一种连续悬浮式电解装置的制作方法

本发明涉及一种冶金装置，尤其涉及一种连续悬浮式电解装置。

背景技术：

现在冶金行业生产中，会使用到密度较小的金属与密度较大的金属混配的合金，目前生产方式主要有二种，一种是先生产好密度较小的金属和密度较大的金属，然后再按一定的比例加入炉中熔化搅拌均匀浇铸成锭，再使用，这种方法成本高，再者不适用于密度相差大且熔点相差又大的金属间混配生产合金，第三是不能连续生产。另一种是采用悬浮法电解生产，即在方形或圆形石墨槽中，先熔化熔盐体系，再将密度较轻的金属加入熔盐体系中熔化并悬浮在熔盐体系上面，然后将阴极与悬浮的金属液体接触，形成液态阴极，同时将另一种金属的氧化物加入石墨槽内，通电电解，当达到工艺所需配比后，提起阴极，将合金舀出浇铸成锭，然后再重复上述操作再次电解生产，这种方法虽降低了生产成本，但生产同样不能连续，再者电解反应主要在熔盐体系上面，会导致下部熔盐温度下降影响电解效率，第三是不能精确控制每次电解合金的质量。

鉴于上述问题，有必要提供一种能连续生产的电解装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种操作简单、控制精确、能连续生产且自动化程度高电解装置。

为实现前述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种连续悬浮式电解装置，所述电解装置包括炉体、石墨槽、阴极、喂线机、给料机和排料装置，其特征在于，所述电解装置还包括温度测量装置、电阻率测量装置和控制系统；

所述排料装置用于将电解形成于所述石墨槽的收容腔内的合金液取出；

所述温度测量装置至少用于获取所述合金液的温度信息，所述电阻率测量装置用于获取所述合金液的电阻信息；

所述喂线机、给料机、排料装置、温度测量装置和电阻率测量装置均与所述控制系统连接，所述控制系统至少用于获取并处理所述温度信息和电阻信息，并向所述喂线机、给料机和排料装置反馈控制指令。控制系统如plc或者工业微机等。

进一步地，所述电阻率测量装置为探针式电阻率测量仪。

进一步地，所述石墨槽设于所述炉体内，并与电源的正极连接，所述石墨槽具有侧壁和底壁，所述侧壁和底壁围设形成收容腔。

优选的，所述阴极设于所述收容腔的上侧，并与电源的负极连接，所述阴极与所述升降机构连接并按照控制系统指令控制阴极的升降。

进一步地，所述喂线机设于所述炉体的一侧，用于将金属线喂入所述收容腔内。

优选的，所述给料机邻近所述炉体设置，用于将物料送入所述收容腔中。

进一步地，所述电解装置还包括升降机构，所述升降机构与所述控制系统连接，所述阴极与所述升降机构连接，所述阴极在升降机构的作用下可以上下移动。

进一步地，所述电解装置还包括电压测量装置，所述电压测量装置用于获取所述阴极与合金液之间的电压信息，并将所述电压信息反馈至控制系统，控制系统通过控制调节升降机构，使阴极与合金液之间的电压保持一致。

进一步地，所述喂线机上还设有输线管，所述输线管的一端与喂线机的出线口连接，另一端延伸至收容腔内，所述金属线通过所述输线管导入收容腔内。

进一步地，所述输线管上设有第一加热装置，所述第一加热装置与所述控制系统连接，并用于加热所述输线管。

进一步地，所述温度测量装置还用于获取所述输线管的温度信息。

进一步地，所述电解装置还包括输液管，所述输液管的一端设于所述石墨槽内，所述输液管另一端与所述排料装置连接，通过该输液管经由排料装置将合金液排出。

进一步地，所述输液管上还设有第二加热装置，所述第二加热装置与所述控制系统连接，并用于加热所述输液管。

进一步地，所述温度测量装置还用于获取所述输液管的温度信息。

如前所述的温度测量装置可以为温度传感器等，分别用于对前述的温度信息进行获取。

进一步地，所述阴极为板状，这样既增加了与合金液的接触面积，避免阴极与合金液间的电流局部过大影响电解，又可使金属液与石墨阳极间的距离均匀，保证电解效率与产品质量。

进一步地，所述物料熔化后形成的熔盐的密度大于所述合金液的密度。

进一步地，所述控制系统可以设置到炉体上，也可以置于控制箱内，而与其他子系统电连接。

本发明有益效果:

本发明通过控系统的实时调节，使合金液温度保持恒定，并通过实时测量合金液的电阻与预设参数对比，来判断合金液质量是否合格，然后通过控制系统进一步对合金液生产原料的加入量和加入速度进行实时调节，使得合金液能连续生产；本发明提供的电解装置还具有操作简单、控制精确等优点。

附图说明

图1为具有本发明电解装置的一种实施例的示意图；

附图标记：1、炉体；2、石墨槽；3、熔盐；4、线架；5、喂线机；6、输线管；7、给料机；8、升降机构；9、阴极；10、控制系统；11、排料装置；12、输液管；13、合金液。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。在所示出的实施例中，方向表示即上、下、左、右、前和后等是相对的，用于解释本申请中不同部件的结构和运动是相对的。当部件处于图中所示的位置时，这些表示是恰当的。但是，如果元件位置的说明发生变化，那么认为这些表示也将相应地发生变化。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1所示，一种连续悬浮式电解装置，包括炉体1、石墨槽2、线架4、喂线机5、给料机7、升降机构8、阴极9、控制系统10、排料装置11、输液管12、温度测量装置、电阻率测量装置和电压测量装置。其中，所述炉体1的内壁围设形成一个具有上部开口的内腔，所述炉体1的形状并未特别限定，优选为长方体状或圆柱体状。进一步地，在所述炉体1的内腔开口处还可以设置一个盖体，所述盖体的设置可以保护炉体1内的电解氛围。

所述石墨槽2设于所述内腔内，并与电源的正极连接，所述石墨槽2具有侧壁和底壁，所述侧壁和底壁围设形成一收容腔，对所述石墨槽2的形状并未特别限定，优选为长方体状或圆柱体状，合适的形状选择可以使得金属线在被熔化成金属液后，再被排料装置11抽取有足够的时间，即有足够的电解合金化时间。所述喂线机5安装于炉体1的上侧，所述喂线机5上设有输线管6；所述输线管6的一端与喂线机5的出线口连接，另一端延伸至石墨槽2的收容腔内，并靠近石墨槽2的右侧内壁设置；在喂线机5的一侧还设有线架4，所述线架4用于安装金属线。

所述给料机7安装于炉体1的上侧，给料机7的出料口处设有输料装置，所述输料装置延伸至石墨槽2的收容腔内，给料机7通过输料装置可以将需要电解的物料输送至石墨槽2的收容腔中。所述输液管12的一端与排料装置11连接，另一端设于远离所述输线管6，并靠近石墨槽2的左侧内壁处设置。

所述阴极9设于所述收容腔的上侧，并与电源的负极连接，阴极9与升降机构8连接，阴极9在升降机构8的驱动下可以在竖直方向上上下移动，使得阴极9可以伸入所述收容腔内；所述阴极9为板状，可以是长方形板状、椭圆形板状或者圆形板状等，通过设置成板状结构既增加了与合金液的接触面积，避免阴极与合金液间的电流局部过大影响电解，又可使合金液与石墨阳极间的距离均匀，保证电解效率与产品质量。

在所述输线管6的外侧设有第一加热装置，所述第一加热装置用于对输线管6进行加热；所述输液管12的外侧设有第二加热装置，所述第二加热装置用于对输液管12进行加热。

所述温度测量装置的温度探头分别设于所述收容腔、输线管6和输线管12中，用于获取收容腔中的熔盐3(熔盐3由需要电解的物料熔化形成)和合金液13的温度，以及输线管6和输线管12中的温度信息。所述电阻率测量装置的电阻探头安装于输液管12的两端和石墨槽2的收容腔内，用于获取合金液13的电阻信息。所述电压测量装置的电压探头设于所述阴极9和收容腔中，用于获取阴极9和合金液13之间的电压信息。所述温度测量装置、电阻率测量装置、电压测量装置、第一加热装置、第二加热装置、喂线机、给料机、排料装置、升降机构和炉体，均与控制系统10连接；控制系统10可以用于获取所述温度信息、电阻信息和电压信息，并对所述获取的信息进行分析处理，然后根据处理结构反馈控制指令到温度测量装置、电阻率测量装置、电压测量装置、第一加热装置、低二加热装置、喂线机5、给料机6、排料装置11、升降机构8和炉体1上，进而对连接于控制系统10上进行控制调节。

使用时，将金属线设于线架4上，并将金属线的一端安装于喂线机5上；再将需要电解的物料通过给料机6加入到石墨槽2的收容腔中；然后接通电源使收容腔中的物料加热熔化形成熔盐3；启动控制系统10，控制调节炉体1、第一加热装置和第二加热装置，使收容腔中的熔盐3、输线管6和输液管12的温度分别达到预设的温度参数，并使温度保持恒定；接着启动喂线机5将金属线送入输线管6中，并通过输线管6的预热后将金属线导入到熔盐3中，金属线在熔盐3的作用熔化成金属液，由于所用的金属线的密度小于熔盐3的密度，金属线熔化后形成的金属液将悬浮于熔盐3上；然后控制升降机构8使阴极9下降，并伸入到金属线熔化形成的金属液中，使阴极9与金属液接触良好，并开始电解形成合金液13。在电解过程中，电压测量装置实时监测阴极9和合金液13之间的电压信息，并反馈至控制系统10，控制系统10将获取的电压信息与预设的电压参数做比较，并通过调节阴极9与合金液13的接触程度来使所述电压信息与预设的电压参数保持一致；电阻率测量装置实时监测合金液13的电阻信息，并反馈至控制系统10与预设电阻参数作比较，当所测得的电阻信息与预设的电阻参数一致时(电阻一致表示产品合格，这里通过实时测试得到的电阻率反应)，控制系统10对排料装置11发出控制指令，排料装置11开始抽取合格的合金液13；同时，控制系统10对电阻信息进行分析处理，根据处理结果实时调节喂线机5的喂线速度、给料机6的加料速度和排料装置11的抽取速度，从而使整个生产过程稳定连续。

本发明通过给输线管6设置加热装置，使得其中的金属线能有一个预热过程，从而确保金属线进入熔盐3后能够快速的熔化，并且避免熔盐3因金属线的加入而发生较大的温度变化；通过给输液管12设置加热装置，使得其中的合金液不会因流量的变化，而降低温度，最终导致管道堵塞；通过电阻率测量装置、电压测量装置的实时监测，并结合控制系统10的分析处理功能使整个电解过程能稳定连续的进行；以上改进使得本发明具有操作简单、控制精确、能连续生产且自动化程度等优点。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。