一种蒸馏金属钐用分体式钼坩埚的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种蒸馏金属钐用分体式钼坩埚，特别适应于单炉产200kg以上金属钐的规模化生产，属于稀土冶炼设备。本实用新型包括至少两节相互嵌套在一起的钼套筒，置于最上方的钼套筒上盖有钼导流帽。本实用新型采用分体式钼套筒嵌套在一起，首次实现了反应钼坩埚的分体组合生产操作，使钼坩埚整体容量扩大，降低了制造成本，实现了金属钐单炉产能的工业化和大型化，避免了传统的整体坩埚装炉、出炉和吊装负载大的问题，延长了反应区高度和径向宽度。钼套筒由钼板铆接方式接缝，钼粉热喷塗补漏，解决了钼制品焊口应力应变损坏及分体坩埚、套筒间的密封问题，同时也避开了大幅钼板制造上的困难，钼坩埚全部采用现加工厂可生产的小幅钼板制造。由于钼坩埚为分体式坩埚，解决了装炉和出渣困难的问题，实现了镧热还原法大容量、高效率、低成本、方便操作的生产目的。
【专利说明】一种蒸馏金属钐用分体式钼坩埚
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种蒸馏金属钐用分体式钥坩埚，特别适应于单炉生产200kg以 上的金属钐，属于稀土冶炼设备。 技术背景
[0002] 稀土金属钐、铕、镱、铥的提取是在真空条件下，进行镧热还原的工艺方法。高温、 高真空度条件下，钐、铕、镱、铥在坩埚内形成金属蒸汽，在接收器冷凝结晶，要求坩埚具有 密封性能，防止金属蒸汽逸出，同时要求坩埚材料要抗高温金属蒸汽的腐蚀。
[0003] 1，小规模生产（5kg_10kg/炉次）金属钐均采用粉末冶金方法制造的钥坩埚，当单 炉生产金属钐的规模扩大时，由于坩埚体积增大，粉末冶金制造方法已不能完成坩埚制造。
[0004] 2,近期虽然出现了强度、韧性、焊接性能均好的铌材质坩埚，但价格昂贵，限制了 推广使用，且此坩埚为整体坩埚的设计结构，给装料、出炉和清渣带来困难，限制了炉容的 扩大。
[0005] 3,以钥板、铌板焊接的坩埚在高温条件下，晶体结构发生变化，坩埚钥、铌母材与 焊缝钥材料在应力应变作用下，形成贯通型焊缝开裂，短期就造成坩埚损坏。
[0006] 4,在高温下坩埚底部要承担炉料重量和炉料腐蚀，出炉吊出坩埚时底部承重，焊 接钥、铌材料易发生脆断和脆裂，导致坩埚底部损坏而不能使用。
[0007] 5,粉末冶金坩埚壁厚、单重大，5-10kg/炉次的金属钐规模，坩埚+炉料约30kg重 量，要人工一次装入、取出，并且要人工精确定位，否则会损坏发热体。焊接类容量较大的整 体坩埚(钥、铌)高度大于1米，给装料和取出残渣带来很多的不便.操作起来同样要求精确 定位。
【发明内容】
[0008] 本实用新型的目的在于提供一种分体设计，低成本、高效率、长寿命和使用方便的 一种蒸馏金属钐用分体式钥坩埚。
[0009] 技术解决方案
[0010] 本实用新型包括至少两节相互嵌套在一起的钥套筒，置于最上节的钥套筒上盖有 钥导流帽，最底节的钥套筒底部设有底盘。
[0011] 所述钥套筒由钥板卷成圆形套筒，钥套筒接缝处铆接，接缝处涂有钥粉进行补漏。
[0012] 所述钥套筒通过笼屉式嵌套组合，嵌套处采用高熔点化合物粉填充密封。
[0013] 本实用新型改变了粉末冶金方法制造整体钥坩埚重量大、容量小的限制，特别适 合大型（> 200kg金属钐/炉)高温蒸馏设备进行稀土金属(钐、铕、镱、铥)的镧热还原法生 产，采用相对廉价的轧制3mm厚钥板坩埚材料，避免了使用钨、钽、铌高价稀有金属，降低了 制造成本，采用笼屉式嵌套吻合设计和抗高温填充材料密封坩埚，（每层连接处填充密封)。 与传统的金属钐生产工艺相比，本实用新型可实现生产金属钐的大型化和规模化生产。适 用于中频感应电源加热和碳管电阻加热两种加热方式，提高了生产效率，大幅降低了坩埚 消耗的生产成本。可实现分体式装料、出炉，克服了传统装料及清渣的困难。可拆卸分体式 结构坩埚。从根本上消除了坩埚整体吊装入炉、出炉的重量负载，提高了安全性和坩埚的使 用寿命。
[0014] 本实用新型的特点：
[0015] 1、本实用新型采用分体式钥套筒嵌套多节组合在一起，避免了整体坩埚局部损坏 整体报废的问题，多节配置仅更换损坏节即可，不会发生整体报废的状况。并可适用于不同 高温区长度的蒸馏炉，径向直径亦可简单放大适应高温区的需要，使钥坩埚整体容量扩大， 降低坩埚制造成本1/2,消除了粉末冶金钥坩埚容器对单炉产能的限制，实现了单炉产能大 于200kg金属杉的目标。
[0016] 2、由于钥坩埚体由分体钥套筒采用笼屉式嵌套结构，每节钥套筒高度可根据钥板 材和入炉、出炉方便设置，首次实现了反应钥坩埚的分体生产操作，避免了反应钥坩埚整体 装炉出炉吊装负载大的问题，延长了反应区高度和容量。
[0017] 3、钥套筒由钥片铆接方式接缝，钥粉热喷塗补漏，解决了钥制品焊口应力应变损 坏；钥套筒采用沟槽方式相互嵌套，采用高熔点化合物粉填充密封结构，解决了分体坩埚、 套筒间的密封问题。
[0018] 4、由于钥坩埚为分体式坩埚，解决了装炉和出渣的问题，实现了简化操作方法、 提高生产效率的目的，达到了操作方便和高效率的生产目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为对比例真空碳管炉示意图；
[0020] 图2为本实用新型蒸馏炉结构示意图；
[0021] 图3为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1传统的钥坩埚实施例(对比例）
[0023] 1、传统的粉末冶金钥坩埚生产效率很低，坩埚厚度10mm，〇180mmX350mm;坩埚 重量：21kg;加9kg氧化钐，9kg金属镧屑；产出7kg金属钐。入炉要靠人工平稳将21kg坩 埚装入，出炉要将近32kg物料坩埚取出，稍不平稳即损坏外围石墨发热体。再扩大坩埚容 量受粉末冶金工艺方法限制。
[0024] 设备：C-25真空碳管炉、测温：光学高温计
[0025] 配料:氧化钐9kg;金属镧切屑9kg;-混合一压型：#70mmX30-40mm- 人工将21kg坩埚装入真空碳管炉内一装入压型原料一加盖金属接收器一一 取出冷凝金属接收器一人工取出坩埚及残渣（32kg)-清理出坩埚内残渣一产 出金属钐7. 25kg
[0026] 参见图1，1交流单相电源（36V、700_1000A) 2真空炉下封头3密封圈4隔热 屏
[0027] 5碳管加热体(石墨发热体）6坩埚7冷凝收集器8真空上封头（坩埚与石 墨发热体间隙20-25mm)
[0028]
【权利要求】
1. 一种蒸馏金属钐用分体式钥坩埚，其特征在于，包括一个带底盘的钥套筒，和至少两 节相互嵌套在一起的钥套筒，置于最上节的钥套筒上盖有钥导流帽；所述钥套筒由钥板卷 成圆形套筒，钥套筒接缝处铆接，接缝处涂有钥粉；钥套筒通过笼屉式嵌套组合，嵌套处采 用高熔点化合物粉填充密封。
【文档编号】C22B5/16GK204251678SQ201420523936
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月13日 优先权日:2014年9月13日
【发明者】雷忠, 侯长春, 王东, 陈二喜, 刘志刚, 王延军, 雷强, 李建林 申请人:包头市三隆稀有金属材料有限责任公司