[實用新型]用于冷坩堝制備高純金屬氧化物的啟動熔化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220633724.6
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN202928345U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱林;唐皇哉;張清勇
• 申請（專利權(quán)）人: 睿為科技（天津）有限公司
• 主分類號: F27B14/06
• 分類號: F27B14/06;F27B14/14
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 馮舜英

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于冷坩堝制備高純金屬氧化物技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于冷坩堝制備高純金屬氧化物的啟動熔化裝置。

背景技術(shù)

采用冷坩堝中電磁感應(yīng)加熱制取高純高密度氧化鋁是一種行之有效的方法，冷坩堝是采用數(shù)十根水冷金屬管圍成，冷坩堝外部的感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，感應(yīng)電磁場透過銅管間的間隙作用于冷坩堝內(nèi)的原料。如果原料是導體，則可以感應(yīng)出感應(yīng)電流，從而對原料進行感應(yīng)加熱。

對于大多數(shù)金屬氧化物（如氧化鋁，氧化鎂，二氧化硅），其固態(tài)為非導體，無法直接進行感應(yīng)加熱，而這些金屬氧化物在熔融狀態(tài)下是導體。因此采用冷坩堝熔煉這些金屬氧化物時，需要通過某些方法產(chǎn)生少量的熔融金屬氧化物，通過熔融氧化物在感應(yīng)電磁場中的進一步加熱，從而帶動周圍氧化物的熔融。這個過程稱為啟動熔化。

常規(guī)的啟動熔化方法是向原料中（即高純氧化物中）加入少量的同種金屬或石墨來實現(xiàn)。金屬熔化后會被空氣中的氧所氧化，形成與原料相同的金屬氧化物，石墨會在空氣中氧化成二氧化碳氣體排出。理論上這些方法可以實現(xiàn)，但實際應(yīng)用過程中，金屬和石墨很難被完全氧化，在原料中形成殘留物，帶入了大量的金屬元素或碳元素，從而對高純氧化物造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種采用金屬或石墨作為啟動熔體時不會產(chǎn)生雜質(zhì)殘留問題的用于冷坩堝制備高純金屬氧化物的啟動熔化裝置。

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種用于冷坩堝制備高純金屬氧化物的啟動熔化裝置，包括石墨棒、氧化鋁陶瓷管和升降系統(tǒng)，所述氧化鋁陶瓷管連接于升降系統(tǒng)上，所述石墨棒插入高純氧化鋁陶瓷管內(nèi)，在氧化鋁陶瓷管與石墨棒之間留有間隙，且二者通過氧化鋁陶瓷螺栓連接。

所述氧化鋁陶瓷管與石墨棒之間的間隙為1-2mm。

所述氧化鋁陶瓷管上端設(shè)置有氬氣進入口。

所述升降系統(tǒng)包括齒條、齒輪、滾輪和導柱，所述齒條通過支臂連接于氧化鋁陶瓷管的外表面上，且與固定連接于固定平臺上的齒輪嚙合，所述支臂還與滾輪連接，所述滾輪與連接于固定平臺上的導柱配合，可沿導柱上下運動。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：

本實用新型通過氧化鋁陶瓷管和升降系統(tǒng)作用于高純石墨棒，對高純金屬氧化物粉末進行啟動熔化，用氬氣對高純石墨棒進行保護，避免了高純石墨棒與氧氣直接接觸，點燃后通過自動升降系統(tǒng)將高純石墨棒從冷坩堝中提出，保證了啟熔材料在原料中無殘留并可重復使用，對熔化的高純金屬氧化物不產(chǎn)生污染。

附圖說明

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1俯視圖。

圖1中：1.坩堝，2.電磁感應(yīng)線圈，3.石墨棒，4.氧化鋁陶瓷螺栓，5.氧化鋁陶瓷管，6.齒條，7.齒輪，8.固定平臺，9.滾輪，10.導柱，11.支臂，12.氬氣進入口。

圖中箭頭表示氬氣流動方向。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

一種用于冷坩堝制備高純金屬氧化物的啟動熔化裝置，包括石墨棒3、氧化鋁陶瓷管5和升降系統(tǒng)，高純石墨棒3插入高純氧化鋁陶瓷管5內(nèi)，二者通過氧化鋁陶瓷螺栓4連接。氧化鋁陶瓷管5的內(nèi)徑略大于高純石墨棒3的外徑,在石墨棒3與氧化鋁陶瓷管5之間留有間隙，可以為1-2mm，從氬氣進入口12向氧化鋁陶瓷管5內(nèi)通入保護氣（氬氣）。氬氣一方面可以保護石墨棒3不會在空氣中燃燒，避免石墨棒消耗，同時還可以保護氧化鋁陶瓷管5不被石墨棒的高溫熔化。氧化鋁陶瓷管5固定于一個升降系統(tǒng)上,啟動熔化后,通過升降系統(tǒng)帶動氧化鋁陶瓷管5將高純石墨棒從冷坩堝內(nèi)沿Z向移出。升降系統(tǒng)包括齒條6、齒輪7、滾輪9和導柱10，齒輪7及導柱10固定在固定平臺8上，氧化鋁陶瓷管5通過支臂11連接有齒條6和滾輪9，滾輪9與導柱10配合連接，可沿導柱10上下運動，齒條6與齒輪7嚙合連接。

本實用新型通過氧化鋁陶瓷管和升降系統(tǒng)作用于高純石墨棒，對高純金屬氧化物粉末進行啟動熔化，用氬氣對高純石墨棒進行保護，避免高純石墨棒與氧氣直接接觸，點燃后通過自動升降系統(tǒng)將高純石墨棒從冷坩堝中提出，保證了啟熔材料在原料中無殘留并可重復使用，對熔化的高純金屬氧化物不產(chǎn)生污染。