TWI402215B

TWI402215B - 金屬的熔融蒸發裝置

Info

Publication number: TWI402215B
Application number: TW097102330A
Authority: TW
Inventors: Nobuaki Namiki; Masahiro Ootsuki
Original assignee: Jnc Corp
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2013-07-21
Also published as: JP2008184641A; JP4983276B2; TW200838803A; CN101235444A; CN101235444B; KR20080071077A; KR101507406B1

Description

金屬的熔融蒸發裝置

本發明涉及一種金屬的熔融蒸發裝置。

例如，為了使鎂或鋅等金屬形成氣體，一般是在1個容器內從固體熔融為液體，再在同一容器內從熔融金屬進行氣化(例如，專利文獻1)。

亦即，為了使這些金屬進行熔融蒸發，習知技術大多可以分批的形式進行，例如，在被稱為蒸餾罐的容器內投入規定量的金屬粒體，並利用在外部所設置的加熱器而使金屬粒體熔融，且使熔融的金屬形成蒸氣而從排出口取出。然後，在金屬被熔融後進行了蒸發且量減少的容器內，依次投入追加的金屬粒體，使處理量增大。

然而，用於實施這種方法的習知的金屬熔融蒸發裝置，生產效率差，而且，當例如在被加熱到沸點以上的高溫度的熔融金屬內投入追加的金屬粒體時，容易氧化的金屬有可能在容器內部分地進行燃燒。另一方面，追加的金屬的投入量難以進行加減，如該投入量過多，則容器內的熔水溫度會大幅下降，存在著無法得到穩定的蒸發量等問題。

〔專利文獻1〕日本專利特開昭60－161327號公報

本發明的目的是提供一種鑒於上述實際情況而製成的金屬的熔融蒸發裝置，可使生產效率提高，且以穩定的速度並迅速地進行熔融和蒸發，而且，能量損耗少。

為了達成上述目的之本發明的金屬的熔融蒸發裝置的特徵在於，包括：貯留罐；主縱筒部，其與前述貯留罐的上部相連接；金屬熔融管，其一部分被插入到前述主縱筒部的內部；金屬導入用管，其傾斜地與前述金屬熔融管的中途相連接；承接構件，其以圍繞前述金屬熔融管的下端開口部之形態而配置著，並構成前述金屬熔融管的底面；感應加熱裝置，其被安裝在前述主縱筒部的外周面上，並可進行溫度調整；以及排氣用管，其與前述貯留罐的側壁相連接。

如利用該構成的本發明，則可利用感應加熱裝置而將金屬進行加熱熔融，所以能夠以適當的溫度及適當的熔融速度而將例如金屬粒體進行熔融。

而且，在本發明中，使前述貯留罐的外側安裝有均熱材料較佳。

如為這樣的構成，則可對貯留罐全體大致均等地進行加熱。

在這裏，前述承接構件被安裝在前述金屬熔融管上較佳。

如為這樣的構成，則可使從金屬熔融管落下到承接構件內的金屬粒體利用這一部分被完全地熔融，再從承接構件溢出。藉此，可進行少量且連續的運轉。

而且，在前述承接構件的上部開口邊緣上，形成缺口溝較佳。

如為這樣的構成，則可通過缺口溝而使熔融金屬向下方落下。

而且，因為採用一種使熔融金屬常時保留在承接構件上的構造，所以使貯留罐內部金屬蒸氣向金屬熔融管側的洩漏被隔斷。

而且，在本發明中，於前述金屬熔融管及前述主縱筒部上連接惰性氣體導入管較佳。

如為這種構成，則可阻止空氣等含氧氣體混入到熔融金屬內。

另外，前述貯留罐、前述主縱筒部、前述金屬熔融管、前述金屬導入用管、前述承接構件及前述排氣用管的材質，可利用在使用溫度範圍內具有耐性且不合金化的材質，例如石英或碳化矽等，且以分別由石英而形成較佳。

如為這種構成，則使耐熱性優良，能夠承受長期間的使用，且可有效地防止雜質的混入。

如利用本發明的金屬的熔融蒸發裝置，則在利用金屬的熔融蒸發而進行精練的過程中，可廉價且大致連續地進行，所以使生產效率提高。而且，因為可使熔融金屬的部分的容積縮小，所以可達成小型化。另外，因為容易控制與供給量相對應的加熱量，所以可以穩定的速度且迅速地進行熔融和蒸發，並可減少能量損耗。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下，參照圖示對本發明的實施例子進行說明。

圖1所示為關於本發明的一實施例之金屬的熔融蒸發裝置。

在該熔融蒸發裝置2中，貯留罐4為底面被閉塞的大致圓筒形狀，且在外周部分上安裝有例如碳制的均熱材料6，從而使表面被均勻地加熱。而且，該安裝了均熱材料6的貯留罐4被收納在未圖示的電爐內。

貯留罐4在其上部連接有主縱筒部8，並在該主縱筒部8的上部開口處嵌入有蓋體10。而且，通過該蓋體10而將金屬熔融管12插入到主縱筒部8內。金屬熔融管12的下末端形成開口，並以圍繞該開口部的形態而配置有承接構件14。而且，利用該承接構件14而構成金屬熔融管12的底面。

另外，圖1所示的承接構件14是藉由襯墊(spacer)等未圖示的固定構件，而被安裝在金屬熔融管12的外周面與承接構件14的內周面之間。藉由使這樣的固定構件被安裝在金屬熔融管12和承接構件14之間，可確保用於使承接構件14內的熔融金屬流出到外部的流路。

在像這樣將承接構件14安裝在金屬熔融管12上的情況下，即使熔融金屬殘留在承接構件14中，也可將每一金屬熔融管12拉出到主縱筒部8的上方。因此，在圖1的情況下，可在熔融金屬進入到承接構件14中的狀態下而進行金屬熔融管12的更換作業。

而且，也可與圖1的例子不同地，在承接構件14的外周面和主縱筒部8的內周面之間，安裝著襯墊等適當的固定構件，並通過該固定構件而固定該承接構件14。

但是，如考慮到金屬熔融管12的更換作業性，則像圖1那樣將承接構件14安裝在金屬熔融管12上較佳。假如是將承接構件14安裝在主縱筒部8上，則雖然可更換金屬熔融管12，但熔融金屬會殘留在承接構件14內。

另一方面，在上述金屬熔融管12的中途，從斜上方連接著金屬導入用管16，並在該金屬導入用管16上，設置送料斗(hopper)16a。另外，使該送料斗16a常時開口，並形成常壓。

而且，在貯留罐4內，插入有溫度計18，並利用該溫度計18而測定內部溫度。另外，在貯留罐4的側壁上，通過連結管22而連接有排氣用管20，並從該排氣用管20而向下方導出金屬氣體。另外，在排氣用管20的上部開口處設置有安全裝置，並利用該安全裝置而防止貯留罐4內大於等於規定壓力。

另外，在本實施例中，是在主縱筒部8的外周面上設置感應加熱裝置24。該感應加熱裝置24是用於利用交流電流而產生旋轉磁場的裝置，可利用磁場的強弱而調整加熱部的溫度。

在本實施例中，貯留罐4、主縱筒部8、蓋體10、金屬熔融管12、承接構件14及金屬導入用管16等是由石英形成，藉此而使耐熱性提高。

在蓋體10及金屬熔融管12上，連接有惰性氣體供給管30、32，並藉由從這些管部30、32向金屬熔融管12及主縱筒部8內分別導入惰性氣體，而將內部的空氣置換為惰性氣體。

本實施例的熔融蒸發裝置是採用上述那樣的構成，而以下將對作用進行說明。例如，該熔融蒸發裝置2的使用是為了使粉末或粒狀的金屬材料氣化。在棒狀原料的情況下，是從12的上端部插入。

現在，使貯留罐4如上述那樣被收納在未圖示的電爐內。然後，利用該電爐，而使貯留罐4內被加熱到規定的溫度。

像這樣使貯留罐4內被加熱到預先所規定的溫度後，在例如金屬導入用管16的送料斗16a內投入鎂等金屬粒體。於是，該金屬粒體從金屬導入用管16而被收納到金屬熔融管12內。從金屬導入用管16被導出到金屬熔融管12內的金屬粒體，暫時貯留在承接構件14內。

在這裏，於主縱筒部8的外周所設置的感應加熱裝置24，是通過外部的控制盤而被驅動。藉此，使該承接構件14內的金屬粒體利用感應加熱裝置24而立即被加熱，並在這裏於短時間內被熔融。另外，與金屬粒體向送料斗16a的投入量的增加成比例的方式，承接構件14內的熔融金屬量將增加，且溶融金屬逐漸上升，但從承接構件14的上部開口處所設置的切入溝14a而漏出到外部，並向主縱筒部8的下方滴下。

另一方面，由於貯留罐4內在電爐內已形成高溫，所以滴下到該貯留罐4內的熔融金屬形成蒸氣而充滿貯留罐4內。然後，所充滿的熔融氣體陸續通過連結管22而向排氣管20的下端開口側導出，並從該下端開口而被供給到下一工程。

如像這樣利用本實施例的金屬的熔融蒸發裝置，則形成一種所投入的鎂等金屬粒體是利用感應加熱裝置24而被熔融的構成，所以能夠減小將金屬進行熔融之部分的容積。而且，可依據金屬粒體的供給量而對感應加熱裝置24所造成的加熱溫度進行調整。因此，能夠減少能量損耗。

另外，熔融的金屬並不限定於鎂的粒體，也可為鋅等，可依據需要而加以應用。而且，藉由進行這樣的二次精煉，可進一步提高純度。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧熔融蒸發裝置

4‧‧‧貯留罐

6‧‧‧均熱材料

8‧‧‧主縱筒部

10‧‧‧蓋體

12‧‧‧金屬熔融管

14‧‧‧承接構件

14a‧‧‧切入溝

16‧‧‧金屬導入用管

16a‧‧‧送料斗

18‧‧‧溫度計

20‧‧‧排氣用管

22‧‧‧連結管

24‧‧‧感應加熱裝置

25‧‧‧安全裝置

30、32‧‧‧惰性氣體供給管

圖1所示為本發明的一實施例之金屬的熔融蒸發裝置的概略圖。