專(zhuān)利名稱(chēng)：制取精鋁的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種鋁精煉技術(shù)，特別是一種在半連續(xù)鑄造過(guò)程中制取精鋁的方法及裝置。
冰晶石-氧化鋁熔鹽電解所得的鋁，含鋁量一般不超過(guò)99.8%，稱(chēng)為原鋁，當(dāng)含鋁量為99.99%～99.996%時(shí)為精鋁，其中，F(xiàn)e、Si、Cu總和不大于0.0040～0.030%(GB1071-57)，精鋁比工業(yè)鋁還具有更特殊的用途。然而，目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)精鋁大都用兩種方法，一種是三層液熔鹽電解精煉法，另一種是區(qū)域熔煉法，前者生產(chǎn)量很大，后者生產(chǎn)量很小，而這兩種方法都存在消耗電能過(guò)大，生產(chǎn)成本高的主要缺點(diǎn)。那么在現(xiàn)有原鋁的半連續(xù)鑄造過(guò)程中，由于鋁液的結(jié)晶速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)晶面附近鋁液中的雜質(zhì)向鋁液內(nèi)部的傳質(zhì)速度，所以鑄錠過(guò)程中的雜質(zhì)含量與鋁液中的雜質(zhì)含量基本相同，鑄錠后的鋁棒不能成為精鋁。
本發(fā)明的目地是提供一種在工業(yè)原鋁半連續(xù)鑄造過(guò)程中，直接生產(chǎn)精鋁的方法及裝置。
工業(yè)原鋁凝固時(shí)偏析純鋁，鋁中雜質(zhì)凈化程度決定于雜質(zhì)在鋁液中結(jié)晶時(shí)的結(jié)晶面鋁液向內(nèi)部的傳質(zhì)速度，同時(shí)，也決定于雜質(zhì)在固相鋁和液相鋁中的濃度比(分配系數(shù))及鋁液的結(jié)晶速度。如果結(jié)晶速度大于靠近結(jié)晶面鋁液中的雜質(zhì)向鋁液內(nèi)部的傳質(zhì)速度，就不能使鋁偏析，達(dá)不到提純效果。因這種情況時(shí)，鋁和雜質(zhì)是同時(shí)結(jié)晶的，相反，只有鋁液的結(jié)晶速度小于靠近結(jié)晶面鋁液中雜質(zhì)向鋁液內(nèi)傳質(zhì)速度，那么才能使鋁液中的純鋁偏析，達(dá)到提純效果。本發(fā)明的方法是在工業(yè)純鋁的半連續(xù)鑄造的結(jié)晶過(guò)程中，利用電磁攪拌的方法，使結(jié)晶面附近區(qū)域內(nèi)的鋁液不斷攪拌，將純鋁偏析，制取精鋁。實(shí)現(xiàn)這一方法所采用的裝置是，在工業(yè)原鋁的半連續(xù)鑄造機(jī)的結(jié)晶器周?chē)?，設(shè)有電磁攪拌器，借助這種攪拌器，使結(jié)晶器內(nèi)的結(jié)晶面附近區(qū)域內(nèi)的鋁液攪拌(呈上下翻滾狀態(tài))，增加鋁液中雜質(zhì)傳質(zhì)速度，當(dāng)鋁液的結(jié)晶速度和電磁攪拌器對(duì)結(jié)晶面附近區(qū)域內(nèi)的鋁液強(qiáng)度相適合時(shí)，使鋁液中的純鋁偏析，從而達(dá)到對(duì)原鋁(工業(yè)鋁)的精煉，鑄造結(jié)束后切去鑄錠尾部含雜質(zhì)較多的部分鋁，剩余部分即是高純度鋁(精鋁)。要想得到更高純度的精鋁，再重復(fù)上述精煉過(guò)程即可。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于由于是在工業(yè)原鋁半連續(xù)鑄造過(guò)程中，增加了對(duì)結(jié)晶鋁液進(jìn)行電磁攪拌，同時(shí)控制結(jié)晶速度，使鋁液偏析，使之在這一工藝過(guò)程中生產(chǎn)出較高純度鋁(精鋁)，從而可以取代了以往單獨(dú)生產(chǎn)精鋁的方法和設(shè)備，節(jié)省大量的電能，大幅度降低精鋁生產(chǎn)成本。
附

圖1是實(shí)施本發(fā)明方法而設(shè)計(jì)一種裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
參照附圖1看出，實(shí)施本發(fā)明方法而設(shè)計(jì)的裝置，即是在生產(chǎn)鋁棒(錠)的半連續(xù)鑄造機(jī)上進(jìn)行了改進(jìn)，該裝置主要由圓筒〔8〕托架〔9〕、結(jié)晶器〔3〕、電磁攪拌器〔5〕、上水管〔1〕、排水管〔2〕所構(gòu)成，其整體結(jié)構(gòu)是圓筒〔8〕側(cè)面設(shè)有一個(gè)排水管〔2〕，頂部設(shè)有一個(gè)結(jié)晶器〔3〕，結(jié)晶器的外面設(shè)有一個(gè)進(jìn)水管〔1〕，底部設(shè)有多個(gè)孔，該結(jié)晶器結(jié)構(gòu)〔3〕可以是一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也可以是方形結(jié)構(gòu)。在結(jié)晶器的外側(cè)，設(shè)有一個(gè)環(huán)狀的電磁感應(yīng)線(xiàn)圈〔5〕，該感應(yīng)線(xiàn)圈即為電磁攪拌器〔5〕。工作時(shí)，托架〔9〕首先插入結(jié)晶器〔3〕內(nèi)，開(kāi)通上、下水，鋁液〔4〕緩緩流入結(jié)晶器〔3〕內(nèi)，此時(shí)托架〔9〕也緩緩下移，使在結(jié)晶器內(nèi)結(jié)晶的固態(tài)鋁錠〔6〕隨之下移，進(jìn)入冷卻水中，形成鑄鋁錠。最后取出鋁錠，切去上部含雜質(zhì)高的部分鋁錠，剩余部分均為精鋁。
權(quán)利要求
1.一種制取精鋁的方法，其特征在于在工業(yè)原鋁半連續(xù)鑄造的結(jié)晶過(guò)程中，利用電磁攪拌方法，使結(jié)晶面附近區(qū)域內(nèi)的鋁液不斷攪拌，將純鋁偏析、制取精鋁。
2.一種制取精鋁的裝置，它由圓筒〔8〕托架〔9〕，結(jié)晶器〔3〕，上水管〔1〕，排水管〔2〕所構(gòu)成，其特征在于在結(jié)晶器〔3〕的周?chē)O(shè)有電磁攪拌器〔5〕。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電磁攪拌器〔5〕是制成一塊環(huán)形的電磁感應(yīng)線(xiàn)圈。
全文摘要
一種制取精鋁的方法及裝置，它主要是在工業(yè)純鋁的半連續(xù)鑄造的結(jié)晶過(guò)程中，利用電磁攪拌方法，使結(jié)晶面附近區(qū)域內(nèi)的鋁液不斷攪拌，增加鋁液中雜質(zhì)傳質(zhì)速度，使鋁液中的純鋁偏析，制取精鋁。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以取代以往單獨(dú)生產(chǎn)精鋁的方法，從而節(jié)省了大量電能，大幅度降低了精鋁生產(chǎn)成本，可使生產(chǎn)廠家提高很大經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C22B21/06GK1042946SQ88105169
公開(kāi)日1990年6月13日 申請(qǐng)日期1988年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月19日
發(fā)明者邱竹賢, 馮乃祥, 張中林 申請(qǐng)人:東北工學(xué)院