[实用新型]一种用于高纯镉提纯感应式水平区熔炉

说明书

一种用于高纯镉提纯感应式水平区熔炉，区熔炉的工作台架上装有充气装置、放气装置、吸真空装置、传动装置、PLC触摸屏控制系统和移动平台；工作台架上固定有石英管炉体，炉体内设有石英舟；感应加热装置上有多组内设感应加热圈的加热支架，石英舟位于感应加热圈内。PLC触摸屏控制系统控制感应加热装置产生高频电流使感应加热圈产生强磁场发出高热，加热熔化石英舟内镉，控制感应加热圈移动速度与方向，使感应加热圈从石英舟的首端移动到尾端数次，将镉金属熔化成液态在石英舟中，杂质会富集在镉锭头部。冷却后，去掉棒料头部含杂部分，得到提纯后的高纯镉产品。该区熔炉结构简单，预热时间短，控温精准，熔区可控，节能环保，效率高，寿命长。

一、技术领域

本实用新型涉及一种金属材料加工提纯装置，尤其是一种用于高纯镉提纯感应式水平区熔炉。

二、背景技术

镉为银白色金属，在接近绝对零度时有超导性。镉在空气中相当稳定，高温下易被空气和水氧化，生成三氧化二镉。镉主要用于制造新型照明光源镉灯；镉可作反应堆的控制材料；镉化合物在炼油工业中可作催化剂。镉是一种吸收中子的优良金属，制成棒条可在原子反应炉内减缓核子连锁反应速率，而且在锌-镉电池中颇为有用。在实际应用中，必须将镉高度提纯后应用到产品中，才能保证产品质量，才能在应用中发挥出应有的技术效果。

目前，提纯镉使用的设备多为电阻式加热方式的区熔提纯设备，而电阻式区熔设备对半导体材料进行提纯效果还可，对金属材料提纯始终达不到理想的效果。究其原因是金属材料导热性能好，传感灵敏，而电阻式控温传达指令滞后，实际温度和指令有误差，控温不精准，温控精度差，热区控制不稳定，熔区长度很难控制，设备预热时间长。因此电阻式区熔不能生产出很好的金属类高纯产品镉。如公开号为CN101210346A的中国发明专利“水平区熔生长碲锌镉单晶的装置和方法”，是对II-VI族管带半导体化合物中碲锌镉的区熔提纯与碲锌镉的单晶生长设备，该设备的热熔区由多个依次排列的小炉子组成。不足之处是电阻式加热区熔控温不精准，预热时间长，多炉体加热耗能高，结构复杂，特别是多工位同时加热熔区长度很难控制，不适合镉提纯应用。所以，需要研究出一种适用于高度提纯镉的设备，来满足镉的工业应用。

三、发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种用于高纯镉提纯感应式水平区熔炉。该区熔炉结构简单，预热时间短，控温精准，熔区可控，节能环保，效率高，寿命长。

实现本实用新型的目的采用的技术方案是：该感应式水平区熔炉包括工作台架、炉体支架、石英管炉体、感应加热装置、充气装置、放气装置、吸真空装置、传动装置、PLC触摸屏控制系统和移动平台；工作台架上安装有充气装置、放气装置、吸真空装置、传动装置、PLC触摸屏控制系统和移动平台；工作台架上靠炉体支座固定有石英管炉体，石英管炉体内设有石英舟，石英舟内装有镉材料；石英管炉体两端固定有可使石英管封闭的不锈钢密封套，充气装置、放气装置、吸真空装置分别通过不锈钢密封套与石英管内腔相连接；工作台架下面安装有可调节高低的地脚，台架上的传动装置连接有移动平台，移动平台上固定有感应加热装置，感应加热装置的上端连接有多组加热支架，加热支架内装有感应加热圈，石英管炉体位于感应加热圈内；PLC触摸屏控制系统与感应加热装置和伺服电机相连接。

设备启动后，PLC触摸屏控制系统精确控制高频感应加热装置，装置将三相工频交流电转变为频率为20kHZ高频电流，高频电流使感应加热圈产生高强度磁场发出高热，加热熔化石英舟内镉金属。当加热达到一定温度后，镉金属熔化，控制感应加热圈移动速度与方向，使感应加热圈从石英舟的首端移动到尾端数次，将镉金属熔化成液态在石英舟中。由于液态镉金属的分配系数不同，杂质会富集在镉锭头部。冷却后，取出镉金属棒料去掉头部含杂部分，其中部为提纯后的高纯镉产品。

本实用新型用于高纯镉提纯感应式水平区熔炉提纯高纯镉具有以下优点：