[实用新型]一种炉外法生产高纯中间合金附带出渣口的氧化铝坩埚

说明书

技术领域

 本实用新型涉及冶金领域，具体地说是炉外法生产高纯中间合金附带出渣口的氧化铝坩埚。

背景技术

 炉外法是利用铝还原生产中间合金的一种常用方法，其反应坩埚种类多样，比较常见的有铜坩埚，石墨坩埚，氧化镁坩埚，氧化铝坩埚等。

石墨坩埚：石墨坩埚由于成本低，制作方便，生产周期较短而被广泛采用，但是碳对合金的污染很难避免，即使利用某种涂层隔离石墨和合金，生产的中间合金碳含量控制在0.1 %以下非常困难。

氧化镁坩埚：氧化镁坩埚主要用于对杂质含量要求不高的一些铁合金的铝热还原反应，其使用的粘结剂多数含有磷，硅等杂质，会对合金造成污染。此外在1500?C以上，铝可以还原氧化镁生成金属镁，一方面污染合金，另一方面会造成氧化镁铝的侵蚀。

铜坩埚：水冷铜坩埚作为一种成熟的技术，优点表现在对合金无污染，可以重复使用，生成的合金表面光滑，合金回收率高。但是铜坩埚造价较高，由于必须采用水冷，给反应增添了危险系数，如果漏水，会引起爆炸事故。此外铜坩埚生产规模较小，产量较低。

氧化铝坩埚：传统的氧化铝坩埚也是一种广泛采用的反应容器，其特点是每炉可生产1-2吨的大合金锭，大规模的合金锭和良好的保温效果有利于渣和合金的分离，但是在选用氧化铝时，如果氧化铝本身杂质较多，粘结剂含有硅，磷等杂质，都会对合金造成污染，不适合生产高品质无缺陷的中间合金。再者，氧化铝坩埚良好的保温效果造成了冷却的缓慢从而导致了生产周期较长的后果。此外，如果氧化铝坩埚内表面不平整，会导致合金表面不光滑，影响后处理的效果和合金的实收率。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种适用于铝热法生产高品质的中间合金，并且有利于提高生产效率，可以有效地应用于大规模生产的氧化铝坩埚及其制备工艺。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种炉外法生产高纯中间合金附带出渣口的氧化铝坩埚，包括锅体，在锅体的侧壁上开有出渣口。

所述出渣口设置于反应时渣子与合金界面以上7cm-30cm处。

所述出渣口中设有塞子，出渣口外部设有与其配套的溜槽。

该氧化铝坩埚的制备方法包括以下步骤：

1）氧化铝的破碎：将铝热法产生的渣子进行破碎，首先经过颚式破碎机破碎，然后经过对辊破碎机循环破碎； 

2）粘结剂配制：粘结剂采用偏铝酸钠溶液，对坩埚及合金无污染； 

3），混料：将步骤1）中所述的氧化铝与步骤2）中所述的粘结剂混合至均匀； 

4）坩埚打结：将混合好的物料装入钢制外壳中振动压实手工打结完成坩埚底的制作，然后放入模芯，向周围空隙中加入混合物料完成坩埚侧壁的制作，在制作出渣口时，计算并测量好出渣口的位置，将塞子出渣口内，向周围填充渣料压实即可； 

5）烘干：将做好的坩埚放入干燥炉中烘干； 

6）冷却与检查：待坩埚外壳冷却后，检查坩埚是否合格，合格后即可用于反应，反应所剩渣子可回收用于坩埚制作。

所述步骤1）中渣子的成分为：氧化铝含量大于97%，其余杂质主要是生产对应合金的主要元素；渣子首先经过颚式破碎机破碎到粒度小于25 mm，然后经过对辊破碎机循环破碎3-4次，形成粒度分布符合40-5目的占有50% ± 5%, 小于40目的颗粒占有50%±5%。该渣子中不含有钙等降低熔点的杂质。

所述步骤2）的粘结剂中偏铝酸钠含量大于98%，浓度为8-14%。

所述步骤3）中混料时间至少为20 min，直到液体与固体完全混合均匀。

所述步骤4）中出渣口位于反应时渣子与合金界面以上7cm-30cm处。

所述步骤5）中干燥炉带有鼓风系统，温度在200?C下烘干120-150 min，300?C烘干150-200 min，保证水分充分挥发。在再800

所述步骤6）中坩埚外壳冷却至100?C以下。

有益效果：本实用新型具有以下有益效果：

1. 采用的氧化铝为生产相应合金所产生的渣子，生产合金时没有加入钙等降低熔点的杂质元素；使用的粘结剂为偏铝酸钠，对合金也无污染，钠在高温下会发成气体，不会进入合金影响合金品质。所以此坩埚适合对杂质含量要求比较严格的特殊中间合金的生产；

2. 该粒度分布的氧化铝制作的坩埚表面光滑，平整，形成的合金表面也会相对光滑，提高了合金的实收率；