持稳定,可以减少甚至不用截去末端,生产效率大大提高。
附图说明:图1本发明结构示意图
图2本发明铝液电解槽结构示意图
图3本发明提纯炉体结构示意图
图4本发明真空废液回收炉结构示意图
具体实施方式:如图1、图2、图3和图4所示,本发明主要包括:铝液电解槽(1)、提纯炉体(2)、真空废液回收炉(3),具体连接方式为:铝液电解槽(1)由陶瓷导管(4)通过截止阀(5)与提纯炉体(2)连接,提纯炉体(2)由陶瓷导管(6)通过截止阀(7)与真空废液回收炉(3)相连接。
铝液电解槽(1)主要包括:容器(8)和陶瓷过滤器(9),陶瓷过滤器(9)嵌装在容器(8)底部的出液通道口。
铝液电解槽(1)的底部或下部设有铝液陶瓷导管(4)的接口,出口处嵌装有陶瓷过滤器(9),陶瓷导管(4)、(6)外包覆有电阻丝加热器(10),导管(4)通过截流阀(5)进入真空炉室(11)。
提纯炉体(2)主要包括:双区加热坩埚(12),吸取装置(13),冷却系统(14),结晶台(15),抽拉机构(16),导向密封套(17)和固定支架(18),吸取装置(13)悬挂于双区加热坩埚(12)内部,冷却系统(14)置于双区加热坩埚(12)底部,通过螺栓和压板与坩埚(12)紧密结合。坩埚(12)的底部中心有一个圆孔,结晶台(15)套在冷却系统(14)内,并与坩埚(12)的圆孔配合,结晶台(15)通过导向密封套(17)密封后与抽拉机构(16)的下引杆用螺纹连接,整个坩埚和冷却凝固装置由固定支架(18)支撑,支架(18)通过焊接和螺钉将整个机构固定在炉底上。
提纯炉体(2)上接有保护气体入口(19)和真空接口(20)。
Claims (5)
1、一种高纯铝的真空连续提纯净化装置,主要包括:铝液电解槽(1)、提纯炉体(2)和真空废液回收炉(3),其特征在于具体连接方式为:铝液电解槽(1)由陶瓷导管(4)通过截止阀(5)与提纯炉体(2)连接,提纯炉体(2)由陶瓷导管(6)通过截止阀(7)与真空废液回收炉(3)相连接。
2、根据权利要求1所述的这种高纯铝的真空连续提纯净化装置,其特征是铝液电解槽(1)主要包括:容器(8)和陶瓷过滤器(9),陶瓷过滤器(9)嵌装在容器(8)底部的出液通道口。
3、根据权利要求1所述的这种高纯铝的真空连续提纯净化装置,其特征是铝液电解槽(1)的底部或下部设有铝液陶瓷导管(4)的接口,出口处嵌装有陶瓷过滤器(9),陶瓷导管(4)、(6)外包覆有电阻丝加热器(10),导管(4)通过截流阀(5)进入真空炉室(11)。
4、根据权利要求1所述的这种高纯铝的真空连续提纯净化装置,提纯炉体(2)主要包括:双区加热坩埚(12),吸取装置(13),冷却系统(14),结晶台(15),抽拉机构(16),导向密封套(17)和固定支架(18),吸取装置(13)悬挂于双区加热坩埚(12)内部,冷却系统(14)置于双区加热坩埚(12)底部,通过螺栓和压板与坩埚(12)紧密结合,坩埚(12)的底部中心有一个圆孔,结晶台(15)套在冷却系统(14)内,并与坩埚(12)的圆孔配合,结晶台(15)通过导向密封套(17)密封后与抽拉机构(16)的下引杆用螺纹连接,整个坩埚和冷却凝固装置由固定支架(18)支撑,支架(18)通过焊接和螺钉将整个机构固定在炉底上。
5、根据权利要求1所述的这种高纯铝的真空连续提纯净化装置,其特征是提纯炉体(2)上接有保护气体入口(19)和真空接口(20)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB021113386A CN1166792C (zh) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 高纯铝的真空连续提纯净化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB021113386A CN1166792C (zh) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 高纯铝的真空连续提纯净化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1388259A true CN1388259A (zh) | 2003-01-01 |
CN1166792C CN1166792C (zh) | 2004-09-15 |
Family
ID=4741506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB021113386A Expired - Lifetime CN1166792C (zh) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 高纯铝的真空连续提纯净化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1166792C (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100346910C (zh) * | 2002-11-01 | 2007-11-07 | 爱发科股份有限公司 | 真空熔铸装置 |
CN101985698A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-03-16 | 西北工业大学 | 一种铝合金真空提拉除气装置 |
CN101748281B (zh) * | 2010-01-14 | 2011-04-06 | 上海交通大学 | 高纯铝真空提纯装置 |
CN102181658A (zh) * | 2011-03-23 | 2011-09-14 | 广西大学 | 一种去除铝熔体中夹杂物的装置和方法 |
CN102321811A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-01-18 | 衣庆波 | 一种高效高纯铝提取装置 |
CN104232932A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-24 | 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 | 一种高纯铝的提纯装置及其使用方法 |
CN105842031A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-10 | 上海大学 | 高通量实验样品的制备设备 |
CN109811142A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 宁波锦越新材料有限公司 | 一种超高纯铝纯化晶析装置的控制方法 |
CN111850319A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-10-30 | 南通泰德电子材料科技有限公司 | 一种水冷式高纯铝提纯装置 |
CN111910086A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-10 | 云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心 | 一种制备超纯铟的装置及采用该装置制备的方法 |
CN112267129A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-26 | 苏州泰凯闻机电科技有限公司 | 一种用于铝制品回收过滤的电解槽 |
-
2002
- 2002-04-12 CN CNB021113386A patent/CN1166792C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100346910C (zh) * | 2002-11-01 | 2007-11-07 | 爱发科股份有限公司 | 真空熔铸装置 |
CN101748281B (zh) * | 2010-01-14 | 2011-04-06 | 上海交通大学 | 高纯铝真空提纯装置 |
CN101985698A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-03-16 | 西北工业大学 | 一种铝合金真空提拉除气装置 |
CN102181658B (zh) * | 2011-03-23 | 2012-12-19 | 广西大学 | 一种去除铝熔体中夹杂物的装置和方法 |
CN102181658A (zh) * | 2011-03-23 | 2011-09-14 | 广西大学 | 一种去除铝熔体中夹杂物的装置和方法 |
CN102321811B (zh) * | 2011-09-08 | 2013-04-03 | 衣庆波 | 一种高效高纯铝提取装置 |
CN102321811A (zh) * | 2011-09-08 | 2012-01-18 | 衣庆波 | 一种高效高纯铝提取装置 |
CN104232932A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-24 | 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 | 一种高纯铝的提纯装置及其使用方法 |
CN105842031A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-10 | 上海大学 | 高通量实验样品的制备设备 |
CN105842031B (zh) * | 2016-05-09 | 2019-04-16 | 上海大学 | 高通量实验样品的制备设备 |
CN109811142A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 宁波锦越新材料有限公司 | 一种超高纯铝纯化晶析装置的控制方法 |
CN111910086A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-10 | 云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心 | 一种制备超纯铟的装置及采用该装置制备的方法 |
CN111910086B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-07-05 | 云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心 | 一种制备超纯铟的装置及采用该装置制备的方法 |
CN111850319A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-10-30 | 南通泰德电子材料科技有限公司 | 一种水冷式高纯铝提纯装置 |
CN112267129A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-26 | 苏州泰凯闻机电科技有限公司 | 一种用于铝制品回收过滤的电解槽 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1166792C (zh) | 2004-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1166792C (zh) | 高纯铝的真空连续提纯净化装置 | |
CN110238356B (zh) | 用于铝锂合金dc铸造的熔体浇注装置及方法 | |
CN102849743B (zh) | 一种反向诱导凝固提纯多晶硅的方法及设备 | |
CN102976335B (zh) | 一种旋转和吹气诱导反向凝固提纯多晶硅的方法及设备 | |
CN103695667A (zh) | 一种电磁搅拌下的定向凝固提取超高纯铝方法 | |
EP2212249A1 (en) | Process for the production of medium and high purity silicon from metallurgical grade silicon | |
CN103387236B (zh) | 一种高纯硅的精炼装置及其方法 | |
CN111962102B (zh) | 一种低氧高纯稀土合金的制备方法 | |
CN102976334A (zh) | 一种定向凝固尾料快速收集提纯多晶硅的方法及设备 | |
CN102976332B (zh) | 一种石英管取尾料式定向凝固提纯多晶硅的方法及设备 | |
CN102586623A (zh) | 高纯铝的提取方法和设备 | |
CN102976333B (zh) | 一种石墨管取尾料式定向凝固提纯多晶硅的方法及设备 | |
CN104263969B (zh) | 一种用于制备超高纯铝的炉胆装置和方法 | |
CN110304634A (zh) | 一种高效节能提纯工业硅的方法 | |
CN112624122A (zh) | 一种真空微波精炼工业硅制备6n多晶硅的方法及装置 | |
CN104232932B (zh) | 一种高纯铝的提纯装置及其使用方法 | |
CN204224679U (zh) | 高纯铝定向凝固短流程提纯设备 | |
CN1168839C (zh) | 高纯铝的真空连续提纯净化方法 | |
CN103351002A (zh) | 多晶硅定向凝固装置 | |
CN1212413C (zh) | 高纯铝单层晶体凝固提纯装置 | |
CN2611388Y (zh) | 高纯铝真空提纯净化装置 | |
CN216115957U (zh) | 一种电渣重熔金属熔池底部形貌辅助观测装置 | |
CN102145895B (zh) | 一种浅熔池真空熔炼提纯多晶硅的方法及设备 | |
CN1219086C (zh) | 高纯铝单层晶体凝固提纯方法 | |
CN103466630A (zh) | 提高除杂效果的多晶硅定向凝固方法及其装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20040915 |