專利名稱：一種熔鹽電解鈦高溫爐加料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加料方法，特別涉及一種熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金具有比重輕、比強(qiáng)度高、高溫下抗蠕變性能好、耐腐蝕等優(yōu)良性能，在航空航天、冶金、汽車等行業(yè)廣泛用做結(jié)構(gòu)材料，同時還可以作為功能材料如儲氫材料、形狀記憶合金材料等。目前海綿鈦的生產(chǎn)工藝為Kroll法，也稱為鎂熱還原法，該方法是先由含鈦的礦物制取四氯化鈦，再用鎂還原四氯化鈦從而制得海綿鈦，最后經(jīng)過真空自耗電電弧熔煉制成致密鈦錠，然后經(jīng)過軋制、車削等機(jī)械手段制成最終產(chǎn)品?，F(xiàn)行鎂還原法雖然是比較成熟的工業(yè)生產(chǎn)方法，但是由于生產(chǎn)過程存在工藝流程長、工序多、能耗高、不能連續(xù)生產(chǎn)等問題，并且所用的金屬還原劑鎂也是由電解得到，因此生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重， 限制了鈦的應(yīng)用。為了解決這一問題，專利號為ZL200810118616. 3的專利中提出了一種高溫熔鹽電解二氧化鈦制備金屬鈦的方法，該方法是在高溫下以石墨電極為陽極，以二氧化鈦原料為陰極，在氟化鈣熔鹽中進(jìn)行電解，二氧化鈦被電解還有為液態(tài)的鈦，由于密度的差異，鈦沉到最底層，當(dāng)累積的鈦達(dá)到一定的量后，從高溫爐底部出料。由于高溫下氧陰離子擴(kuò)散速度快，從而加速了脫氧速度，因而該方法電流效率高，電耗低，同時由于產(chǎn)品金屬鈦為液體，可使二氧化鈦電解實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，因此能夠大幅度降低鈦的生產(chǎn)成本，與傳統(tǒng)工藝比較可節(jié)能50%，電流效率提高到90%以上。隨著電解的進(jìn)行，原料在不斷地消耗，為保證電解的連續(xù)進(jìn)行以及電解工藝的穩(wěn)定性，在電解過程中需要不斷補(bǔ)充原料二氧化鈦。鈦高溫熔鹽電解爐蓋子上方分布有電極和加料管，因此，由于鈦高溫電解高溫爐蓋子上方部分空間狹小，造成加料困難，因此加料器的設(shè)計尤為重要。本發(fā)明的目的是為鈦高溫熔鹽電解爐提供一種原料的加料方法，實(shí)現(xiàn)鈦電解連續(xù)化，從而降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述不足，本發(fā)明提供一種熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，采用如下步驟實(shí)施步驟一準(zhǔn)備原料，所述原料為二氧化鈦粉末壓球，將準(zhǔn)備好的二氧化鈦粉末壓球稱重；步驟二 拉起拉手(13)，打開活動蓋板(10)，將稱重過的原料倒入五個小箱之一的小箱內(nèi)，每次每個小箱中的加料量為10 60kg ；步驟三重復(fù)步驟一和步驟二，將5個小箱分別裝入定量的原料，蓋上活動蓋板 (10)；步驟四吊車通過吊耳(7)將加料裝置吊到爐體加料口上方；步驟五將漏料鋼管(19)插入爐體加料口內(nèi)；
步驟六拉動一個小箱的活動拉板(16)的拉手環(huán)(24)，顆粒原料沿斜板(4)靠重力落入漏料斗(17)內(nèi)，通過金屬軟管(18)和漏料鋼管(19)進(jìn)入爐體內(nèi)，放完原料后關(guān)閉活動拉板；步驟七通過控制活動拉板(16)的開口度來控制加入顆粒原料的流速；步驟八重復(fù)步驟四至步驟七，將5個小箱中的原料分別加入5個爐體加料口內(nèi)， 或?qū)?個小箱中的原料連續(xù)加入一個爐體加料口內(nèi)。所述二氧化鈦粉末壓球的粒度為2 8mm。所述五個小箱中的每個小箱中的原料的重量可以是不同的。所述五個小箱中的每個小箱中的原料的種類可以是不同的。所述加入顆粒原料的流速為5 lOkg/min，優(yōu)選為7 9kg/min。


現(xiàn)在將參考附圖通過示例描述本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明加料裝置的正視圖；圖2是本發(fā)明加料裝置的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明加料裝置的活動拉板組件的正視、俯視圖；圖4是本發(fā)明加料裝置活動蓋板開啟和關(guān)閉的示意圖；圖5示出本發(fā)明加料裝置的主要尺寸，單位mm。其中1-第一箱體外板，2-第二箱體外板，3-隔板，4-斜板，5-第三箱體外板， 6_第四箱體外板，7-吊耳，8-第一固定蓋板，9-合頁，10-活動蓋板，11-蓋板擋塊，12-第二固定蓋板，13-拉手，14-支撐板，15-法蘭板，16-活動拉板，17-漏料斗，18-金屬軟管， 19-漏料鋼管，20-拉板，21-連接件，22-固定螺母，23-拉桿，24-拉手環(huán)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法。參見圖1，所使用的熔鹽電解鈦高溫爐加料裝置包括箱體，漏料斗17，金屬軟管18和漏料鋼管19，其中漏料鋼管的內(nèi)徑為 46mm,外徑為50mm考慮到電解速度，加料的快慢對電解產(chǎn)物的質(zhì)量有著很大影響，控制漏料鋼管的內(nèi)徑可直接控制加料的數(shù)量，從而控制電解速度，使電解池中的原料在一定范圍內(nèi)維持穩(wěn)定?，F(xiàn)有技術(shù)中對加料的速度并未進(jìn)行明確限定，申請人在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，過快和過慢的加料都會導(dǎo)致電解產(chǎn)物的質(zhì)量，本發(fā)明采用的漏料鋼管的內(nèi)徑尺寸可以很好的控制漏料速度，提高電解產(chǎn)物的質(zhì)量。高溫爐爐體的進(jìn)料口內(nèi)徑為52mm。由于加料裝置是由車間的行吊吊至爐體進(jìn)料口上方，如果依靠操作行吊將外徑50mm的漏料鋼管插入內(nèi)徑52mm的爐體進(jìn)料口有一定難度，所以在漏料斗17和漏料鋼管19之間加一段金屬軟管18。當(dāng)加料裝置吊至爐體進(jìn)料口上方后，由人工將漏料鋼管19插入爐體進(jìn)料口。漏料斗17 —端為矩形開口，通過法蘭板15與箱體的下端開口固定連通，另一端為圓形開口，該圓形開口與金屬軟管18的一端固定連通，該金屬軟管18的另一端與漏料鋼管19的一端連接。所述箱體為立方體，包括第一箱體外板1，第二箱體外板2，第三箱體外板5，第四箱體外板6，所述第一箱體外板、第二箱體外板、第三箱體外板、第四箱體外板構(gòu)成箱體的四個箱壁，其中第一箱體外板與第二箱體外板對置，第三箱體外板與第四箱體外板對置，該箱體上端開口由蓋板覆蓋，所述蓋板由第一固定蓋板8，合頁9，活動蓋板10，蓋板擋塊11和第二固定蓋板12 及拉手13組成，第一固定蓋板和第二固定蓋板沿中心線對稱固定在箱體上端開口的兩端， 第一固定蓋板與第二固定蓋板之間具有小開口，活動蓋板設(shè)置在蓋板的中間部分，用于覆蓋所述小開口，所述活動蓋板10的一端通過合頁與第一固定蓋板連接，另一端與第二固定蓋板抵接，該活動蓋板與第二固定蓋板抵接的一端的接縫處固定設(shè)置用于止擋活動蓋板的蓋板擋塊11，可在活動蓋板上沿中心線對稱焊接兩塊蓋板擋塊。拉手固定設(shè)置在活動蓋板上用于開啟活動蓋板。在四個箱體外板的外壁上端對稱焊接四個吊耳7，吊裝工具穿過吊耳，與行車吊鉤連接，達(dá)到行車吊運(yùn)加料裝置的目的。該箱體內(nèi)部的底部傾斜設(shè)置斜板4，斜板4的傾斜角度是45°，該斜板的傾斜角過大會導(dǎo)致加料過快，斜板的傾斜角過小會導(dǎo)致物料無法全部放入，本發(fā)明考慮到加料裝置所裝物料的靜止安息角是40°，并選擇45°的傾斜角為最佳，可以良好的控制原料加入速度，并確保加料裝置在放料時不會存在物料放不干凈的狀況。斜板4與第一箱體外板1和第二箱體外板2垂直，同時與第三箱體外板內(nèi)壁抵接，并與第一箱體外板、第二箱體外板和第三箱體外板的內(nèi)壁固定連接。在箱體內(nèi)沿平行于第三箱體外板的方向均勻設(shè)置四塊隔板3，所述四塊隔板3與第三箱體外板5和第四箱體外板6垂直。該四塊隔板與斜板4共同將箱體隔成5個容積相同、具有下端口的小箱體， 所述5個小箱體的下端口通過5個相應(yīng)的活動拉板16活動封閉，所述四塊隔板為五邊形隔板，該隔板的五條邊分別與蓋板，第三箱體外板內(nèi)壁，斜板，第四箱體外板內(nèi)壁和活動拉板 16抵接。該活動拉板穿過第三箱體外板下端的開槽封閉小箱體的下端口，并可用多個支撐板14支撐。采用該活動拉板可使加料裝置體積小、重量輕、吊運(yùn)方便、操作靈活、造價低、制作周期短、幾乎無需維護(hù)。分別拉動活動拉板16，可分別打開每個小箱體的下端口，使箱體內(nèi)的物料漏到漏料斗17內(nèi)，物料再通過金屬軟管18、漏料鋼管19進(jìn)入爐體。該活動拉板由拉板20、連接件21、固定螺母22、拉桿23和拉手環(huán)24組成。拉板為一能封閉小箱體下端口的矩形板。拉板20 —端采用焊接的方法與連接件21固定在一起，連接件21中心具有螺紋孔，拉桿23前端加工有外螺紋，拉桿23通過外螺紋與連接件21的螺紋孔連接，在拉桿 23的螺紋上還具有固定螺母22，該固定螺母可在拉桿23的螺紋段上移動，拉開活動拉板時固定螺母可以被箱體壁擋住以控制活動拉板的位置，可通過調(diào)整固定螺母22的位置，定位活動拉板16的位置，從而控制下端口打開的大小，拉桿23的另一端固定連接拉手環(huán)24。采用本加料裝置的加料方法如下步驟一準(zhǔn)備原料，所述原料為二氧化鈦粉末壓球，小球的粒度為2 8mm，粒度的選擇主要是考慮加料的方便，因?yàn)榧尤氲诫娊獬刂泻髸兂扇廴跔顟B(tài)，由于爐體的進(jìn)料口內(nèi)徑52mm，進(jìn)料通道500mm長，粒度大容易產(chǎn)生堵料現(xiàn)象，粒度小則造粒難度增加，成本增加。上述粒度即能滿足順暢加料，又能采購到標(biāo)準(zhǔn)的造粒設(shè)備，提高了反應(yīng)的順暢程度，大大降低成本。將制備好的二氧化鈦粉末壓球稱重，根據(jù)電解過程中二氧化鈦的消耗情況，每次每個加料箱中的加料量為10 60kg。如果反應(yīng)速度快加料量需要增加，如果反應(yīng)速度慢，加料量需要減少。由于高溫電解爐上部的空間有限，不能采用過大的加料箱。加料箱中的加料量過小，無法滿足電解反應(yīng)的需要，只能采用多次加料的辦法，這就增加了空氣進(jìn)入高溫電解爐內(nèi)的量，破壞電解爐內(nèi)的氣氛，造成電解產(chǎn)物鈦的氧化，上述加料量既滿足了電解反應(yīng)的需要，又無需多次加料，同時能防止空氣進(jìn)入高溫電解爐內(nèi)，提高了所制造產(chǎn)物的質(zhì)量；
步驟二 拉起拉手13，打開活動蓋板10，將稱重過的原料倒入五個小箱之一的小箱內(nèi)；步驟三重復(fù)步驟一和步驟二，將5個小箱分別裝入定量的原料，蓋上活動蓋板 10，由于鈦高溫爐電解時石墨陽極是可以分開控制的，因此每根電極處原料的消耗也可以是不同的，因此每個小箱中的原量可以不同，其具體數(shù)量可以根據(jù)電極附近原料的消耗量來定。而且本發(fā)明采用多個小箱而并不是單一箱體還使得可以在不同的小箱中添加不同的原料，使加料更加靈活、方便；步驟四吊車通過吊耳7將加料裝置吊到爐體加料口上方；步驟五將漏料鋼管19插入爐體加料口內(nèi)；步驟六拉動一個小箱的活動拉板16的拉手環(huán)24，顆粒原料沿斜板4靠重力落入漏料斗17內(nèi)，通過金屬軟管18和漏料鋼管19進(jìn)入爐體內(nèi)，放完原料后關(guān)閉插板；步驟七通過控制活動拉板16的開口度來控制顆粒原料的流速，選擇流速的原則是在使原料進(jìn)入爐體的過程中不產(chǎn)生堵料現(xiàn)象，本發(fā)明的流速在5 lOkg/min，優(yōu)選為7 9kg/min，選擇上述加料流速，加料過程順暢，不會造成加料管的堵管，同時加料時間短，可以減少空氣進(jìn)入高溫電解爐內(nèi)，防止破壞爐內(nèi)的氣氛；步驟八重復(fù)步驟四至步驟七，將5個小箱中的原料分別加入5個爐體加料口內(nèi)， 也可以將5個小箱中的原料連續(xù)加入一個爐體加料口內(nèi)。采用本發(fā)明提供的熔鹽電解鈦高溫爐加料方法，可以很好的控制漏料速度，保證電解的連續(xù)進(jìn)行以及電解工藝的穩(wěn)定性，在電解過程中不斷補(bǔ)充原料二氧化鈦，實(shí)現(xiàn)鈦電解連續(xù)化，大大降低了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，采用如下步驟實(shí)施步驟一準(zhǔn)備原料，所述原料為二氧化鈦粉末壓球，將準(zhǔn)備好的二氧化鈦粉末壓球稱重；步驟二 拉起拉手(13)，打開活動蓋板(10)，將稱重過的原料倒入五個小箱之一的小箱內(nèi)，每次每個小箱中的加料量為10 60kg ；步驟三重復(fù)步驟一和步驟二，將5個小箱分別裝入定量的原料，蓋上活動蓋板(10)； 步驟四吊車通過吊耳(7)將加料裝置吊到爐體加料口上方； 步驟五將漏料鋼管(19)插入爐體加料口內(nèi)；步驟六拉動一個小箱的活動拉板(16)的拉手環(huán)(24)，顆粒原料沿斜板(4)靠重力落入漏料斗(17)內(nèi)，通過金屬軟管(18)和漏料鋼管(19)進(jìn)入爐體內(nèi)，放完原料后關(guān)閉活動拉板；步驟七通過控制活動拉板(16)的開口度來控制加入顆粒原料的流速； 步驟八重復(fù)步驟四至步驟七，將5個小箱中的原料分別加入5個爐體加料口內(nèi)，或?qū)?5個小箱中的原料連續(xù)加入一個爐體加料口內(nèi)。
2.權(quán)利要求1所述的熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，其特征在于所述二氧化鈦粉末壓球的粒度為2 8mm。
3.如權(quán)利要求1所述的熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，其特征在于所述五個小箱中的每個小箱中的原料的重量可以是不同的。
4.如權(quán)利要求1所述的熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，其特征在于所述五個小箱中的每個小箱中的原料的種類可以是不同的。
5.如權(quán)利要求1所述的熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，其特征在于所述加入顆粒原料的流速為5 10kg/min，優(yōu)選為7 9kg/min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔鹽電解鈦高溫爐的加料方法，可以很好的控制漏料速度，保證電解的連續(xù)進(jìn)行以及電解工藝的穩(wěn)定性，在電解過程中不斷補(bǔ)充原料二氧化鈦，實(shí)現(xiàn)鈦電解連續(xù)化，大大降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C25C3/28GK102220605SQ20111017819
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者劉美鳳, 曹志新, 賈文成 申請人:寶納資源控股(集團(tuán))有限公司