:本申请涉及稀土电解,特别是涉及稀土电解阴极冷却结构。
背景技术
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背景技术:
1、稀土金属及其合金的制取主要采用熔盐电解法,使用由石墨坩埚、石墨阳极、钨阴极等构成的电解槽作为生产装置,以氟化物-氧化物体系来电解生产稀土金属。稀土电解是在高温、大电流情况下进行的,石墨阳极与电源正极相连,钨阴极与电源负极连接,石墨阳极与钨阴极之间通过熔盐构成导电通路,钨棒一般在电解电流(一般高达4000a左右)和电解质电解温度(1000℃左右)的工况下工作,暴露在液面以上的钨棒,受炉口气流作用氧化非常强烈,导致这部分钨棒由于氧化作用仅半年时间就会逐步变细,造成整个钨阴极报废。
2、在此种条件下,阴极温度随熔盐温度上升,相应地阴极电阻逐渐升高,电效变差,相对之下,阴极作为熔盐电解反应中金属的生成区域,其电效直接影响到所产金属的产量和质量,同时随着温度的升高,导致阴极更容易与熔盐及周围空气发生反应,造成阴极损耗变细,直接影响钨阴极的使用寿命。
3、江苏金石稀土有限公司申请号为202021161727.5的中国专利——稀土电解用阴极冷却系统:当进行稀土电解时,位于内腔内的循环冷却水对阴极棒进行持续冷却,避免阴极棒因电流而温度升高,由于进水孔通过铜管连接并位于阴极棒的上方,回水孔位于进水孔的上方,因此冷却水先与阴极棒接触冷却,当冷却后温度升高时通过上方的回水孔排出,因此使得冷却效果更好。
4、该专利的循环冷却水在固定管内腔内流动,只能对阴极棒冷顶端冷却,对阴极棒下部的冷却效果有限,阴极棒温度过高,电阻升高,电效受电阻影响降低,并不能满足实际需要。
技术实现思路
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技术实现要素:
1、为解决上述技术问题,本实用新型提供了稀土电解阴极冷却结构,解决的技术问题是:阴极棒温度过高,电阻升高,电效受电阻影响降低,直接影响产品综合成本;阴极棒温度过高,消耗加剧,使用寿命降低。为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:
2、稀土电解阴极冷却结构,包括:
3、阴极棒,阴极棒内开设有水冷通道和风冷通道;
4、封头,封头固定设置在阴极棒上端面,封头内固定设置有隔板,隔板将封头内腔分为左腔室和右腔室,风冷通道进风口与左腔室相连通,风冷通道出风口与右腔室相连通;
5、端盖,端盖设置在阴极棒上端面以封闭水冷通道;
6、进水管、出水管,进水管一端与风冷通道一端相连通,出水管一端与风冷通道另一端相连通,进水管、出水管另一端均延伸至封头外部;
7、进风口、出风口,进风口、出风口均开设在封头上,进风口与左腔室相连通,出风口与右腔室相连通。
8、进一步地,水冷通道包括进水通道、连接水道和回水通道,进水通道通过连接水道和回水通道相连;
9、风冷通道包括进风通道、连接风道和回风通道,进风通道通过连接风道和回风通道相连。
10、进风通道、回风通道、进水通道、回水通道截面均呈扇面结构且同轴心设置。
11、进一步地,阴极棒为钨棒;
12、进风通道位于回水通道外侧,回风通道位于进水通道外侧。
13、进一步地,连接水道、连接风道侧壁均呈球面结构。
14、进一步地,进风通道、进水通道、回风通道、回水通道依次设置。
15、进一步地,连接水道截面为扇面结构。
16、进一步地,端盖开设有贯通孔,两个贯通孔处均固定设置有连接接头,两个连接接头分别与进水管、出水管相连。
17、进一步地,右腔室顶壁呈球面结构设置,出风口位于球面最高处。
18、本实用新型的有益效果是:通过在阴极棒开设水冷通道以及风冷通道,极大地降低了阴极棒的反应温度,阴极棒电阻降低,进而降低产品综合成本,且风冷与水冷优势相互补,与风冷作为唯一冷却介质,提高了冷却效率;与水冷作为唯一冷却介质,节约用水,降低了运行成本。
1.稀土电解阴极冷却结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的稀土电解阴极冷却结构,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的稀土电解阴极冷却结构,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的稀土电解阴极冷却结构,其特征在于:连接水道(22)、连接风道(32)侧壁均呈球面结构。
5.根据权利要求1所述的稀土电解阴极冷却结构,其特征在于:端盖(8)开设有贯通孔,两个贯通孔处均固定设置有连接接头(13),两个连接接头(13)分别与进水管(9)、出水管(10)相连。
6.根据权利要求1所述的稀土电解阴极冷却结构,其特征在于:右腔室顶壁呈球面结构设置,出风口(12)位于球面最高处。