本發明屬于冶金技術領域，涉及一種上引法連續偏析提純精鋁的裝置及其提純方法。

背景技術：

利用偏析法對金屬尤其是鋁進行提純，是一種已經成熟的工業化工藝方法。 經文獻檢索發現，有多種偏析法制備高純鋁的發明專利，現有技術已經實現了可以連續供液的連續鑄造、連鑄連軋等生產線的供液系統，配合滾輪拉晶裝置真正實現了連續化偏析提純。該方法整個提純過程無需攪拌系統，極大降低了保溫過程的能量消耗，提純后的鋁液對后續生產活動無影響，熔融鋁液的流動保證了提純原料成分的穩定性，在工藝條件一定的情況下很好的保證了產品成分的均勻性，該方法在極大的提高了生產效率的同時也降低了能耗，定向凝固提純工藝不受提純爐內氣氛環境的影響。但此方法實施過程中系統需與生產現場密切配合，生產過程尤其是出現漏液或斷晶等現象時可能對后續生產活動有影響，同時側向式布置占用空間，影響了該工藝的普及，因此研發一種上引法連續偏析提純精鋁的裝置及其方法具有很重要的意義。

技術實現要素：

本發明的第一目的在于提供一種上引法連續偏析提純精鋁的裝置。

本發明的第二目的在于提供一種工藝簡單的利用上引法連續偏析提純精鋁裝置提純精鋁的方法。

本發明的第一目的是這樣實現的，包括鋁液循環供應系統和精鋁成型裝置，所述鋁液循環供應系統包括中間包、鋁液供給爐、供液管、和排液管，所述鋁液供給爐連通供液管，所述供液管連通中間包，所述中間包連通排液管，所述中間包正上方設置精鋁成型裝置。

本發明的第二目的是這樣實現的，包括以下步驟：A 預熱、B 控制鋁液流速、C 控制溫度穩定、D 冷卻結晶，

A 預熱

打開中間包外圍的電熱器進行中間包的預熱，預熱至溫度700~800℃后停止預熱；

B 控制鋁液流速

打開耐火堵塞，鋁液通過濾板流入中間包，調節流量控制塞使流速控制在2~4T/h，從而控制中間包中鋁液保持穩定；

C 控制溫度穩定

由測溫儀測量鋁溶液的溫度,并通過調節鋁液供給爐中鋁液的溫度700~800℃來調節中間包中鋁液溫度；

D 冷卻結晶

控制好鋁液溫度后，結晶器部分通入冷卻水，水溫為20~ 50℃，同時仔晶插入鋁液面以下，保證結晶石墨插入鋁液5~15cm，等鋁液、仔晶溫度場穩定后保持結晶器位置15~25min，使拉晶輪以40~ 100mm/h的速度均勻的拉晶，精鋁錠拉至一定長度后快速拉晶使鋁晶體與鋁液分離或由在線切割機進行在線下料。

本發明裝置結構簡單，使用方便，同過在鋁液共給系統的中間包上方設置精鋁提純裝置，精鋁提純裝置采用豎直向上的方向提出精鋁，能夠節省工作空間，而且豎直方向提純的方法，使鋁晶體在軸線受力均勻，保證提出的鋁材質量穩定，裝置通過控制溫度和鋁液流速穩定，使形成鋁液的環境變化控制在一定范圍內，有助于精鋁的質量保證。

本發明方法通過先預熱，后保證鋁液流量和溫度穩定的操作方法，使精鋁的形成在一個相對穩定的范圍內，幫組形成高質量的精鋁晶體，本操作方法過程簡單，控制容易，保證了精鋁提純的穩定性和高效性。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構示意圖；

圖2為本發明裝置的工作狀態示意圖；

圖3為本發明方法的流程示意圖；

圖中，1-中間包，2-支架，3-拉晶輪，4-夾持架，5-結晶器，6-鋁液供給爐，7-供液管，8-過濾板，9-測溫儀，10-石墨內環，11-電熱器，12-流量控制塞，13-排液管，14-耐火堵塞，15結晶體。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但不得以任何方式對本發明加以限制，基于本發明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發明的保護范圍。

如圖1~3所示，本發明包括鋁液循環供應系統和精鋁成型裝置，所述鋁液循環供應系統包括中間包1、鋁液供給爐6、供液管7、和排液管13，所述鋁液供給爐6連通供液管7，所述供液管7連通中間包1，所述中間包1連通排液管7，所述中間包正上方設置精鋁成型裝置。

所述精鋁成型裝置包括支架2、拉晶輪3、夾持架4和結晶器5，所述支架2的下部設置結晶器5、上部設置夾持架4，所述夾持架4上設置拉晶輪3，所述拉晶輪3環繞形成的中空部分與結晶器5的中空部分上下正對設置形成豎直拉晶通道。豎直方向上進行拉晶，節省工作空間，而且提高鋁晶體質量。

所述結晶器5下部設置石墨內環10，石墨內環10的下端延伸設置于中間包1上口沿的下面。保證能夠順利形成鋁錠。

所述供液管7上設置過濾板8，過濾鋁液中的雜質。

所述排液管13上設置流量控制塞12，控制整個鋁液循環系統的鋁液流速。

所述鋁液供給爐6的出口設置耐火堵塞14。

所述中間包1的外圍環繞設置電熱器11，能夠在工作前對中間包進行預熱。

所述排液管13能夠供給鑄造、其它需要連續鋁液的工位或者循環到鋁液供給爐。

本發明方法包括以下步驟：A 預熱、B 控制鋁液流速、C 控制溫度穩定、D 冷卻結晶，

A 預熱

打開中間包外圍的電熱器進行中間包的預熱，預熱至溫度700~800℃后停止預熱；

B 控制鋁液流速

打開耐火堵塞，鋁液通過濾板流入中間包，調節流量控制塞使流速控制在2~4T/h，從而控制中間包中鋁液保持穩定；

C 控制溫度穩定

由測溫儀測量鋁溶液的溫度,并通過調節鋁液供給爐中鋁液的溫度700~800℃來調節中間包中鋁液溫度；

D 冷卻結晶

控制好鋁液溫度后，結晶器部分通入冷卻水，水溫為20~ 50℃，同時仔晶插入鋁液面以下，保證結晶石墨插入鋁液5~15cm，等鋁液、仔晶溫度場穩定后保持結晶器位置15~25min，使拉晶輪以40~ 100mm/h的速度均勻的拉晶，精鋁錠拉至一定長度后快速拉晶使鋁晶體與鋁液分離或由在線切割機進行在線下料。

具體實施方式

實施例1：電解鋁液純度99.7%，鋁液流經中間包時溫度為720℃，鋁液以3T/h的流量通過中間包，控制結晶器的冷卻水溫度40℃，確保結晶器石墨部分插入鋁液10cm，穩定結晶器位置保持20min,后以80mm/h的速率拉制晶體，鋁晶體生長至一定長度后快速拉晶使鋁晶體與鋁液分離完成該部分的結晶，經檢測鋁的純度可達到99.9Al。

實施例2：電解鋁液純度99.7%，鋁液流經中間包時溫度為700℃，鋁液以2T/h的流量通過中間包，控制結晶器的冷卻水溫度20℃，確保結晶器石墨部分插入鋁液15cm，穩定結晶器位置保持25min,后以40mm/h的速率拉制晶體，鋁晶體生長至一定長度后快速拉晶使鋁晶體與鋁液分離完成該部分的結晶，經檢測鋁的純度可達到99.95Al。

實施例3：電解鋁液純度99.7%，鋁液流經中間包時溫度為800℃，鋁液以4T/h的流量通過中間包，控制結晶器的冷卻水溫20℃，確保結晶器石墨部分插入鋁液5cm左右，穩定結晶器位置保持15min,后以100mm/h的速率拉制晶體，鋁晶體生長至一定長度后快速拉晶使鋁晶體與鋁液分離完成該部分的結晶，經檢測鋁的純度可達到99.85Al。