一种电解炉组的制作方法_3

文档序号:8496642阅读:来源:国知局
[0086]参见图3、图7。
[0087]电解炉,包括进料管1、调整部件3、密封罩4、炉膛5、炉壁6、外壳7、阴极8、阳极9、坩祸10、通道11、夹套水冷却器12、保温层16和防渗绝缘部件20。所述外壳7内依次有保温层16和炉壁6,炉壁6内的空腔形成顶部开口的炉膛5,炉膛5顶部设有密封罩4盖合在保温层16之上。所述炉膛5内设有2块阴极8和4块阳极9。所述各阴极8 —端自外壳7之外穿过外壳7及保温层16、炉壁6竖直悬置于炉膛5内,在外壳7之外的另一端成为接线端81,在炉体外与电源的负极连接;各阴极8分别密封固定于外壳7及保温层16、炉壁6中,阴极8与炉壁6、保温层16及外壳7之间有防渗绝缘部件20。所述调整部件3还包括连杆33,其中调整部件3位于密封罩4之上,连杆33穿过密封罩4与各石墨阳极9连接。所述调整部件3通过所述阳极9呈矩形,卡合在连杆33的下端,在每块阴极8的两侧平行地各悬挂一块阳极9。所述调整部件3控制阳极9升降和/或前后、左右移动,调整部件3还可以控制阳极9绕水平线和/或铅垂线转动。各阴极8下方炉膛5底部各设置一个坩祸10,二坩祸10之间设有连通二坩祸10的通道11。所述夹套水冷却器12安装在外壳7之外的接线端81表面。
[0088]电解镨钕合金时,所述石墨阳极9与电源正极连接,接线端81与电源负极连接。炉膛5内的阴极8浸泡在熔盐等物料中,接通电源后稀土化合物在阴极8上被电解成混合金属液体沿阴极8流下被收集于坩祸10内。需要调整电解炉电压、电流密度等工艺参数时,可以通过调整部件3控制阳极9升降和/或前后移动、转动改变阳极9的有效导电面积、电流密度等调整相应工艺参数,也可以通过调整部件3控制阳极9左右运动改变阴阳两极间的距离达到调整相应工艺参数的目的。
[0089]采用阴极8与阳极9坚直平行布置,有利于反应气体逸出。在每块阴极8的两侧平行地各悬挂一块阳极9,可以单独调整任一块阳极9,便于控制平稳生产。
[0090]必要时,可以控制阳极9连续地进行小幅升降和/或前后移动以搅拌电解质,使电解质更均匀和/或加快气体的逸出。
[0091]设置通道11后,从两阴极8分别电解产生的镨钕合金最终进入同一个坩祸10,可以只从一个坩祸10取出产品,克服了分别从各坩祸10取出产品时需设置多个出炉装置的缺陷,同时提高了产品的一致性。
[0092]以本实施例结构设置多组阴阳极即可实现大型化,与中国专利ZL201320875408.4等配合使用便于实现自动化,并且更加节能,实现清洁生产。
[0093]电解镨钕合金时采用HISFB-10000A高频开关电源,主要工艺技术指标:电解温度1000-1080 °C,电解电流约10000A,电源输出电压6.4V,镨钕合金电单耗5.1kW.h/(kgPrNd)ο
[0094]实施例4
[0095]参见图1、图4。
[0096]电解炉,包括进料管1、调整部件3、密封罩4、炉膛5、炉壁6、外壳7、阴极8、阳极9、坩祸10、保温层16和防渗绝缘部件20。所述外壳7内有炉壁6,炉壁6内的空腔形成顶部开口的炉膛5,炉膛5顶部设有密封罩4。所述炉膛5内设有2块板状阴极8和2块阳极9。所述二阴极8分别从外壳7的两侧相向穿过外壳7及保温层16、炉壁6各有一端悬置于炉膛5内处于同一垂直平面内相互不接触,在外壳7之外的另一端成为各自的接线端81 ;各阴极8分别通过防渗绝缘部件20密封固定于外壳7及保温层16、炉壁6中。所述阳极9呈矩形,大小与二阴极8在炉膛5内的大小相匹配,与调整部件3的连杆33通过螺钉连接,与阴极8平行地悬挂于阴极8的两侧。所述调整部件3可以控制阳极9升降和/或前后、左右运动。所述坩祸10置于炉膛5底部位于二阴极8下方。
[0097]采用2块阴极8在同一平面内相向布置,可以使用更容易取得的较小阴极材料,降低阴极成本。
[0098]电解金属镨时,阳极9与电源正极连接,接线端81在炉体外分别与电源的负极连接。
[0099]电解金属镨时采用HISFB-10000A高频开关电源,主要工艺技术指标:电解温度950-1050 °C,电解电流约10000A,电源输出电压6.3V,金属钕电单耗5.2kff.h/ (kgPr)。
[0100]实施例5
[0101]参见图1、图6、图8。
[0102]电解炉,包括进料管1、调整部件3、密封罩4、炉膛5、炉壁6、外壳7、阴极8、阳极9、坩祸10、冷却器12b、保温层16和防渗绝缘部件20。所述外壳7内自外向内有保温层16和由石墨材料筑成的炉壁6,炉壁6内的空腔形成顶部开口的炉膛5,炉膛5顶部设有密封罩4盖合在保温层16上。所述炉膛5内设有2块阴极8和2块阳极9。所述二阴极8为板状,分别从外壳7的两侧相向穿过外壳7及保温层16、炉壁6处于同一垂直平面内相互固定连接,在炉壁6之外的另一端成为各自的接线端81 ;各阴极8密封固定于外壳7及保温层16、炉壁6中,阴极8与外壳7及保温层16、炉壁6之间有防渗绝缘部件20。所述阳极9呈矩形,大小与二阴极8在炉膛5内的大小相匹配,上端与位于位于密封罩4之上并穿过密封罩4的调整部件3的连杆33下端用螺栓连接,与阴极8平行地悬挂于阴极8的两侧。所述调整部件3可以控制阳极9升降和/或前后、左右运动。所述坩祸10置于炉膛5底部位于阴极8下方。在阴极8的接线端81内有内孔12a,用以通水冷却阴极8的接线端81及位于外壳7及保温层16、炉壁6内的部分阴极8及防渗绝缘部件20。所述冷却器12b设有冷却液进出口(图中未示出)包裹在防渗绝缘部件20的外侧贴紧炉壁6。所述冷却器12b也可以与炉壁6保持适当距离。
[0103]采用2块阴极8在同一垂直平面内相互固定连接,有利于加强阴极8的稳定性。且可以使用更易取得的较短阴极材料。
[0104]在阴极8的接线端81开设内孔12a可以提高对位于炉壁6、保温层16内的接线端81及其附近的部分阴极8等的冷却效果,降低电阻。同时由于炉壁6、保温层16内的接线端81的温度降低,有利于可能沿阴极8渗出的电解质等液体凝固,阻止熔盐等液体渗至外壳之外。
[0105]冷却器12b包裹在防渗绝缘部件20的外侧贴紧炉壁6可以有效冷却防渗绝缘部件20及炉壁6,进一步强化阻止电解质等液体渗出的效果。
[0106]电解金属钕时采用HISFB-10000A高频开关电源,阳极9与电源正极连接。二接线端81可以分别与电源的负极连接,也可以只有一个接线端81与电源的负极连接。二接线端81分别与电源的负极连接时可以降低接线端81及导线的电流。
[0107]主要工艺技术指标:电解温度1030-1100 °C,电解电流约10000A,电源输出电压6.4V,金属钕电单耗 5.1kff.h/ (kgNd) ο
[0108]实施例6
[0109]参见图3、图9、图10。
[0110]电解炉,包括进料管1、调整部件3、密封罩4、炉膛5、炉壁6、外壳7、阴极8、阳极9、坩祸10、夹套水冷却器12、引流板15、保温层16和防渗绝缘部件20。所述外壳7内依次有保温层16和炉壁6,炉壁6内的空腔形成顶部开口的炉膛5,炉膛5顶部设有密封罩4盖合在保温层16上。所述炉膛5内设有3块阴极8和6块阳极9。所述各阴极8由金属板制成,一端自外壳7之外穿过外壳7、保温层16及炉壁6竖直布置置于炉膛5内到达对侧炉壁6中并有防渗绝缘部件20将各阴极8与炉壁6隔离;在外壳7之外的另一端成为接线端81 ;各接线端81密封固定于外壳7、保温层16及炉壁6中,各接线端81与外壳7、保温层16及炉壁6之间均有防渗绝缘部件20。所述引流板15由金属材料制成,共6件,分别位于炉膛5内各防渗绝缘部件20及阴极8下方,自防渗绝缘部件20下的炉壁6向坩祸10倾斜,止于坩祸10内壁内的上方。所述阳极9由多块石墨拼接呈矩形,与调整部件3的连杆33可拆卸连接,在每块阴极8的两侧平行地各悬挂一块阳极9。所述调整部件3可以控制阳极9升降和/或前后、左右运动。各阴极8下方炉膛5底部各设置一个坩祸10。所述夹套水冷却器12a安装在外壳7之外的接线端81表面。在阴极8的接线端81内还预置有铜管12b,用以通水冷却阴极8的接线端81及位于炉壁6、保温层16处的部分阴极8、防渗绝缘部件20。
[0111]阴极8在炉膛内的一端固定于接线端81对侧的炉壁6中改善了自身重力对阴极8影响的状况,减小了阴极8在工作时因自身重力变形的可能性。
[0112]引流板15可以将在阴极8上靠近炉壁6落下的稀土金属引入坩祸10中,避免在坩祸10内壁垂线之外与炉壁6之间的阴极8生成的稀土金属及阴极8在安装、使用过程中造成的变形,使得稀土金属产品沿变形的阴极8流至坩祸10之外,造成与构筑炉壁6的石墨材料直接接触后稀土金属产品碳含量增加而致使产品质量下降的缺陷。通常落在坩祸10之外的稀土金属或合金产品的碳含量可以由约0.02被%增加至约0.1wt%,将严重影响产品质量。
[0113]电解镨钕合金时采用HISFB-15000A高频开关电源,各阳极9分别与电源正极连接。各阴极8分别与电源的负极连接。主要工艺技术指标:电解温度1000-1080°C,电解电流约15000A,电源输出电压6.2V,镨钕合金电单耗5kW.h/ (kgPrNd)。
[0114]实施例7
[0115]参见图3、图11。
[0116]电解炉,包括进料管1、调整部件3、密封罩4、炉膛5、炉壁6、外壳7、阴极8、阳极9、坩祸10、夹套水冷却器12、引流板15、保温层16和防渗绝缘部件20。所述外壳7内有炉壁6,炉壁6内的空腔形成顶部开口的炉膛5,炉膛5顶部设有密封罩4。所述炉膛5内设有3块阴极8和6块阳极9。所述各阴极8分别由多根矩形金属棒叠合制成,两端分别焊接成一体,两端分别穿过外壳7及炉壁6竖直布置;在外壳7之外的任一端均可成为接线端81与电源的负极连接;各阴极8密封固定于炉壁6中,各阴极8两端与炉壁6及外壳7之间均有防渗绝缘部件20。所述引流板15由金属材料制成,共6件,分别位于炉膛5内各防渗绝缘部件20及阴极8下方,自防渗绝缘部件20向坩祸10倾斜,止于坩祸10内壁上方。所述阳极9呈矩形,上端与调整部件3连接,在每块阴极8的两侧平行地各悬挂一块阳极9。所述阳极9通过导线与电源正极连接。所述调整部件3可以控制阳极9升降和/或前后、左右运动。各阴极8下方炉膛5底部各设置一个坩祸10。所述夹套水冷却器12安装在外壳7之外的接线端81表面。
[0117]矩形棒状金属易取得,强度大,制作及安装方便,使用可靠。
[0118]电解镨钕合金时采用HISFB-15000A高频开关电源,主要工艺技术指标:电解温度1000-1080 °C,电解电流约15000A,电源输出电压6.1V,镨钕合金电单耗4.9kW.h/(kgPrNd)ο
[0119]实施例8
[0120]参见图1、图5、图8。
[0121]电解炉,包括进料管1、调整部件3、密封罩4、炉膛5、炉壁6、外壳7、阴极8、阳极9、坩祸10、冷却器12b、保温层16和防渗绝缘部件20。所述外壳7内自外向内有保温层16和由石墨材料筑成的炉壁6,炉壁6内的空腔形成顶部开口的炉膛5,炉膛5顶部设有密封罩4盖合在保温层16上。所述炉膛5内设有I块阴极8和2块阳极9。所述阴极8为板状,两端分别穿过外壳7及保温层16、炉壁6在外壳7之外成为两个接线端81 ;二接线端81分别密封固定于两侧的外壳7及保温层16、炉壁6中,阴极8与外壳7及保温层16、炉壁6之间有防渗绝缘部件20。所述阳极9呈矩形,与阴极8在炉膛5内的大小相匹配,与位于位于密封罩4之上的调整部件3的穿过密封罩4的连杆33用螺栓连接
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