[發明專利]一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置和方法

有效

• 申請號: 201410454924.9
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104263969A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 趙玉濤;梁向鋒;賈志宏;張力
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22B21/06
• 分類號: C22B21/06;C22B9/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置，其特征在于，爐膽裝置由外向內依次為爐膽外框架、薄壁密封套和石墨坩堝；爐膽上部為鉸鏈式爐蓋。

2.根據權利要求1所述的一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置，其特征在于：爐膽外框架從上往下有三部分組成，上部為臺階狀的側壁密封環套，中部由4塊縱向鋼板通過徑向鋼板連接而成倒錐臺形狀，下端爐膽底部用同樣的鋼板與縱向鋼板焊接而成；爐膽外框架材料均為耐熱鋼，厚度為0.3cm~0.8cm，側壁密封環套直徑為25cm~40cm，長度為0.1m~0.4m，中部直徑為20cm~32cm，長度為0.5m~1.3m，底部直徑與縱向鋼板下端直徑相等；爐膽外框架主要起承載作用，承重150Kg~300Kg。

3.根據權利要求1所述的一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置，其特征在于：薄壁密封套在爐膽外框內層，上部通過無縫焊接與爐膽外框的側壁密封環套連接，使爐膽內部成為密封環境；薄壁密封套材料為耐熱鋼，厚度為0.06cm~0.15cm，長度為0.5m~1.4m。

4.根據權利要求1所述的一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置，其特征在于：最里層為高純石墨坩堝，坩堝緊貼薄壁密封套內側，石墨坩堝上部配有中間帶孔的石墨蓋，石墨坩堝的純度達99.9wt%~99.999wt%，坩堝壁厚2cm~3cm，內徑15cm~23cm，外徑19cm~29cm。

5.根據權利要求1所述的一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置其特征在于：所述爐蓋上設有進水孔，出水孔，觀察孔，抽氣孔，進氣孔，排氣孔，測溫孔，測壓孔；爐蓋為上下兩層，邊緣密封，中間為空的空心爐蓋，進水孔和出水孔與爐蓋內型腔相連，目的是凝固提純鋁時，在爐膽頂部形成定向的冷卻環境，降低鋁液溫度，提高提純效率；觀察孔連通至爐膽內部，在觀察孔端部用橡膠密封墊片和透明玻璃通過金屬卡箍緊固，起到密封作用，觀察孔直徑為1.5cm~4cm；抽氣孔連通至爐膽內部，外部與真空泵相連接，作用是在熔化鋁錠之前對爐膽內部抽真空；測壓孔、進氣孔和排氣孔共用一個通道，連通至爐膽內部，在通道外端安裝四通接口，進氣和排氣分別控制，進氣孔外端與氬氣瓶連接，進氣孔的目的是在爐膽內部抽成真空后，通入氬氣保護；排氣孔目的是在鋁液熔化時爐膽內部氣體膨脹，釋放氣體減壓，防止爐膽膨脹變形；測壓孔外接壓力表，實時測量爐膽內部氣壓值，保證鋁液提純質量；測溫孔連通至爐膽內部，安裝熱電偶，實時測量爐膽內部溫度，保證提純效率。

6.根據權利要求1所述的一種用于制備超高純鋁的爐膽裝置其特征在于：在爐膽外框架與爐蓋之間安裝寬度為1~3cm的橡膠密封圈，并且兩者通過卡扣螺栓連接緊固。

7.使用如權利要求1所述的爐膽裝置制備超高純鋁的方法，其特征在于步驟如下：

（1）裝料，要求：坩堝內，鋁料從底往上，要裝密集，切不可使鋁料卡在石墨坩堝內而使得鋁料不能到坩堝底部；

（2）蓋上石墨蓋，在爐膽外框架的側壁密封環套表面安裝橡膠密封條，再蓋上爐蓋，確保爐套內部的密封性；

（3）關閉排氣閥和氬氣接入閥，打開真空泵抽閥；

（4）打開真空泵，8~15分鐘后，使測壓表示數為0.001Mpa~0.01Mpa；

（5）打開氬氣接入閥，關閉真空泵抽閥，打開氬氣通入開關直至氣壓表示數為0.1Mpa~0.15MPa；

（6）關閉氬氣接入閥，然后開始加熱熔鋁；

（7）鋁錠熔化后，開啟進水閥和出水閥，對爐膽開始提拉，進行提純。