[发明专利]一种处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置及方法

权利要求书

1.一种处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置，其特征在于，包括真空系统、熔料系统、低沸点杂质回收系统、提纯系统、集成控制系统和机架；

所述真空系统包括真空泵（1）、真空测量装置（2）和压力控制装置，压力控制装置包括进气阀门（3）、出气阀门（4）和惰性气体（5），所述真空泵（1）通过管道与熔料系统连通，且在连通的管道上分别安装真空测量装置（2）、出气阀门（4），且出气阀门（4）比真空测量装置（2）更靠近熔料系统；

所述熔料系统包括炉体（6）、炉盖（7）、圆筒型导轨（8）、吊耳（9）、保温层（14）、发热体（30）、熔料坩埚（15）、卡盘（17）、支撑底座（18）；真空系统的真空泵（1）通过管道与炉体（6）连通，炉体（6）顶部设有炉盖（7），且炉体（6）、炉盖（7）的内部均为中空结构，中空结构内充满压缩冷却介质，炉盖（7）的中心开有孔洞，炉盖（7）的内壁上安装圆筒型导轨（8），圆筒型导轨（8）的顶部和底部均开有圆孔，且顶部的圆孔与炉盖（7）中心开的孔洞相连通，炉盖（7）的顶部设有一对对称安装的吊耳（9），用于开启炉盖（7），炉体（6）内侧壁上设有凸起（11），用于支撑低沸点杂质回收系统（19），炉体（6）内侧壁上还设有观察孔（12），观察孔（12）上安装耐高温防爆窗，观察孔（12）下方设有熔体测温热电偶插孔，孔内插入L型热电偶（13），沿炉体（6）径向推拉该L型热电偶（13）可实现对熔体不同位置的测温，炉体（6）内部设有保温层（14），保温层（14）呈圆筒型结构，保温层（14）内侧设有发热体（30），圆筒型的保温层（14）中心处安装支撑底座（18），支撑底座（18）上设有卡槽，卡槽上安装卡盘（17），卡盘（17）上开有一对呈十字交叉状的倒T形槽，两个倒T形槽上分别安装两个紧固件（16），紧固件（16）将熔料坩埚（15）卡住从而固定，炉体（6）底部设有热电偶（32），炉体（6）一侧壁上设有进气阀门（3），惰性气体（5）通过进气阀门（3）进入炉体（6）内部；

所述低沸点杂质回收系统（19）整体结构为凹型槽，用于收集冷凝后的低沸点杂质，低沸点杂质回收系统（19）的中心处开有孔Ⅰ（29），偏心处开有孔Ⅱ（28），孔Ⅱ（28）用于原料中低沸点杂质在真空挥发后，以气相形式通过；

所述提纯系统包括提纯轴（20）、可调速旋转装置（24）和可调速升降装置（25），提纯轴（20）穿过炉盖（7）中心处的孔洞、圆筒型导轨（8）以及低沸点杂质回收系统（19）中心处的孔Ⅰ（29）伸入炉体（6）内部，提纯轴（20）内部设有冷却介质的进出管道和提纯轴热电偶（21），提纯轴（20）的上部安装可调速旋转装置（24）和可调速升降装置（25），提纯轴（20）下部套装在高纯石墨套（22）内，高纯石墨套（22）上部均匀开有四个带螺纹的孔Ⅲ，使用顶丝（23）穿过孔Ⅲ将高纯石墨套（22）与提纯轴（20）连接；

集成控制系统（26）包括温度控制装置，炉体（6）侧壁处的L型热电偶（13）、底部的热电偶（32）、提纯轴（20）内部的提纯轴热电偶（21）以及发热体（30）分别与集成控制系统（26）的温度控制装置电连接，温度控制装置用于记录并显示各热电偶的温度并根据各温度控制发热体（30）的温度；

机架（27）用于固定炉体（6）和可调速升降装置（25）。

2.根据权利要求1所述的处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置，其特征在于：炉体（6）的顶部、炉盖（7）的底部分别向外延伸形成一圈圆周，二者的圆周相接触形成卡扣连接平台（10），卡扣安装在卡扣连接平台（10）上，通过卡扣将炉体（6）、炉盖（7）连接，孔Ⅰ（29）、孔Ⅱ（28）处分别设有挡板（31）。

3.根据权利要求1所述的处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置，其特征在于：熔料坩埚（15）内部设有锥度，以便提纯后次高品质铝产品的取出。

4.根据权利要求1所述的处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置，其特征在于：炉体（6）、炉盖（7）以及提纯轴（20）内部的冷却介质为氩气、高纯氩气体、压缩空气、氮气、水其中的一种或任意两种以上的组合，熔料坩埚（15）靠坩埚口边缘处开有一对对称小孔，方便操作结束后，取出坩埚。