本发明涉及高纯度金属铸锭生产技术领域，具体涉及一种高纯锌铸锭生产工艺。
背景技术：
高纯锌锭是指锌含量为99.999%-99.99999%的块状金属，它的主要用途用于制备化合物半导体材料、还原剂、电子工业等。目前高纯锌锭因需求小，根据客户要求定制，规格不一，规格价格高，特别是6n以上纯度高纯锌锭，无法采用现行工业方法连续生产，采用常规浇铸方法生产时，存在气孔多，内部夹渣，污染物多，纯度降低，缩孔深，成材率低，甚至产品纯度和结构不合格。
如何设计一种方法合理可行，设计巧妙，高纯锌铸锭生产效果理想，铸锭内部结构致密，无气孔、夹渣，缩孔浅，成材率高，改变模具可灵活生产不同形状的铸锭的高纯锌铸锭生产工艺是目前需要解决的问题。
技术实现要素：
为了解决现有高纯锌锭因需求小，根据客户要求定制，规格不一，规格价格高，特别是6n以上纯度高纯锌锭，无法采用现行工业方法连续生产，采用常规浇铸方法生产时，存在气孔多，内部夹渣，污染物多，纯度降低，缩孔深，成材率低，甚至产品纯度和结构不合格等技术问题，本发明提供一种高纯锌铸锭生产工艺，来实现方法合理可行，设计巧妙，高纯锌铸锭生产效果理想，铸锭内部结构致密，无气孔、夹渣，缩孔浅，成材率高，改变模具可灵活生产不同形状的铸锭的目的。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高纯锌铸锭生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，将高纯锌加入模具内，盖上盖板，插入通气管对模具内通入高纯度惰性气体，盖上保温石墨毡；
步骤二，采用中频感应加热线圈对模具内的物料进行加热至熔化状态；
步骤三，待物料完全熔化后逐渐缓慢上升中频感应加热线圈（或相对下降模具），使模具向下逐渐引出线圈加热区，直至中频感应加热线圈的下沿与模具内锌液液面保持同一高度，停止下降模具，降低中频感应加热线圈的加热功率开始保温，保持锌液面为不凝固状态；
步骤四，将离开中频感应加热线圈加热区的部分模具进行降温，使模具及其内部锌液自下向上逐渐凝固；
步骤五，待中频感应加热线圈下沿的模具温度低于锌的凝固点10-20℃时，停止加热，继续进行降温使模具内锌液液面凝固，以减小缩孔；
步骤六，等模具内锌液待完全凝固后，取出模具放置一旁继续降温至100℃以下方可开模取锭，以防止锌锭高温氧化、变形。
所述步骤一中使用的模具为石墨模具。
所述步骤一中使用的惰性气体为氩气或氮气。
所述步骤四中采用的降温方式为风冷降温或冷凝盘水冷降温方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明采用区熔和定向凝固原理相结合进行铸锭，高纯锌铸锭生产效果理想，铸锭内部结构致密，无气孔、夹渣、纯度不会降低，缩孔很浅，成材率高；
2）待中频感应加热线圈下沿的模具温度低于锌的凝固点10-20℃时，停止加热，继续进行降温使模具内锌液液面凝固，以减小缩孔；
3）等模具内锌液待完全凝固后，取出模具放置一旁继续降温至100℃以下方可开模取锭，以防止锌锭高温氧化、变形；
4）步骤一中使用的模具为石墨模具，石墨模具不易碎，加工精度高，出锭顺畅；
5）本发明从实际需要出发，根据客户要求定制，高纯锌铸锭生产效果理想，铸锭内部结构致密，无气孔、夹渣，缩孔浅，成材率高，改变模具可灵活生产不同形状的铸锭，提高了企业效益。
附图说明
图1是本发明工艺所用设备剖视结构示意图；
图中标记：1、模具，2、盖板，3、通气管，4、保温石墨毡，5、中频感应加热线圈，6、线圈升降支架，7、底座，8、冷凝盘，9、模具升降托架，10、锌液。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种高纯锌铸锭生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，将高纯锌加入模具1内，盖上盖板2，插入通气管3对模具1内通入高纯度惰性气体，盖上保温石墨毡4；
步骤二，采用中频感应加热线圈5对模具1内的物料进行加热至熔化状态；
步骤三，待物料完全熔化后，使用线圈升降支架6逐渐缓慢上升中频感应加热线圈5或者利用模具升降托架9下降，使模具1向下逐渐引出线圈加热区，直至中频感应加热线圈5的下沿与模具1内锌液10液面保持同一高度，停止下降模具1，降低中频感应加热线圈5的加热功率开始保温，保持锌液10液面为不凝固状态；
步骤四，将离开中频感应加热线圈5加热区的部分模具1进行降温，模具1底部设置底座7，底座7下方设置有冷凝盘8，使模具1及其内部锌液自下向上逐渐凝固；
步骤五，待中频感应加热线圈5下沿的模具1温度低于锌的凝固点10-20℃时，停止加热，继续进行降温使模具1内锌液液面凝固，以减小缩孔；
步骤六，等模具内锌液10待完全凝固后，取出模具1放置一旁继续降温至100℃以下方可开模取锭，以防止锌锭高温氧化、变形。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、完善和限定：如所述步骤一中使用的模具1为石墨模具。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、完善和限定：如所述步骤一中使用的惰性气体为氩气或氮气。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、完善和限定：如所述步骤四中采用的降温方式为风冷降温或冷凝盘水冷降温方式。
实际操作中，如材料无特殊要求，不宜使用石英模具，因金属密度大，石英易碎，加工精度低，出锭不顺，使用效果不如石墨模具。
感应加热不宜选用高频感应加热，因高频感应加热对模具的加热作用在表层，造成石墨模具表面过热发红，石墨模具氧化过快，使用寿命很短。中频感应加热线圈高度选择为模具的一半左右较为合适，有利与补缩，减小缩孔。
经过试验,该工艺还可适用于熔点低于650度的其它低熔点高纯金属材料铸锭，如铅、锡、锑、镉、铋、铟等,均可采用上述工艺进行高纯铸锭加工，且加工效果良好。
本发明方法合理可行，设计巧妙，高纯锌铸锭生产效果理想，铸锭内部结构致密，无气孔、夹渣，缩孔浅，成材率高，改变模具可灵活生产不同形状的铸锭，解决现有高纯锌锭因需求小，根据客户要求定制，规格不一，规格价格高，特别是6n以上纯度高纯锌锭，无法采用现行工业方法连续生产，采用常规浇铸方法生产时，存在气孔多，内部夹渣，污染物多，纯度降低，缩孔深，成材率低，甚至产品纯度和结构不合格等技术问题，对现有技术来说，具有很好的市场前景和发展空间。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
1.一种高纯锌铸锭生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将高纯锌加入模具内，盖上盖板，插入通气管对模具内通入高纯度惰性气体，盖上保温石墨毡；
步骤二，采用中频感应加热线圈对模具内的物料进行加热至熔化状态；
步骤三，待物料完全熔化后逐渐缓慢上升中频感应加热线圈（或相对下降模具），使模具向下逐渐引出线圈加热区，直至中频感应加热线圈的下沿与模具内锌液液面保持同一高度，停止下降模具，降低中频感应加热线圈的加热功率开始保温，保持锌液面为不凝固状态；
步骤四，将离开中频感应加热线圈加热区的部分模具进行降温，使模具及其内部锌液自下向上逐渐凝固；
步骤五，待中频感应加热线圈下沿的模具温度低于锌的凝固点10-20℃时，停止加热，继续进行降温使模具内锌液液面凝固，以减小缩孔；
步骤六，等模具内锌液待完全凝固后，取出模具放置一旁继续降温至100℃以下方可开模取锭，以防止锌锭高温氧化、变形。
2.如权利要求1所述的一种高纯锌铸锭生产工艺，其特征在于：所述步骤一中使用的模具为石墨模具。
3.如权利要求1所述的一种高纯锌铸锭生产工艺，其特征在于：所述步骤一中使用的惰性气体为氩气或氮气。
4.如权利要求1所述的一种高纯锌铸锭生产工艺，其特征在于：所述的步骤四中采用的降温方式为风冷降温或冷凝盘水冷降温方式。
技术总结