CN215560556U - 一种均匀析晶的铝纯化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种均匀析晶的铝纯化装置，包括：用于盛装熔融铝的坩埚；用于插入坩埚内析出铝晶的冷却管，其侧壁设有隔热层；冷却管插入坩埚内析出铝晶时，熔融铝靠近液面区域对应于隔热层所在位置。本实用新型通过在冷却管侧壁设置隔热层，并将隔热层位置与熔融铝靠近液面区域相对应，降低熔融铝靠近液面区域的热传递，进而减缓该区域的析晶速率，使之与熔融铝体相在冷却管表面的析晶速率接近，使铝晶在冷却管表面整体生长速率一致，实现均匀析晶。

Description

一种均匀析晶的铝纯化装置

技术领域

本实用新型涉及铝纯化技术领域，具体涉及一种均匀析晶的铝纯化装置。

背景技术

现有技术(如公开号为CN 112553473 A的专利技术等)中铝纯化装置一般包括坩埚和用于析晶的冷却管。使用时，将冷却管插入到盛有熔融铝的坩埚内，熔融铝便会在冷却管表面析出结晶。目前的情况是，坩埚一般为敞口，熔融铝液面与外界大气接触，表面温度会低于熔融铝体相内部温度，由此导致析晶速率在靠近熔融铝液面处明显高于熔融铝体相，冷却管表面析晶不均匀，冷却管表面覆盖的铝晶形成倒三角形，导致冷却管底部析晶利用率不高。

实用新型内容

针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本实用新型提供了一种均匀析晶的铝纯化装置，通过在冷却管侧壁设置隔热层，配合进一步的对冷却管、坩埚等部件的结构优化，进而降低熔融铝靠近液面区域的析晶速率和/或提高熔融铝体相的析晶速率以实现熔融铝在冷却管表面整体均匀析晶。

一种均匀析晶的铝纯化装置，包括：

用于盛装熔融铝的坩埚；

用于插入所述坩埚内析出铝晶的冷却管，其侧壁设有隔热层；所述冷却管插入所述坩埚内析出铝晶时，所述熔融铝靠近液面区域对应于所述隔热层所在位置。

本实用新型通过在冷却管侧壁设置隔热层，并将隔热层位置与熔融铝靠近液面区域相对应，降低熔融铝靠近液面区域的热传递，进而减缓该区域的析晶速率，使之与熔融铝体相在冷却管表面的析晶速率接近，使铝晶在冷却管表面整体生长速率一致，实现均匀析晶。

所述隔热层可设置在冷却管的内侧和/或外侧，材质可采用本领域常用的隔热材料，如石棉、玻璃纤维等。

在一优选例中，所述的均匀析晶的铝纯化装置，所述坩埚外侧设有多套位于不同高度且分别独立控制用于调整坩埚内相应区域温度的控温组件。通过独立控制各控温组件的加热状态开启或关闭，可实现坩埚内对应不同高度区域的温度差异，从而可以通过适当提高熔融铝靠近液面区域的温度以降低该区域的析晶速度，实现冷却管整体均匀析晶。所述控温组件可以是本领域常用的控温器件，如电热丝等。

在一优选例中，所述的均匀析晶的铝纯化装置，所述冷却管内穿设内管，所述内管底端开口靠近所述冷却管底部。

在一优选例中，所述的均匀析晶的铝纯化装置，所述冷却管、内管分别独立外接冷却气体供气装置。

冷却管一般底端密封，可从顶端通冷却气体，内管也可独立于冷却管从顶端通冷却气体，且内管内的冷却气体可直达冷却管底部，从而提高冷却管底部的热交换速率，加快熔融铝体相在冷却管表面的析晶速率，达到冷却管整体均匀析晶的目的。

在一优选例中，所述的均匀析晶的铝纯化装置，所述内管底端开口为喇叭形扩口结构，有利于进一步加强气体对流和热交换。

在一优选例中，所述的均匀析晶的铝纯化装置，所述冷却管的底面为扩径的球形面，增大换热面积，提高熔融铝体相在冷却管底部的析晶速率，达到冷却管整体均匀析晶的目的。

在一优选例中，所述的均匀析晶的铝纯化装置，所述坩埚带有隔热盖，所述隔热盖上设有供所述冷却管穿过的通孔。隔热盖可起到对熔融铝靠近液面区域的保温作用，从而可减缓该区域的析晶速率，使之与熔融铝体相在冷却管表面的析晶速率接近，使铝晶在冷却管表面整体生长速率一致，实现均匀析晶。隔热盖的材质可采用本领域常用的隔热材料，如石棉、玻璃纤维等。

本实用新型与现有技术相比，主要优点包括：

本实用新型通过在冷却管侧壁设置隔热层以及对冷却管、坩埚等部件进行结构和控制优化，进而降低熔融铝靠近液面区域的析晶速率和/或提高熔融铝体相的析晶速率，最终实现熔融铝在冷却管表面整体均匀析晶。

附图说明

图1为实施例隔热层位于冷却管内侧壁时的均匀析晶的铝纯化装置的结构示意图；

图2为实施例隔热层位于冷却管外侧壁时的均匀析晶的铝纯化装置的结构示意图；

图中：

1-坩埚；

2-熔融铝；

3-冷却管；

4-隔热层；

5-上部控温组件；

6-下部控温组件；

7-内管；

8-隔热盖；

9-铝晶。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

如图1、图2所示，本实施例的均匀析晶的铝纯化装置，包括用于盛装熔融铝2的坩埚1和用于插入坩埚2内析出铝晶9的冷却管3。

坩埚1带有隔热盖8，隔热盖8上设有供冷却管3穿过的通孔。隔热盖8可起到对熔融铝2靠近液面区域的保温作用，从而可减缓该区域的析晶速率，使之与熔融铝2体相在冷却管3表面的析晶速率接近，使铝晶9在冷却管3表面整体生长速率一致，实现均匀析晶。隔热盖8的材质可采用本领域常用的隔热材料，如石棉、玻璃纤维等。

坩埚1外侧设有2套位于不同高度且分别独立控制用于调整坩埚1内相应区域温度的控温组件，即上部控温组件5和下部控温组件6。通过独立控制上部控温组件5增加加热功率、下部控温组件6减小加热功率甚至关闭加热，可实现坩埚1内对应不同高度区域的温度差异，从而可以通过适当提高熔融铝2靠近液面区域的温度以降低该区域的析晶速度，实现冷却管3整体均匀析晶。控温组件5、6可以是本领域常用的控温器件，如电热丝等。

冷却管3内侧壁(图1)或外侧壁(图2)设有隔热层4。冷却管4插入坩埚1内析出铝晶9时，熔融铝2靠近液面区域对应于隔热层4所在位置。本实施例的铝纯化装置通过在冷却管3侧壁设置隔热层4，并将隔热层4位置与熔融铝2靠近液面区域相对应，降低熔融铝2靠近液面区域的热传递，进而减缓该区域的析晶速率，使之与熔融铝2体相在冷却管3表面的析晶速率接近，使铝晶9在冷却管3表面整体生长速率一致，实现均匀析晶。隔热层4的材质可采用本领域常用的隔热材料，如石棉、玻璃纤维等。

冷却管3内穿设内管7，内管7底端开口靠近冷却管3底部。冷却管3、内管7分别独立外接冷却气体供气装置(未画出)。冷却管3底端密封，可从顶端通冷却气体，内管7内也可独立于冷却管3从顶端通冷却气体，且内管7内的冷却气体可直达冷却管3底部(图1、图2中箭头指示了冷却气体的进出流向)，从而提高冷却管3底部的热交换速率，加快熔融铝2体相在冷却管3表面的析晶速率，达到冷却管3整体均匀析晶的目的。

本实施例通过冷却管3侧壁设置隔热层4以及对冷却管3、坩埚1等部件进行结构和控制优化，进而降低熔融铝2靠近液面区域的析晶速率，提高熔融铝2体相的析晶速率，最终实现熔融铝2在冷却管3表面整体均匀析晶。

在另一实施例中，冷却管3的底面为扩径的球形面，增大换热面积，提高熔融铝2体相在冷却管3底部的析晶速率，达到冷却管3整体均匀析晶的目的。并且，内管7底端开口为喇叭形扩口结构，有利于进一步加强气体对流和热交换。

此外应理解，在阅读了本实用新型的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，包括：

用于盛装熔融铝的坩埚；

用于插入所述坩埚内析出铝晶的冷却管，其侧壁设有隔热层；所述冷却管插入所述坩埚内析出铝晶时，所述熔融铝靠近液面区域对应于所述隔热层所在位置。

2.根据权利要求1所述的均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，所述坩埚外侧设有多套位于不同高度且分别独立控制用于调整坩埚内相应区域温度的控温组件。

3.根据权利要求1所述的均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，所述冷却管内穿设内管，所述内管底端开口靠近所述冷却管底部。

4.根据权利要求3所述的均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，所述冷却管、内管分别独立外接冷却气体供气装置。

5.根据权利要求3所述的均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，所述内管底端开口为喇叭形扩口结构。

6.根据权利要求1所述的均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，所述冷却管的底面为扩径的球形面。

7.根据权利要求1所述的均匀析晶的铝纯化装置，其特征在于，所述坩埚带有隔热盖，所述隔热盖上设有供所述冷却管穿过的通孔。

Images