阅读说明：本技术 一种电磁定向凝固铝提纯系统 (Electromagnetic directional solidification aluminum purification system ) 是由 张艳国 李广 张烨 贾晓兰 于 2019-11-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电磁定向凝固铝提纯系统,包括设置于地面基础上的轻轨；及滑动安装于轻轨上的移动龙门架；所述移动龙门架上设置有升降吊装组件；所述轻轨内侧两端分别设置有用于固定石墨坩埚的受铝平台,及用于坩埚放置和翻转的卸料倾翻平台,所述轻轨内侧于受铝平台和卸料倾翻平台之间设置有集水系统,所述集水系统设置于地面基础下方；所述集水系统上方设置有电磁冷凝器；所述电磁冷凝器上方设置有加热保温炉体；所述轻轨外端部还设置有整个系统控制的伺服变频控制柜和整个水路控制的水冷系统。本发明的电磁定向凝固铝提纯系统,易操作,各道工序能单独控制调节,产品质量能得到有效保证。(The invention discloses an electromagnetic directional solidification aluminum purification system, which comprises a light rail arranged on a ground foundation; the movable portal frame is slidably arranged on the light rail; a lifting hoisting assembly is arranged on the movable portal frame; an aluminum receiving platform for fixing a graphite crucible and a discharging and tipping platform for placing and turning over the crucible are respectively arranged at two ends of the inner side of the light rail, a water collecting system is arranged between the aluminum receiving platform and the discharging and tipping platform at the inner side of the light rail, and the water collecting system is arranged below a ground foundation; an electromagnetic condenser is arranged above the water collecting system; a heating and heat-preserving furnace body is arranged above the electromagnetic condenser; and the outer end part of the light rail is also provided with a servo variable frequency control cabinet controlled by the whole system and a water cooling system controlled by the whole water channel. The electromagnetic directional solidification aluminum purification system is easy to operate, each process can be independently controlled and adjusted, and the product quality can be effectively guaranteed.)

一种电磁定向凝固铝提纯系统

技术领域

本发明涉及一种铝提纯系统，具体涉及一种电磁定向凝固铝提纯系统，属于铝提纯技术领域。

背景技术

随着科学技术不断进步发展，超高纯铝(纯度在5N5以上的铝产品称为超高纯铝)在电子、航空、航海、化工与国防工业等领域有着广泛地应用，其用量逐年增加；但现在国内能生产出满足用户需求的5N5超高纯铝的企业甚少，研发单位也屈指可数，因此国内所需超高纯铝大部分需进口，如何解决上述难题，是国内需求当务之急；尽管国内有企业已在试生产或规模化生产超高纯铝，但与国外同类企业及国内对超高纯铝要求来比有较大差距，存在多方不足。首先是设备，工艺相对复杂，其利用多学科领域技术，使投资成本过大，且不便掌握操控；其次是排出杂质效率上，并不理想，生产不出合格产品；其三是能耗偏高，达15000KWH/吨以上，与国家节能减排政策相违，尽管目前有所降低，但也有万度左右；其四，尽管生产出产品，但质量尚不稳定，使国内用户无法使用。所以，寻找一种新的铝提纯方法迫在眉睫。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种电磁定向凝固铝提纯系统，易操作，各道工序能单独控制调节，产品质量能得到有效保证。

本发明的电磁定向凝固铝提纯系统，包括设置于地面基础上的轻轨；及滑动安装于轻轨上的移动龙门架；所述移动龙门架上设置有升降吊装组件，通过移动龙门架在轻轨上具有行走移动，能在多个位置之间进行移动切换；升降吊装组件采用现有技术中的伺服电机驱动的升降机，具有上升，下降功能；而且下降速度精确控制，下降时，进行慢速下降：上升时是快速提升，节省整套工艺的时间，提高整体效率；所述轻轨内侧两端分别设置有用于固定石墨坩埚的受铝平台，及用于坩埚放置和翻转的卸料倾翻平台，冷却成型后的铝棒从上道工序中提升之后，始终是处于竖直状态，放到卸料倾翻平台后，通过旋转角度，使坩埚倾于水平朝下，取出坩埚内的铝棒，再经过去端头不合格部分工序，获得成品零件，所述轻轨内侧于受铝平台和卸料倾翻平台之间设置有集水坑，集水坑根据冷却水的容量及时的将多余的水通过排水泵从集水坑中排走，保持储水坑中水量相对的稳定，以保证整套系统的正常运转，所述集水坑设置于地面基础下方；电磁冷凝器下部设置有一环喷嘴；所述集水坑底部设置有排水泵；所述喷嘴连接到水冷系统的出水管；所述排水泵连接到水冷系统回水管；所述集水坑上方设置有电磁冷凝器，当装有加热后的石墨坩埚经过电磁冷凝器时，启动搅拌器电源，对坩埚内的铝液产生磁场力，调整电源电压，电流及频率，可控制坩埚内铝液的旋转流速及方向，达到搅拌提纯的目的，最终满足铝液纯度的要求；同时能迅速冷却经过了电磁搅拌器之后的铝液，让铝液迅速结晶成型；该装置的冷却容量应该与通过该区域的铝液相匹配；所述电磁冷凝器上方设置有加热保温炉体，加热保温炉体对铝水进行加热后保温，加热保温炉体加热功率与铝水容积匹配；所述轻轨外端部还设置有整个系统控制的伺服变频控制柜和整个水路控制的水冷系统，水冷系统对电磁线圈冷却及熔体凝固冷却，伺服变频控制柜完成熔体冷凝速度的控制，及电磁搅拌电源变频控制，以及整套系统的电气控制。

进一步地，所述水冷系统包括柜体；所述柜体两侧设置有出水管和回水管；所述柜体内侧设置有储水罐和离子罐；所述离子罐连接补水阀；所述离子罐连接到储水罐进水口；所述储水罐底部通过水泵连接到出水管；所述柜体内侧还设置有与回水管连接的热交换器；所述热交换器连接到储水罐；所述热交换器外部设置有风扇。

进一步地，所述升降吊装组件为由伺服电机驱动的升降机；所述升降机其前端设置有坩埚吊爪。

进一步地，所述受铝平台为中部设置有坩埚容纳槽的架体。

进一步地，所述卸料倾翻平台包括翻转架；所述翻转架上设置有由电机驱动的翻转台；所述翻转台上设置有坩埚卡槽。

进一步地，所述系统其提纯方法如下：

第一步，加载铝液，先将坩埚送入到受铝平台，将待提纯的精铝装入坩埚内；

第二步，结晶，将装有铝液的石墨坩埚通过移动龙门架上的升降吊装组件吊入加热保温炉体中，通过加热保温炉体对坩埚加热；接着，通过伺服变频控制柜启动升降吊装组件和启动电磁搅拌装置，利用升降吊装组件将坩埚从加热保温炉体中恒速下降，坩埚恒速进入到电磁冷凝器，电磁冷凝器对已下降的坩埚部分进行搅拌冷却，坩埚继续下降到集水系统，下降到位，关闭加热；

第三步，成品，将坩埚冷却彻底后通过升降吊装组件快速提升坩埚，并通过移动龙门架移动至卸料倾翻平台，通过卸料倾翻平台将坩埚翻转至水平状态，取出铝锭，转入锯床切割铝锭上下端杂质，剩余部分为成品。

本发明与现有技术相比较，本发明的电磁定向凝固铝提纯系统，此套系统具有条理性强，易操作，各道工序能单独控制调节，产品质量能得到有效保证。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的集水坑结构示意图。

图3是本发明的水冷系统其柜体结构示意图。

图4是本发明的水冷系统内部结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1和图2所示，本发明的电磁定向凝固铝提纯系统，包括设置于地面基础上的轻轨1；及滑动安装于轻轨上的移动龙门架2；所述移动龙门架2上设置有升降吊装组件3，通过移动龙门架在轻轨上具有行走移动，能在多个位置之间进行移动切换；升降吊装组件采用现有技术中的伺服电机驱动的升降机，具有上升，下降功能；而且下降速度精确控制，下降时，进行慢速下降：上升时是快速提升，节省整套工艺的时间，提高整体效率；所述轻轨1内侧两端分别设置有用于固定石墨坩埚的受铝平台4，及用于坩埚放置和翻转的卸料倾翻平台5，冷却成型后的铝棒从上道工序中提升之后，始终是处于竖直状态，放到卸料倾翻平台后，通过旋转角度，使坩埚倾于水平朝下，取出坩埚内的铝棒，再经过去端头不合格部分工序，获得成品零件，所述轻轨1内侧于受铝平台和卸料倾翻平台之间设置有集水坑6，集水坑根据冷却水的容量及时的将多余的水从储水坑中排走，保持储水坑中水量相对的稳定，以保证整套系统的正常运转，所述集水坑6设置于地面基础下方；所述电磁冷凝器下部设置有一环喷嘴61；所述集水坑6底部设置有排水泵62；所述喷嘴61连接到水冷系统的出水管；所述排水泵62连接到水冷系统回水管；所述集水坑6上方设置有电磁冷凝器7，当装有加热后的石墨坩埚经过电磁冷凝器时，启动搅拌器电源，对坩埚内的铝液产生磁场力，调整电源电压，电流及频率，可控制坩埚内铝液的旋转流速及方向，达到搅拌提纯的目的，最终满足铝液纯度的要求；同时能迅速冷却经过了电磁搅拌器之后的铝液，让铝液迅速结晶成型；该装置的冷却容量应该与通过该区域的铝液相匹配；所述电磁冷凝器7上方设置有加热保温炉体8，加热保温炉体对铝水进行加热后保温，加热保温炉体加热功率与铝水容积匹配；所述轻轨1外端部还设置有整个系统控制的伺服变频控制柜9和整个水路控制的水冷系统10，水冷系统对电磁线圈冷却及熔体凝固冷却，伺服变频控制柜完成熔体冷凝速度的控制，及电磁搅拌电源变频控制，以及整套系统的电气控制；

其中，所述升降吊装组件3为由伺服电机驱动的升降机；所述升降机其前端设置有坩埚吊爪。所述受铝平台4为中部设置有坩埚容纳槽的架体。所述卸料倾翻平台5包括翻转架51；所述翻转架上设置有由电机驱动的翻转台52；所述翻转台上设置有坩埚卡槽53。

如图3和图4所示，所述水冷系统10包括柜体101；所述柜体101两侧设置有出水管102和回水管103；所述柜体101内侧设置有储水罐104和离子罐105；所述离子罐105连接补水阀；所述离子罐105连接到储水罐104进水口；所述储水罐104底部通过水泵106连接到出水管102；所述柜体101内侧还设置有与回水管连接的热交换器107；所述热交换器107连接到储水罐104；所述热交换器107外部设置有风扇108；通过补水阀将外部水导入到离子罐，通过离子罐将处理后的去离子水进入到储水罐；储水罐出水管对电磁线圈冷却及熔体凝固冷却，同时对集水坑的温水回流散热后送至储水罐。

其中，所述系统其提纯方法如下：

第一步，加载铝液，先将坩埚送入到受铝平台，将待提纯的精铝装入坩埚内；

第二步，结晶，将装有铝液的石墨坩埚通过移动龙门架上的升降吊装组件吊入加热保温炉体中，通过加热保温炉体对坩埚加热；接着，通过伺服变频控制柜启动升降吊装组件和启动电磁搅拌装置，利用升降吊装组件将坩埚从加热保温炉体中恒速下降，坩埚恒速进入到电磁冷凝器，电磁冷凝器对已下降的坩埚部分进行搅拌冷却，坩埚继续下降到集水系统，下降到位，关闭加热；

第三步，成品，将坩埚冷却彻底后通过升降吊装组件快速提升坩埚，并通过移动龙门架移动至卸料倾翻平台，通过卸料倾翻平台将坩埚翻转至水平状态，取出铝锭，转入锯床切割铝锭上下端杂质，剩余部分为成品。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。