專利名稱：定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。
原鋁中含有二十幾種雜質(zhì)元素，主要為鐵和硅。兩種雜質(zhì)的存在嚴(yán)重影響鋁材的質(zhì)量?，F(xiàn)有凈化原鋁的方法主要有三層液法、區(qū)熔法和有機鋁電解法。上述三種方法均有能耗高、成本大的缺點。定向結(jié)晶法(也稱偏析凈化法)其原理類似于區(qū)熔法，都是利用在原鋁凝固過程中雜質(zhì)在液固兩相間的分配比的差異來實現(xiàn)熔體凈化。但區(qū)熔法，適于處理少量的高純產(chǎn)品，而且成本高。定向結(jié)晶法具有能耗低、處理量大的優(yōu)點，可用于大批量生產(chǎn)純凈鋁。
本實用新型的目的在于為定向結(jié)晶凈化原鋁提供一種設(shè)備。
本實用新型由供電裝置、攪拌器、加熱裝置、爐體、冷卻裝置和升降機構(gòu)構(gòu)成。爐體為電阻爐，其外層為鋼制爐殼，里面用保溫材料砌成，爐體的內(nèi)層襯有內(nèi)襯材料，待凈化的原鋁裝在爐內(nèi)。在爐子的上方裝有攪拌器。攪拌器由調(diào)速器、電機、攪拌桿和攪拌槳組成。攪拌器固定在攪拌器支座上。攪拌桿的上端通過法蘭與電機相連，下端有攪拌槳，攪拌槳和部分?jǐn)嚢钘U插入爐內(nèi)鋁液中，攪拌槳用高強石墨制成，4片槳葉聯(lián)成一體，用螺紋連接形式固定在攪拌桿上。攪拌桿以耐高溫不銹鋼材料制成，其插入鋁液部分外面罩有高強石墨套管。調(diào)速器可采用調(diào)壓器或變頻器，通過電纜分別與電機、供電裝置相連。加熱裝置與供電裝置相連，包含有控溫裝置、測溫裝置和加熱件，測溫裝置由測溫儀表及傳感器組成。加熱件用電爐絲制成，鑲在爐體內(nèi)，介于保溫材料和內(nèi)襯材料之間，加熱功率為300--600KW。冷卻裝置采用循環(huán)水冷卻，由蓄水池、流量控制器、冷卻器等組成。升降機構(gòu)為機械式升降機構(gòu)，用來控制加熱區(qū)與鋁熔體之間的相對位置。
下面以附圖
和實施例進(jìn)一步敘述本實用新型的內(nèi)容。
附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1．供電裝置，2．電纜，3．爐殼，4．調(diào)速器，5．電機，6．連接法蘭，7．?dāng)嚢钘U，8．?dāng)嚢铇?．?dāng)嚢杵髦ё?0．加熱件，11．控溫裝置，12．測溫裝置，13．爐體內(nèi)襯，14．冷卻器，15．爐體，16．升降機構(gòu)，17．流量控制器，18．蓄水池使用本實用新型，首先調(diào)整控溫裝置和測溫裝置，使偏析凈化爐升溫至預(yù)控溫度；將電解原鋁裝入偏析凈化爐內(nèi)；控制升降機構(gòu)，合理選擇加熱區(qū)與鋁熔體之間的相對位置，使鋁熔體剛好在加熱區(qū)中間，當(dāng)開始定向凝固時，熔體相對于加熱區(qū)下移；將攪拌槳插入到鋁熔體中，開動攪拌裝置，控制調(diào)速器，選擇合適的攪拌速度，攪拌鋁熔體；將測溫?zé)犭娕疾迦氲戒X熔體中，當(dāng)鋁熔體的溫度為所要求的溫度時，重新調(diào)整加熱區(qū)與鋁熔體之間的相對位置，開動冷卻裝置，調(diào)節(jié)流量控制器，選擇合適的冷卻強度，進(jìn)行降溫，使?fàn)t體底部的原鋁緩慢地進(jìn)行定向結(jié)晶；當(dāng)鋁熔體凝固到一定高度時，停止冷卻，將爐體上部的鋁液取出，再將定向凝固得到的結(jié)晶鋁重熔后取出。
本實用新型為定向結(jié)晶法凈化原鋁提供了一種適宜的設(shè)備，可實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模處理原鋁。本實用新型可調(diào)節(jié)鋁熔體的凝固速度，拉大溫度梯度，確保凈化質(zhì)量。
使用本實用新型對電解原鋁進(jìn)行定向結(jié)晶偏析凈化，可獲得含F(xiàn)e≤0.10％、Si≤0.05％的精鋁。
實施例3噸定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置如附圖所示爐體加熱功率為300-600KW，攪拌槳采用高強石墨制造，爐體用輕質(zhì)保溫磚砌成，厚度為300mm，內(nèi)襯材料為高純石墨，厚度為100mm。
權(quán)利要求1．一種定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置，由供電裝置、攪拌器、加熱裝置、爐體、冷卻裝置和升降機構(gòu)構(gòu)成，其特征在于爐體為電阻爐，外層為鋼制爐殼，里面用保溫材料砌成，內(nèi)層襯有內(nèi)襯材料；爐子的上方裝有攪拌器，攪拌器由調(diào)速器、電機，攪拌桿和攪拌槳組成，攪拌器固定在攪拌器支座上，攪拌桿的上端通過法蘭與電機相連，下端裝有攪拌槳，攪拌槳和部分?jǐn)嚢钘U插入爐內(nèi)的鋁液中，調(diào)速器通過電纜分別與電機、供電裝置相連；加熱裝置與供電裝置相連，包含有控溫裝置、測溫裝置和加熱件，加熱件用電爐絲制成，鑲在爐體內(nèi)，介于保溫材料和內(nèi)襯材料之間；冷卻裝置采用循環(huán)水冷卻，由蓄水池，流量控制器，冷卻器組成，升降機構(gòu)為機械式升降機構(gòu)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置，其特征在于所說的爐體所用的保溫材料為輕質(zhì)保溫磚，內(nèi)襯材料為高純石墨。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置，其特征在于所說的爐體采用電加熱，加熱功率為30-600KW。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置，其特征在于所說的攪拌器的攪拌槳用高強石墨制成，4片槳葉聯(lián)成一體，用螺紋連接形式固定在攪拌桿上，攪拌桿用耐高溫不銹鋼材料制成，其插入鋁液部分外面罩有高強石墨套管。
專利摘要一種定向結(jié)晶法凈化原鋁裝置,由供電裝置、攪拌器、加熱裝置、爐體、冷卻裝置和升降機構(gòu)構(gòu)成,本實用新型可實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模處理原鋁,可調(diào)節(jié)鋁熔體的凝固速度,拉大溫度梯度,確保凈化質(zhì)量,使用本實用新型對電解原鋁進(jìn)行定向結(jié)晶偏析凈化,可獲得含F(xiàn)e≤0.10%、Si≤0.05%的精鋁。
文檔編號C22B9/02GK2457172SQ0026554
公開日2001年10月31日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者翟秀靜, 符巖, 張曉明, 姚廣春 申請人:東北大學(xué)