[发明专利]铝精制装置和铝精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝精制装置和铝精制方法。

背景技术

在专利文献1等中公开了利用偏析凝固法的铝精制方法。专利文献1所公开的精制方法是对含有Fe、Si、包晶系元素及其它不可避免含有的元素作为杂质的铝或铝合金(以下，称为“原料铝”)进行精制的方法，其包括：局部冷却过程，在该局部冷却过程中，将收容有熔液的容器的上部附近局部地冷却来使铝的初晶粒子析出；结晶成长过程，在该结晶成长过程中，将在容器内表面上析出的初晶粒子剥落来使其沉积到容器下部，并且将沉积后的初晶粒子的堆积物压实来使铝的晶体成长；以及金属熔液排出过程，在该金属熔液排出过程中，将含有杂质的熔液从容器排出。

此外，在专利文献1中公开了如下精制装置，以作为能进行上述精制方法的精制装置，其中，上述精制装置包括：有底的容器，该有底的容器对原料铝的熔液进行收容；加热元件，该加热元件对容器进行加热；冷却元件，该冷却元件对容器的内表面的一部分(以下，称为“析晶面”)进行冷却；以及初晶剥离元件，该初晶剥离元件使在析晶面上析出的初晶粒子剥离。冷却元件包括与容器的外表面接触的管道和使冷却用气体在管道中流动的冷却用设备(鼓风机等)，通过利用在管道内流动的冷却用气体夺取管壁的热量，来对容器的一部分冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002－155322号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1的精制装置中，由于冷却用气体的温度随着朝向气体流路的下游侧而上升，因此，冷却效率在气体流路的上游侧与下游侧会产生差异，存在析晶量发生偏集的可能性。

基于这样的观点，本发明的技术问题在于提供一种析晶量不容易发生偏集的铝精制装置和铝精制方法。

解决技术问题所采用的技术方案

解决这样的技术问题的本发明的铝精制装置包括：有底的容器，该有底的容器对原料铝的熔液进行收容；加热元件，该加热元件对上述容器进行加热；冷却元件，该冷却元件对上述容器的一部分进行冷却；以及初晶剥离元件，该初晶剥离元件使在上述容器的内表面上析出的初晶粒子剥离，其特征是，上述冷却元件具有以包围上述容器的方式配置的气体流路，上述气体流路划分为在上下方向上排列的多个分割流路，至少一个上述分割流路和其余的上述分割流路中的冷却用气体的流动方向相反。

在各分割流路中流动的冷却用气体的温度虽然随着从上游侧朝向下游侧而上升，但由于在至少一个分割流路的上游侧(低温侧)配置有其余的分割流路的下游侧(高温侧)，并在至少一个分割流路的下游侧(高温侧)配置有其余的分割流路的上游侧(低温侧)，因此，与仅使冷却用气体沿一个方向流动的情况相比，析晶面(利用冷却元件冷却至初晶点以下的容器的内表面的带状区域)的高度(宽度)的偏差变小，进而析晶面上的温度的偏差也变小。也就是说，根据本发明的铝精制装置，析晶量不容易发生偏集。

在本发明中，最好使在从上开始的第奇数层的上述分割流路与从上开始的第偶数层的上述分割流路中的冷却用气体的流动方向相反。若是这样，析晶面的高度及温度不容易产生偏差。

解决技术问题的本发明的铝精制方法包括：金属熔液注入过程，在该金属熔液注入过程中，将原料铝的熔液注入有底的容器；局部冷却过程，在该局部冷却过程中，通过使冷却用气体在以包围上述容器的方式配置的多个气体流路中流动，来将上述容器的内表面的一部分冷却至低于初晶点的温度；晶体成长过程，在该晶体成长过程中，将在上述容器的内表面上析出的初晶粒子剥落来使其沉积到上述容器的下部，并且将沉积后的初晶粒子的堆积物压实来使铝的晶体成长；以及金属熔液排出过程，在该金属熔液排出过程中，将上述熔液从容器排出，其特征是，在上述局部冷却过程中，使至少一个上述分割流路与其余的上述分割流路中的冷却用气体的流动方向相反。

根据本发明的铝的精制方法，由于析晶面的高度(宽度)及温度的偏差变小，因此，析晶量不容易发生偏集。

在局部冷却过程中，最好使在从上开始的第奇数层的上述分割流路与从上开始的第偶数层的上述分割流路中的冷却用气体的流动方向相反。若是这样，更进一步地使析晶量的偏集不容易产生。

在上述熔液排出过程中，较为理想的是，通过使上述容器的上下翻转，来将上述熔液从上述容器排出。若是这样，能够将在容器内残留的熔液迅速地排出，且能够容易地将熔液与晶体分离。