專利名稱：制備復(fù)合電極用直接加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)生產(chǎn)用爐，尤其與生產(chǎn)復(fù)合電極用的爐子有關(guān)。
鈦基鈦錳涂層陽極是以鈦為基體表面復(fù)有鈦、錳組份的復(fù)合陽極。由于這種電極在硫酸溶液中的抗鈍化性能好、陽極允許電流密度大、機(jī)械強(qiáng)度高，因此可以代替石墨、鉛合金以及純鈦?zhàn)鳛殛枠O應(yīng)用于電解二氧化錳中。生產(chǎn)這種電極常用的方法是將帶有Ti－Mn涂層的復(fù)合陽極在1200℃下于真空電阻爐內(nèi)燒結(jié)而成。使用真空電阻爐的缺點(diǎn)是熱效率低(≤55％)、加熱速度慢、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、加工費(fèi)用高。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種適合生產(chǎn)這種復(fù)合電極的爐子，這種爐子的熱效率明顯增高，加熱速度快、生產(chǎn)周期短、加工費(fèi)用低。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的爐子由爐體、爐蓋、導(dǎo)電電極、導(dǎo)電接頭組成。爐體為圓形或長(zhǎng)方形容器，用普通鋼板焊接而成。爐體上部用法蘭與爐蓋連接。爐體側(cè)面適當(dāng)位置上有供抽真空的管道和窺視孔。爐蓋上設(shè)有兩個(gè)相互絕緣的導(dǎo)電電極，爐蓋和爐體之間有絕緣墊圈以保持兩者之間絕緣。在爐子的適當(dāng)位置上還可設(shè)置充氣口和測(cè)溫口。
使用時(shí)，先將兩個(gè)予先涂敷好涂層的復(fù)合電極的上端按裝在導(dǎo)電電極上，下端通過導(dǎo)電接頭互相連接。蓋上爐蓋并使?fàn)t子密閉抽真空，充入保護(hù)氣體，然后在電極上通電加熱。電壓和電流的大小與待加工電極的材質(zhì)、長(zhǎng)度、寬度、厚度和涂層有關(guān)。
附圖
為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的爐子的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的爐子的實(shí)施方式和效果作進(jìn)一步的描述。
附圖是制備復(fù)合電極用直接加熱爐的結(jié)構(gòu)圖。它由爐體1，爐蓋2，兩根導(dǎo)電電極31、32，導(dǎo)電接頭4組成。爐體1是用普通鋼板焊接而成的圓形或長(zhǎng)方形容器，在爐體側(cè)面的上部有供抽真空的管道5，用真空橡膠管與油擴(kuò)散泵、，真空泵連接。在爐體中部位置有石英玻璃窺視孔6，用輻射溫度計(jì)透過窺視孔可測(cè)量待加工電極的表面溫度。爐蓋2與爐體1的上部用螺栓密封連接，爐蓋和爐體間用絕緣套環(huán)或橡膠墊圈絕緣。在爐蓋上設(shè)有兩個(gè)互相絕緣的導(dǎo)電電極31，32，待加工的復(fù)合電極的上端分別與導(dǎo)電電極31，32連接，導(dǎo)電電極的另一端與電源連接。為使待加工的復(fù)合電極在斷面和上下端長(zhǎng)度方向上的溫度均勻，在導(dǎo)電電極31，32的下端還可加設(shè)中間電極71，72，中間電極應(yīng)選擇電阻系數(shù)大，導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成。導(dǎo)電接頭4是連接在待加工復(fù)合電極下端部的導(dǎo)體。為了防止待加工電極與爐壁接觸發(fā)生短路，在導(dǎo)電接頭4和待加工復(fù)合電極的連接處設(shè)置一諸如氧化鋁的絕緣塊8，最簡(jiǎn)單的方法是將氧化鋁環(huán)套架在導(dǎo)電接頭4上。根據(jù)需要還可在爐體或爐蓋上設(shè)置充氣管道。
需要加工處理復(fù)合電極時(shí)先裝料，即首先把裝有導(dǎo)電電極31，32的爐蓋1取下，將待加工的兩根復(fù)合電極91、92的上端分別與導(dǎo)電電極31，32連接，復(fù)合電極的下端用導(dǎo)電接頭4連通，使導(dǎo)電電極31、待加工復(fù)合電極91、導(dǎo)電接頭4、待加工復(fù)合陽極92、導(dǎo)電電極32，依次連接。然后將爐蓋與爐體用螺栓擰緊，爐體1的抽真空管道5與真空系統(tǒng)相連接。在通電加熱前先將爐子抽真空，然后從充氣管道充入氬氣，再抽真空、充氬氣，之后從導(dǎo)電電極31、32供給50Hz低電壓大電流，電壓和電流的大小與待加工電極的材質(zhì)、電極的尺寸和涂層有關(guān)。通電后使復(fù)合電極的涂層在適宜的溫度下燒結(jié)并熱處理擴(kuò)散，短時(shí)間內(nèi)在復(fù)合電極的基體表面形成一層涂層。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的爐子加熱速度快、熱處理時(shí)間短、冷卻時(shí)間短。加熱速度可高達(dá)50－100℃／秒，即由室溫升到燒結(jié)溫度的時(shí)間為15－60秒，與真空電阻爐的1－4小時(shí)相比明顯縮短。熱處理時(shí)間由真空電阻爐的0.5－2.0小時(shí)縮短至直接加熱爐的3－5分鐘，產(chǎn)品在爐內(nèi)的冷卻時(shí)間也由真空電阻爐的5－10小時(shí)縮短至10－15分鐘。例如要制備一種鈦基鈦錳涂層的復(fù)合電極，則先在鈦基電極上涂敷一層鈦－錳活化劑涂層，按上述方法裝入爐內(nèi)，在1200℃下燒結(jié)，從升溫，熱處理到冷卻，總的時(shí)間縮短至十幾至二十幾分鐘內(nèi)，熱效率高達(dá)70－90％，既提高了生產(chǎn)效率又可節(jié)省大量能源；在復(fù)合電極的整個(gè)斷面和長(zhǎng)度方向上加熱均勻，可有效地防止復(fù)合電極晶粒強(qiáng)烈長(zhǎng)大，機(jī)械性能變壞，因此制備出的復(fù)合電極能承受剝離產(chǎn)品時(shí)更大的撞擊而不斷裂；直接加熱爐的造價(jià)低，設(shè)備費(fèi)用可降低80％左右，制備復(fù)合電極的加工費(fèi)用低，僅為真空電阻爐加工費(fèi)的三分之一，極有利于在電解二氧化錳工業(yè)中推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種制備復(fù)合電極的直接加熱爐，其特征是(1)所說的加熱爐由爐體1、爐蓋2、兩根導(dǎo)電電極31、32，導(dǎo)電接頭4組成，(2)所說的爐體1的上端與爐蓋2密封連接；所說的爐體1的側(cè)面有供抽真空的管道5和窺視孔6，所說的爐蓋2上有兩根連接待加工復(fù)合電極的相互絕緣的導(dǎo)電電極31、32，所說的導(dǎo)電接頭4的兩端與待加工復(fù)合電極連接。
2.按權(quán)利要求1所說的制備復(fù)合電極的直接加熱爐，其特征是在所說的導(dǎo)電電極的下端還分別連接有中間電極。
3.按權(quán)利要求2所說的制備復(fù)合電極的直接加熱爐，其特征是在所說的爐體上設(shè)有充氣管道。
4.按權(quán)利要求2所說的制備復(fù)合電極的直接加熱爐，其特征是在所說的爐蓋上設(shè)有充氣管道。
5.按權(quán)利要求2所說的制備復(fù)合電極的直接加熱爐，其特征是在所說的導(dǎo)電接頭4和待加工復(fù)合電極的連接處還設(shè)有絕緣塊8。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種制備復(fù)合電極的直接加熱爐。它由爐體1、爐蓋2、至少兩根導(dǎo)電電極31、32和導(dǎo)電接頭4組成。在爐蓋上設(shè)有相互絕緣的導(dǎo)電電極，待加工復(fù)合電極連接在導(dǎo)電電極的端部。裝有中間電極的直接加熱爐可使待加工電極在寬度和長(zhǎng)度方向上加熱更均勻。設(shè)計(jì)的直接加熱爐熱效率高，加工時(shí)間短，產(chǎn)品機(jī)械性能好，可承受剝離產(chǎn)品時(shí)的大的撞擊而不斷裂，爐子造價(jià)低、加工費(fèi)用低，有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F27B5/00GK2062737SQ8921966
公開日1990年9月26日 申請(qǐng)日期1989年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月17日
發(fā)明者董俊卿, 張幼凌 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院