CN2692161Y - 提炼高纯金属的区域熔炼装置 - Google Patents

Abstract

一种提炼高纯金属的区域熔炼装置，其特点是该区域熔炼装置由加热炉(1)、石英外套管(2)、石英坩埚(3)、电控柜(4)、真空装置(7)和保护气体装置(8)，通过管件和连接件将各装置和器件连接构成区域熔炼装置整体。它具有结构简单、设计合理、自动化程度高、控制精确、温度误差为±0.2％。产品性能稳定可靠，有显著的经济效益和社会效益。

Description

提炼高纯金属的区域熔炼装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种提炼高纯金属的区域熔炼装置，属于冶金行业中的高纯金属冶炼领域。

二、背景技术

在航空、航天等领域，广泛使用高纯金属，而高纯金属的提炼方法有真空蒸馏方法：如中国专利00107360.5，91104023.4，但这种方法提炼的金属远远不能满足现代技术对高纯金属的要求，而高纯金属生产工艺中的重要一环就是区域熔炼。通过局部加热狭长料锭形成一个狭窄的熔融区，并移动加热器，使此狭窄熔融区按一定方向沿料锭缓慢移动，利用杂质在固相或液相间平衡浓度的差异，在反复熔化和凝固过程中杂质便偏析到固相或液相中而得以重新分布，从而达到除去杂质的目的。目前国内外使用的类似设备结构复杂、价格高、操作困难，远远不能适应高纯和超高纯金属提炼的需要。

三、发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种提炼高纯金属的区域熔炼装置，其特点是通过移动加热炉，使狭窄熔融区按一定方向沿料锭缓慢移动，利用杂质在固相和液相间的浓度差异，从而除去杂质。

本实用新型的目的由以下技术措施实现：

提炼高纯金属的区域熔炼装置由加热炉、石英外套管、石英坩埚、电控柜、真空装置或者保护气体装置，通过管件和连接件将各装置和器件连接构成区域熔炼装置整体。

石英外套管内放置装有被炼金属料锭的石英坩埚，石英外套管一端连接保护气体管，另一端连接保护气体出口管或者与真空管路连接，石英外套管固定在支架13上，石英外套管上外套加热炉、加热炉通过电机减速装置和丝杆，在石英外套管上往复移动加热，石英外套管内通保护气体或抽真空，当物料达到设定的熔融温度后启动电机，保持一定的区熔。

加热炉由加热电阻丝、保温砖和热电偶组成，加热电控线路的数据采集、处理及参数设定由工业智能调节仪和智能移相触发模块组成的电子电路完成。

电机控制线路由交流变频器、中间继电器和限位行程开关组成的电子电路完成。

本实用新型具有如下优点：

1、结构简单、设计合理、自动化程度高、控制精确、温度误差为±0.2％，产品性能稳定可靠。

2、制造方便，显示直观，调节使用方便，较国内使用的同类设备成本低，效果更为满意。

3、在电路中增加了起缓冲作用的功率变压器，采用可控硅对变压器提供可变电流，由变压器输出端对电阻丝提供低压热电流，使加热峰值电流得到了有效限制，另一方面，变压器在电路中也起到了电源隔效果，使工作人员在操作时更加安全。

四、附图说明

图1区熔装置框图。

图2为区熔装置结构示意图。

图3为区熔装置俯视图。

图4为加热电控制线路图。

图5为电机控制线路图。

1加热炉，2石英外套管，3石英坩埚，4电控柜，5保护气体进口管，6保护气体出口管或真空管，7真空装置，8保护气体装置，9电机，10减速装置，11丝杆，12变压器，13支架。

五、具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行具体描述，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例：

本实用新型具有结构简单，制造方便，如图1～5所示。

如图1所示，提炼高纯金属的区域熔炼装置由加热炉1、石英外套管2、石英坩埚3、电控柜4、真空装置或者保护气体装置，通过管件和连接件将各装置和器件连接构成区域熔炼装置整体。

如图2所示，石英外套管2内放置装有被炼金属料的坩埚3，石英外套管一端连接保护气体管5，另一端连接保护气体出口管或者与真空管路6连接，石英外套管固定在支架13上，石英外套管上外套加热炉1、加热炉通过电机9减速装置10和丝杆11，在石英外套管上往复移动加热，石英外套管内通保护气体或抽真空隔氧，当物料达到设定的熔融温度后启动电机，并保持一定的区熔时间，当区熔炉到头后倒车，按工艺要求对物料进行多次区熔，以达到去除杂质的目的。

如图3所示，加热炉1的加热控线路的数据采集、处理及参数设定通过工业智能调节仪LU906M独立完成，热电偶信号通过10、11脚输入，经过内部处理，放大后的控制信号从15、16脚输出，xjb-b1是四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司开发出售的智能型可控硅移相触发模块，4-20mA的控制电流信号从模块的6、7角输入，经过内部电路放大，转换后的移相触发信号通过3、4脚输出，直接驱动可控硅DK1、DK2使其导通，给功率变压器B1提供控制电流，变压器输出0～55V交流电压加在负载RL两端。

图中R1为限流电阻，R2与电容C组成阻容吸收回路，B1为功率变压器。

如图4所示，电机控制线路由交流变频器与中间继电器JK1、JK2组成。K1、K2为快速行车按钮，正常行车时，K1、K2均不按下，继电器JK1、JK2的不吸合，使变频器的1与4接通，形成正转常速行车；当K1按下，继电器JK1吸合，变频器的1、3、4端接通，使变频器形成快速正转状态，这时电机快速正向旋转，当K2按下时，JK2吸合，变频器2、3、4端吸合，这时电机快速反向旋转，K1、K2接成互锁安全状态，用以防止两键同时按下，XK1、XK2为限位行程开关。

Claims (2)

1、提炼高纯金属的区域熔炼装置，其特征在于该区域熔炼装置的加热炉(1)装设在石英外套管(2)上，石英坩埚(3)装设在石英外套管(2)内，石英外套管装设在真空装置(7)的前级，保护气体装置(8)装设在石英外套管的前级，电控框(4)内设电控线路连接各控制部位构成区域熔炼装置整体。

2、如权利要求1所述提炼高纯金属的区域熔炼装置，其特征在于石英外套管(2)内放置装有被炼金属料的坩埚(3)，石英外套管一端连接保护气体管(5)，另一端连接保护气体出口管或者与真空管路(6)连接，石英外套管固定在支架(13)上，石英外套管上外套加热炉(1)、加热炉通过电机(9)减速装置(10)和丝杆(11)，在石英外套管上往复移动加热，石英外套管内通保护气体或抽真空，当物料达到设定的熔融温度后启动电机，保持一定的区熔；

加热炉由加热电阻丝、保温砖和热电偶组成，加热电控线路的数据采集、处理及参数设定由工业智能调节仪和智能移相触发模块组成的电子电路完成；

电机控制线路由交流变频器、中间继电器和限位行程开关组成的电子电路完成。

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