CN213924968U - 一种高纯铝提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯铝提纯装置，包括熔炼炉壳和提纯装置，提纯装置包括第一壳体、第一坩埚和搅拌装置，第一壳体的侧壁内设有冷却腔，冷却腔内设有流动的冷却水，冷却腔包括第一管路和第二管路，第一管路和第二管路互不连通，第一管路和第二管路交替设置，第一管路沿第一壳体的内壁纵向延伸，第一管路的进水口位于上端，出水口位于下端；第二管路包括顶部连通的冷却段和回流段，冷却段沿第一壳体的内壁纵向延伸，回流段位于冷却段的外侧，第二管路的进水口位于冷却段的下端，与抽水泵连接，第二管路的出水口位于回流段的下端，与外部的循环水池连通。其冷却水能够在第一壳体内更加均匀的分布，从而提高高纯铝提纯的精度，提高提纯的效率。

Description

一种高纯铝提纯装置

技术领域

本实用新型涉及纯铝提纯设备，特别涉及一种高纯铝提纯装置。

背景技术

利用偏析法对铝进行提纯净化是工业化应用的工艺方法，偏析法提纯技术目前主要有分布结晶法、区域熔炼法和定向凝固法。定向凝固法又可分为冷却管凝固法、底部冷却法、侧壁冷却法、上部提升凝固法、横向凝固法等；定向凝固法具有能耗低、设备和工艺相对简单和实收率较高的优点，适用于大批量生产4N 至6N 的高纯铝，是高纯铝提纯技术的主要研究发展方向。

经对现有技术检索发现，申请号为201420728053.0的实用新型专利中，公开了一种高纯铝定向凝固短流程提纯设备，包括各自独立的提纯装置和加热装置，所述提纯装置包括冷却装置、提纯导热层、提纯保温坩埚和搅拌装置，在提纯保温坩埚正上方设有提纯炉盖，在提纯炉盖两侧分别设有抽真空装置和测温装置，在提纯炉盖下方设有第一加热机构；所述加热装置包括绝热层、加热导热层和加热坩埚，在加热坩埚正上方设有加热炉盖，在加热炉盖两侧分别设有抽真空装置和测温装置，在加热炉盖下方设有第二加热机构，在加热坩埚底部设置有旋转平台和旋转机构，旋转机构由传动机构带动旋转，进而带动加热坩埚及内部物料进行转动。采用本实用新型可极大地提高高纯铝的提纯效率，但上述的高纯铝定向凝固短流程提纯过程中，由于其冷却装置的冷却介质出口位于提纯保温坩埚的底部，并通过该冷却介质出口向冷却装置中填充冷却水和排出冷却水，冷却水先对位于底部的熔融铝液进行冷却再向上运动，这就导致位于上方的熔融铝液很难凝固，提纯效率仍然不能满足需求，还具有一定的改进空间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高纯铝提纯装置，其冷却水能够在第一壳体内更加均匀的分布，从而提高高纯铝提纯的精度，提高提纯的效率。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种高纯铝提纯装置，包括熔炼炉壳，所述熔炼炉壳内设有提纯装置，所述提纯装置由外而内依次包括第一壳体、第一坩埚和搅拌装置，所述第一壳体的内壁涂覆有提纯导热层，所述第一壳体的侧壁内设有冷却腔，所述冷却腔内设有流动的冷却水，所述冷却腔包括第一管路和第二管路，所述第一管路和所述第二管路互不连通，所述第一管路和所述第二管路交替设置，所述第一管路沿第一壳体的内壁纵向延伸，所述第一管路的进水口位于上端，出水口位于下端；所述第二管路包括顶部连通的冷却段和回流段，所述冷却段沿第一壳体的内壁纵向延伸，所述回流段位于所述冷却段的外侧，所述第二管路的进水口位于冷却段的下端，与抽水泵连接，所述第二管路的出水口位于所述回流段的下端，与外部的循环水池连通；所述第一坩埚的上方盖设有提纯盖，所述提纯盖上于第一坩埚内设有第一加热机构，所述搅拌装置位于所述提纯盖的轴心处可进行水平转动。

作为优选，所述冷却腔还包括第一环形管路，所述第一环形管路与所有所述第一管路的进水口连通，所述第一环形管路至少设有一个开口与抽水泵连接，进而与外部循环水池连通。

作为优选，所述第一环形管路的横截面积大于所述第一管路的横截面积。

作为优选，所述第一管路和所述冷却段的横截面积相同；所述第一管路和所述第二管路均匀排布于所述第一壳体的侧壁中。

作为优选，所述冷却腔还包括第二环形管路，所述第二环形管路与所有所述第二管路的进水口连通，所述第二环形管路至少设有一个开口与抽水泵连接，进而与外部循环水池连通。

作为优选，还包括加热装置，所述提纯装置和所述加热装置交替设置并均匀分布围设呈环形。

作为优选，每个所述加热装置由外而内依次包括第二壳体、加热导热层和第二坩埚，所述第二壳体及第二坩埚正上方设置有加热炉盖，所述加热炉盖于第二坩埚内设有第二加热机构；所述熔炼炉壳的中心位置设有驱动电机和主动轮，两个所述第二壳体的底部均设有与所述主动轮啮合的从动轮，所述从动轮能够相对于所述第二壳体转动，所述第二壳体的底部设有穿孔，所述从动轮通过穿设在所述穿孔内的转轴与位于所述第二壳体下方的转动平台连接。

作为优选，所述穿孔与所述转轴之间通过第一轴承连接。

作为优选，所述熔炼炉壳的底部设有定位孔，所述转轴的底部通过第二轴承插装在所述定位孔内，所述第二壳体与从动轮之间、所述从动轮与所述熔炼炉壳之间均设有第三轴承。

作为优选，所述提纯盖于第一坩埚内设有第一温度检测装置，所述加热炉盖于第二坩埚内设有第二温度检测装置。

与现有技术相比，本实用新型的高纯铝提纯装置的优点在于，

1、本实用新型将提纯装置和加热装置设置成相互独立的两部分，使提纯过程能够精确控制固液界面保持稳定的温度梯度，有效降低固液界面前沿熔体中杂质的浓度，从而控制凝固过程，保持较高的提纯效率和提纯质量；加热过程利用提纯后铝固体的余热，配合高保温的加热装置，在转动平台的作用下，第二坩埚连通铝固体做自转运动，加速了铝固体的融化速度，而提纯装置内可以继续提纯动作，有效的提高了提纯效率；

2、同一驱动电机同时驱动两个第二坩埚转动，传动结构简单；

3、通过间隔设置的从上至下的冷却水和从下至上的冷却水对第一坩埚进行冷却，其冷却水能够在第一壳体内更加均匀的分布，能够很好的控制高纯铝液凝固时的温度，从而提高高纯铝提纯的精度，提高提纯的效率。

附图说明

图1为本实施例中高纯铝提纯装置的结构示意图；

图2为本实施例中高纯铝提纯装置的剖面示意图一；

图3为本实施例中高纯铝提纯装置的剖面示意图二；

图4为本实施例中提纯装置的剖面示意图一；

图5为本实施例中提纯装置的剖面示意图二。

图中，1、熔炼炉壳；11、定位孔；2、提纯装置；21、第一壳体；22、第一坩埚；23、搅拌装置；24、冷却腔；241、第一管路；242、第二管路；2421、冷却段；2422、回流段；243、第一环形管路；244、第二环形管路；25、提纯盖；251、第一加热机构；3、抽水泵；4、循环水池；5、加热装置；51、第二壳体；52、加热导热层；53、第二坩埚；54、加热炉盖；541、第二加热机构；61、驱动电机；62、主动轮；63、从动轮；64、转轴；65、转动平台；66、第一轴承；67、第二轴承；68、第三轴承。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

一种高纯铝提纯装置，结合图1-5所示，包括熔炼炉壳1，熔炼炉壳1内设有两个提纯装置2和两个加热装置5，提纯装置2和加热装置5交替设置并均匀分布围设呈环形。

提纯装置2由外而内依次包括第一壳体21、第一坩埚22和搅拌装置23，第一壳体21的内壁涂覆有提纯导热层，第一壳体21的侧壁内设有冷却腔24，冷却腔24内设有流动的冷却水。第一坩埚22的上方盖设有提纯盖25，提纯盖25上于第一坩埚22内设有第一加热机构251，搅拌装置23位于提纯盖25的轴心处可进行水平转动。

冷却腔24包括第一管路241和第二管路242，第一管路241和第二管路242互不连通，第一管路241和第二管路242交替设置，第一管路241沿第一壳体21的内壁纵向延伸，第一管路241的进水口位于上端，出水口位于下端；第二管路242包括顶部连通的冷却段2421和回流段2422，冷却段2421沿第一壳体21的内壁纵向延伸，回流段2422位于冷却段2421的外侧，第二管路242的进水口位于冷却段2421的下端，与抽水泵3连接，第二管路242的出水口位于回流段2422的下端，与外部的循环水池4连通。

冷却腔24还包括第一环形管路243，第一环形管路243与所有第一管路241的进水口连通，第一环形管路243至少设有一个开口与抽水泵3连接，进而与外部循环水池4连通。具体地，第一环形管路243的横截面积大于第一管路241的横截面积，抽水泵3工作将水抽至第一环形管路243中，并能够保证第一环形管路243中的水几乎同时进入到多个第一管路241中。另外，第一管路241和冷却段2421的横截面积相同，第一管路241和第二管路242均匀排布于第一壳体21的侧壁中，使其对第一坩埚22的冷却更加均匀。

优选的，冷却腔24还包括第二环形管路244，第二环形管路244与所有第二管路242的进水口连通，第二环形管路244至少设有一个开口与抽水泵3连接，进而与外部循环水池4连通。

每个加热装置5由外而内依次包括第二壳体51、加热导热层52和第二坩埚53，第二壳体51及第二坩埚53正上方设置有加热炉盖54，加热炉盖54于第二坩埚53内设有第二加热机构541。提纯盖25于第一坩埚22内设有第一温度检测装置，加热炉盖54于第二坩埚53内设有第二温度检测装置。

熔炼炉壳1的中心位置设有驱动电机61和主动轮62，两个第二壳体51的底部均设有与主动轮62啮合的从动轮63，从动轮63能够相对于第二壳体51转动，第二壳体51的底部设有穿孔，从动轮63通过穿设在穿孔内的转轴64与位于第二壳体51下方的转动平台65连接。具体地，转动平台65设置于第二壳体51内，第二坩埚53放置在所述转动平台65上，通过驱动电机61的转动，带动主动轮62及两个从动轮63转动，进而带动第二坩埚53在第二壳体51内转动。

优选的，穿孔与转轴64之间通过第一轴承66连接。熔炼炉壳1的底部设有定位孔11，转轴64的底部通过第二轴承67插装在定位孔11内，第二壳体51与从动轮63之间、从动轮63与熔炼炉壳1之间均设有第三轴承68。

与现有技术相比，本实用新型的高纯铝提纯装置的优点在于，本实用新型将提纯装置2和加热装置5设置成相互独立的两部分，使提纯过程能够精确控制固液界面保持稳定的温度梯度，有效降低固液界面前沿熔体中杂质的浓度，从而控制凝固过程，保持较高的提纯效率和提纯质量；加热过程利用提纯后铝固体的余热，配合高保温的加热装置5，在转动平台65的作用下，第二坩埚53连通铝固体做自转运动，加速了铝固体的融化速度，而提纯装置2内可以继续提纯动作，有效的提高了提纯效率；同一驱动电机61同时驱动两个第二坩埚53转动，传动结构简单。

通过间隔设置的从上至下的冷却水和从下至上的冷却水对第一坩埚22进行冷却，其坑却水能够在第一壳体21内更加均匀的分布，能够很好的控制高纯铝液凝固时的温度，从而提高高纯铝提纯的精度，提高提纯的效率。

尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高纯铝提纯装置，其特征在于：包括熔炼炉壳（1），所述熔炼炉壳（1）内设有提纯装置（2），所述提纯装置（2）由外而内依次包括第一壳体（21）、第一坩埚（22）和搅拌装置（23），所述第一壳体（21）的内壁涂覆有提纯导热层，所述第一壳体（21）的侧壁内设有冷却腔（24），所述冷却腔（24）内设有流动的冷却水，所述冷却腔（24）包括第一管路（241）和第二管路（242），所述第一管路（241）和所述第二管路（242）互不连通，所述第一管路（241）和所述第二管路（242）交替设置，所述第一管路（241）沿第一壳体（21）的内壁纵向延伸，所述第一管路（241）的进水口位于上端，出水口位于下端；所述第二管路（242）包括顶部连通的冷却段（2421）和回流段（2422），所述冷却段（2421）沿第一壳体（21）的内壁纵向延伸，所述回流段（2422）位于所述冷却段（2421）的外侧，所述第二管路（242）的进水口位于冷却段（2421）的下端，与抽水泵（3）连接，所述第二管路（242）的出水口位于所述回流段（2422）的下端，与外部的循环水池（4）连通；所述第一坩埚（22）的上方盖设有提纯盖（25），所述提纯盖（25）上于第一坩埚（22）内设有第一加热机构（251），所述搅拌装置（23）位于所述提纯盖（25）的轴心处可进行水平转动。

2.根据权利要求1所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述冷却腔（24）还包括第一环形管路（243），所述第一环形管路（243）与所有所述第一管路（241）的进水口连通，所述第一环形管路（243）至少设有一个开口与抽水泵（3）连接，进而与外部循环水池（4）连通。

3.根据权利要求2所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述第一环形管路（243）的横截面积大于所述第一管路（241）的横截面积。

4.根据权利要求1所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述第一管路（241）和所述冷却段（2421）的横截面积相同；所述第一管路（241）和所述第二管路（242）均匀排布于所述第一壳体（21）的侧壁中。

5.根据权利要求1所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述冷却腔（24）还包括第二环形管路（244），所述第二环形管路（244）与所有所述第二管路（242）的进水口连通，所述第二环形管路（244）至少设有一个开口与抽水泵（3）连接，进而与外部循环水池（4）连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：还包括加热装置（5），所述提纯装置（2）和所述加热装置（5）交替设置并均匀分布围设呈环形。

7.根据权利要求6所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：每个所述加热装置（5）由外而内依次包括第二壳体（51）、加热导热层（52）和第二坩埚（53），所述第二壳体（51）及第二坩埚（53）正上方设置有加热炉盖（54），所述加热炉盖（54）于第二坩埚（53）内设有第二加热机构（541）；所述熔炼炉壳（1）的中心位置设有驱动电机（61）和主动轮（62），两个所述第二壳体（51）的底部均设有与所述主动轮（62）啮合的从动轮（63），所述从动轮（63）能够相对于所述第二壳体（51）转动，所述第二壳体（51）的底部设有穿孔，所述从动轮（63）通过穿设在所述穿孔内的转轴（64）与位于所述第二壳体（51）下方的转动平台（65）连接。

8.根据权利要求7所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述穿孔与所述转轴（64）之间通过第一轴承（66）连接。

9.根据权利要求8所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述熔炼炉壳（1）的底部设有定位孔（11），所述转轴（64）的底部通过第二轴承（67）插装在所述定位孔（11）内，所述第二壳体（51）与从动轮（63）之间、所述从动轮（63）与所述熔炼炉壳（1）之间均设有第三轴承（68）。

10.根据权利要求7所述的高纯铝提纯装置，其特征在于：所述提纯盖（25）于第一坩埚（22）内设有第一温度检测装置，所述加热炉盖（54）于第二坩埚（53）内设有第二温度检测装置。

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