用于生产稀土铁合金的电解槽用阴极装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于生产稀土铁合金的电解槽用阴极装置，应用于稀土金属生产中。

背景技术：

熔盐电解是生产单一稀土金属、混合稀土金属及稀土合金的主要方式。其主要采用氟化物熔盐电解体系，使用的装置主要是3000～8000安的中型电解槽和万安以上的大型电解槽，其槽型结构根据阴阳极分布特点分为两种，阴阳极纵向分布式和横向分布式。当前工业生产中，主要采用阴阳极横向分布式的上插式电解槽，其阴极分为两种，一种是不耗阴极，采用钨棒或钼棒，用于生产稀土金属钕、镨钕等；另一种是自耗阴极，主要采用铁棒，用于生产稀土铁合金。

目前生产镝铁、钬铁、钆铁等稀土铁合金的电解槽使用的阴极主要是纯铁棒。在电解过程中，阴极铁棒不断被消耗，在阴极表面与稀土金属形成合金。在阴极被消耗的过程中，会慢慢形成一个细细锥形棒尖，这样会严重阻碍稀土电解过程，极大地增加了阴阳极间距和阴极电阻，造成槽电压不断升高，电能消耗增大，电流效率大大降低，同时熔盐温度不断升高，阴极铁棒溶解消耗加快，在成本增加的同时产品合格率也很低。为了缓解这个问题，需要用把阴极棒从熔盐中取出来，再采用人工的方式冒着高温烫伤的风险剪掉锥形阴极铁棒尖，再调节升降机，重新将阴极棒插入预设的深度进行电解，大大增大了电解操作难度。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能够保持稳定的阴阳极间距，保证槽电压和能耗稳定、避免熔盐温度升高和阴极快速溶解，在降低成本的同时提升合格率，保证稀土电解过程顺利进行、生产安全的用于生产稀土铁合金的电解槽用阴极装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于生产稀土铁合金的电解槽用阴极装置，包括安装支架，所述安装支架上设有阴极固定臂，所述阴极固定臂通过定位部件固定在安装支架上，且阴极固定臂前端部安装阴极管，所述阴极管的中轴线与阴极固定臂的长度方向垂直。

优选的，所述定位部件包括套筒和顶紧手柄，所述套筒焊接在阴极固定臂的端部，且套在安装支架上，顶紧手柄前端的螺柱从外部穿过套筒，并顶在安装支架上。

优选的，所述阴极管为圆管形，且内径d₁与外径d₂的关系为

优选的，所述阴极管由纯铁制成。

进一步的，还包括升降机构，所述升降机构包括可调低速电机，所述可调低速电机设在安装支架底部的平台上，且可调低速电机的飞轮上缠绕设有驱动绳，驱动绳引出后经安装支架上方的两个定滑轮Ⅰ后穿过阴极固定臂上表面的两个定滑轮Ⅱ，再经过安装支架顶端的定滑轮Ⅲ后连接至阴极固定臂末端与安装支架相连接的位置。

优选的，所述安装支架底部设有万向滚轮。

本实用新型结构精巧，阴极管在基本不增大阴极电阻的情况下，可以有效消除传统铁棒阴极电解过程中形成的锥形棒尖，从而始终维持合理的阴阳极间距，保持槽电压相对稳定，不会有多余的能耗，从而减小了熔盐电解的温度波动，提升了稀土电解的电流效率，在降低能耗的同时避免了阴极的快速溶解损耗、在避免浪费的同时提升了产品合格率；在这个过程中，不用人工剪切高温的铁棒尖，生产中仅依靠升降过程调节阴极插入熔盐的深度即可，大大降低了劳动强度，实现了安全生产。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型采用的阴极管示意图；

图3是阴极管插入熔盐电解逐步消耗的剖面图；

图4是现有阴极插入熔盐消耗后的结构示意图；

图中，1.安装支架，2.阴极固定臂，3.阴极管，4.套筒，5.顶紧手柄，6.万向滚轮，7.平台，8.可调低速电机，9.驱动绳，11.定滑轮Ⅰ，12.定滑轮Ⅱ，13.定滑轮Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种用于生产稀土铁合金的电解槽用阴极装置，包括安装支架1，所述安装支架1上设有阴极固定臂2，所述阴极固定臂2通过定位部件固定在安装支架1上，且阴极固定臂2端部安装阴极管3，所述阴极管3的中轴线与阴极固定臂2的长度方向垂直。

生产过程中，将阴极管3固定在阴极固定臂2上，并通过调整定位部件将阴极管3插入熔盐中预设的深度，即可进行电解过程。在这一过程中，如图3所示，阴极管3的管壁会被逐步消耗，管壁逐步变薄，管体长度变小，但不会像传统的阴极棒那样形成图4示出的锥形棒尖，从而始终维持合理的阴阳极间距，保持槽电压相对稳定，不会有多余的电能消耗，从而减小了熔盐电解的温度波动，提升了稀土电解的电流效率，在降低能耗的同时稳定的温度也避免了阴极的快速溶解损耗、在避免浪费的同时有效提升了产品合格率。在电解的过程中不需要人工剪切电极，间隔一段时间通过定位部件调整阴极固定臂2在安装支架1上的位置，使阴极固定臂2向下平移保证阴极管3在熔盐中的深度稳定即可。

优选的，所述定位部件包括套筒4和顶紧手柄5，所述套筒4焊接在阴极固定臂2的端部，且套在安装支架1上，顶紧手柄5前端的螺柱从外部穿过套筒4，并顶在安装支架1上。采用这样的方式即可将阴极固定臂2固定在安装支架1上，且阴极固定臂2在安装支架1上的位置可以自由调节，松开顶紧手柄5，将套筒4顺着安装支架1移动到需要的位置，直至阴极管3插入熔盐中预设的深度，然后旋入顶紧手柄5，顶住安装支架1，即可进行电解。

优选的，所述阴极管3为圆管形，且内径d₁与外径d₂的关系为经试验证实，采用这样的形状和尺寸能够保证稳定的电解速度。

优选的，所述阴极管3由纯铁制成。

优选的，还包括升降机构，所述升降机构包括可调低速电机8，所述可调低速电机设在安装支架1底部的平台7上，且可调低速电机8的飞轮上缠绕设有驱动绳9，驱动绳9引出后经安装支架1上方的两个定滑轮Ⅰ11后穿过阴极固定臂2上表面的两个定滑轮Ⅱ12，再经过安装支架1顶端的定滑轮Ⅲ13后连接至阴极固定臂2末端与安装支架1相连接的位置。需要调节阴极固定臂2的高度时，启动可调低速电机8，控制可调低速电机8运转，通过驱动绳9依次带动定滑轮Ⅰ11、定滑轮Ⅱ12和定滑轮Ⅲ13转动，并最终能够带动阴极固定臂2上下移动，从而不需要人力驱动阴极固定臂2向下平移，在杜绝危险发生的同时保证了阴极管3在熔盐中的深度稳定。

优选的，所述安装支架1底部设有万向滚轮6。安装支架1可以根据生产要求依靠万向滚轮6移动到电解槽旁边进行电解。