本發(fā)明涉及稀土熔鹽電解技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)稀土金屬出爐裝置。

背景技術(shù)：

液態(tài)稀土金屬出爐是稀土電解生產(chǎn)過程中的一個重要工序。目前，國內(nèi)稀土熔鹽電解領(lǐng)域所采用的稀土金屬出爐方式主要有：鈦勺人工出爐方式、坩堝鉗人工出爐方式、虹吸機械出爐方式三種；然而，人工出爐方式存在輻射熱量大、操作環(huán)境惡劣、勞動強度大；雖然虹吸機械出爐方式可以改善人工出爐的缺陷，但是對于虹吸機械出爐方式而言，由于在使用過程中，吸管極易堵塞、變形，進而導(dǎo)致流速難以控制、稀土金屬不易成型，且難以實現(xiàn)澆注小錠（例如，小于4kg的金屬錠）。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種液態(tài)稀土金屬出爐裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的稀土金屬溶液出爐流速難以控制以及稀土金屬不易成型的問題。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種液態(tài)稀土金屬出爐裝置，包括：電解槽（1）、接收器（2）、溢流管（3）、澆注室（4）、緩沖罐（5）和真空泵（6）；其中，

所述接收器（2）設(shè)置在所述電解槽（1）的底部，所述溢流管（3）的一端連接所述接收器（2），另一端連接所述澆注室（4）；所述溢流管（3）的外壁纏繞有用于對所述溢流管（3）加熱或冷卻的第一水冷感應(yīng)線圈（7）；所述澆注室（4）還設(shè)置有鑄錠模具（8）以及可傾倒電解質(zhì)溶液的坩堝（9），連接所述澆注室（4）的所述溢流管（3）的一端正對所述鑄錠模具（8）；所述澆注室（4）與所述緩沖罐（5）通過第一真空管（10）連接，所述第一真空管（10）上設(shè)置有第一真空閥（11），所述緩沖罐（5）通過第二真空管（12）與真空泵（6）連接，所述第二真空管（12）上設(shè)置有第二真空閥（13）。

可選地，所述溢流管（3）的一端連接所述接收器（2）的底部，所述接收器（2）具有至少一個臺階結(jié)構(gòu)，以便于液態(tài)稀土金屬流入所述溢流管（3）中。

可選地，所述坩堝（9）的外壁纏繞有第二水冷感應(yīng)線圈（14），所述第二水冷感應(yīng)線圈（14）用于對所述坩堝（9）進行加熱或冷卻。

可選地，所述澆注室（4）中還包括轉(zhuǎn)軸（15），所述坩堝（9）可配合所述轉(zhuǎn)軸（15）一起旋轉(zhuǎn)以傾倒電解質(zhì)溶液。

可選地，所述澆注室（4）中還設(shè)置有折流裝置（16），所述折流裝置（16）用于盛接所述溢流管（3）流出的液態(tài)稀土金屬并引流至所述鑄錠模具（8）。

可選地，所述折流裝置（16）具體包括：金屬槽（17）、前擋板（18）、后擋板（19）以及兩個側(cè)擋板（20），其中，所述前擋板（18）設(shè)置在所述金屬槽（17）上邊沿且靠近所述溢流管（3），后擋板（19）設(shè)置在所述金屬槽（17）上邊沿且遠離所述溢流管（3），且所述前擋板（18）不高于所述后擋板（19）。

可選地，所述后擋板（19）由下至上逐漸向外傾斜，所述側(cè)擋板（20）配合所述前擋板（18）和所述后擋板（19）銜接貼合。

可選地，所述金屬槽（17）至少包含一個漏斗狀下孔口（21），每個下孔口（21）對應(yīng)所述鑄錠模具（8）中的一個模型。

可選地，所述溢流管（3）的材質(zhì)為鉬單質(zhì)或鎢單質(zhì)或鉬鎢合金；所述溢流管（3）的孔徑尺寸為25-32mm。

可選地，所述第一水冷感應(yīng)線圈（7）和第二水冷感應(yīng)線圈（14）的材質(zhì)均為銅；所述第一水冷感應(yīng)線圈（7）和第二水冷感應(yīng)線圈（14）的孔徑尺寸為5-10mm。

本發(fā)明有益效果如下：

通過本發(fā)明方案，將溢流管（3）從電解槽（1）的接收器（2）的下方接入，一方面采用重力的方式讓液態(tài)稀土金屬自然流出，另一方面也會采用真空的方式輔助出爐；而且本申請在溢流管（3）外壁纏繞第一水冷感應(yīng)線圈（7），從而通過加熱的方式避免凝結(jié)，而且，還可以通過斷電的方式對溢流管（3）進行冷卻，進而，提升了對溢流管（3）中的液態(tài)稀土金屬的流速的控制效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所提供的一種液態(tài)稀土金屬出爐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為為本發(fā)明對坩堝（9）進行剖切得到的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明折流裝置（16）的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發(fā)明所涉及的技術(shù)方案進行詳細描述，本發(fā)明包括但并不限于以下實施例。

如圖1所示，為本發(fā)明實施例所提供的一種液態(tài)稀土金屬出爐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置主要包括：電解槽（1）、接收器（2）、溢流管（3）、澆注室（4）、緩沖罐（5）和真空泵（6）。

其中，所述接收器（2）設(shè)置在所述電解槽（1）的底部，所述溢流管（3）的一端連接所述接收器（2），另一端連接所述澆注室（4）。具體地，可通過在接收器（2）的底部鉆一通孔，然后將溢流管（3）預(yù)埋在電解槽（1）中，以引接到接收器（2）的通孔處，且保持銜接密封。

而考慮到需要將溢流管（3）預(yù)埋在電解槽（1）中，那么，需要選擇耐高溫的材質(zhì)，因此，本申請中的溢流管（3）優(yōu)選以鉬單質(zhì)或鎢單質(zhì)或鉬鎢合金為佳；所述溢流管（3）的孔徑尺寸為25-32mm。

所述溢流管（3）的外壁纏繞有用于對所述溢流管（3）加熱或冷卻的第一水冷感應(yīng)線圈（7）。其中，第一水冷感應(yīng)線圈（7）通過纏繞的方式設(shè)置在溢流管（3）外壁，其線圈內(nèi)徑中充滿了循環(huán)冷水，當(dāng)開啟線圈，即對第一水冷感應(yīng)線圈（7）通電時，開始對線圈進行加熱，線圈的熱量能夠保證溢流管（3）中的液態(tài)稀土金屬流速穩(wěn)定，而不會出現(xiàn)凝結(jié)；當(dāng)關(guān)閉時，即對第一水冷感應(yīng)線圈（7）斷電時，線圈停止加熱，線圈內(nèi)的循環(huán)冷水開始冷卻該溢流管（3），進而，使得溢流管（3）內(nèi)的液態(tài)稀土金屬凝結(jié)而不發(fā)生流動，從而，起到截止的作用。由此可知，本發(fā)明中設(shè)置的溢流管（3）起到閥門開關(guān)的作用，當(dāng)通電時，相當(dāng)于打開閥門，使得液態(tài)稀土金屬流動至澆注室（4），當(dāng)斷電時，相當(dāng)于關(guān)閉閥門，使得液態(tài)稀土金屬停止流動，起到截止的作用。該設(shè)計避免了額外設(shè)置閥門的必要，且保證了液態(tài)稀土金屬的流速穩(wěn)定，簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計。

所述澆注室（4）還設(shè)置有鑄錠模具（8）以及可傾倒電解質(zhì)溶液的坩堝（9），連接所述澆注室（4）的所述溢流管（3）的一端正對所述鑄錠模具（8）。由于在澆筑液態(tài)稀土金屬之前需要在鑄錠模具（8）的表面設(shè)置電解質(zhì)溶液，以保證澆注得到的金屬錠的表面光滑穩(wěn)定。由于本申請主要依靠從電解槽（1）的下方利用重力的方式讓液態(tài)稀土金屬自然流入溢流管（3）中，無法實現(xiàn)采用現(xiàn)有虹吸方式從上方得到電解質(zhì)溶液以在虹吸提取到液態(tài)稀土金屬之前進行電解質(zhì)溶液的設(shè)置涂抹，因此，本申請采用在澆筑室（4）中設(shè)置坩堝（9），并將固體電解質(zhì)放入坩堝（9）中進行加熱，在進行出爐之前，將坩堝（9）中加熱的電解質(zhì)溶液傾倒入鑄錠模具（8）中。而且，溢流管（3）的一端正對鑄錠模具（8），以便于流經(jīng)溢流管（3）的液態(tài)稀土金屬能夠流入鑄錠模具（8）中。

所述澆注室（4）與所述緩沖罐（5）通過第一真空管（10）連接，所述第一真空管（10）上設(shè)置有第一真空閥（11），所述緩沖罐（5）通過第二真空管（12）與真空泵（6）連接，所述第二真空管（12）上設(shè)置有第二真空閥（13）。

此外，在該裝置中的澆注室（4）的側(cè)壁還設(shè)置有第一放氣閥（22），澆注室（4）的上方還設(shè)置有觀察孔（23）以及室門（24）。

由上述方案可知，不同于現(xiàn)有技術(shù)的是，本申請將虹吸所用的吸管換做溢流管（3），不是將該溢流管（3）由上方插進電解槽（1）的溶液中僅利用真空方式將液態(tài)稀土金屬由下至上吸出來，而是將溢流管（3）從電解槽（1）的接收器（2）的下方接入，一方面采用重力的方式讓液態(tài)稀土金屬自然流出，另一方面也會采用真空的方式輔助出爐；而考慮到現(xiàn)有技術(shù)中吸管易阻塞且流速不穩(wěn)定等問題，本申請在溢流管（3）外壁纏繞第一水冷感應(yīng)線圈（7），從而通過加熱的方式避免凝結(jié)，而且，還可以通過斷電的方式對溢流管（3）進行冷卻，進而，提升了對溢流管（3）中的液態(tài)稀土金屬的流速的控制效果。

可選地，所述溢流管（3）的一端連接所述接收器（2）的底部，在本申請中，為了能夠加速液態(tài)稀土金屬在接收器（2）中的流速，可將所述接收器（2）設(shè)計為具有至少一個臺階結(jié)構(gòu)，以便于液態(tài)稀土金屬流入所述溢流管（3）中。其實，還可以為一個斜坡結(jié)構(gòu)，或者具有類似傾斜趨勢的結(jié)構(gòu)。

可選地，在本申請中，澆注室（4）中的坩堝（9）的外壁纏繞有第二水冷感應(yīng)線圈（14），所述第二水冷感應(yīng)線圈（14）用于對所述坩堝（9）進行加熱或冷卻。其效果與第一水冷感應(yīng)線圈（7）一樣，在此不做贅述。具體的加熱溫度以及加熱時間可根據(jù)所要加熱的固體電解質(zhì)的類型選擇。

另外，參照圖2所示，為本申請對坩堝（9）進行剖切得到的側(cè)視圖，由此圖可知，所述澆注室（4）中還包括轉(zhuǎn)軸（15），所述坩堝（9）可配合所述轉(zhuǎn)軸（15）一起旋轉(zhuǎn)以傾倒電解質(zhì)溶液。另外，還可以包含一個連接轉(zhuǎn)軸（15）一端的手柄（27），以便于工作人員進行調(diào)節(jié)，使得坩堝（9）旋轉(zhuǎn)到合適的傾倒角度，將其中的電解質(zhì)溶液傾倒至鑄錠模具（8）。

仍參照圖1所示，所述澆注室（4）中還設(shè)置有折流裝置（16），所述折流裝置（16）用于盛接所述溢流管（3）流出的液態(tài)稀土金屬并引流至所述鑄錠模具（8）。

參照圖3所示，所述折流裝置（16）具體包括：金屬槽（17）、前擋板（18）、后擋板（19）以及兩個側(cè)擋板（20），其中，所述前擋板（18）設(shè)置在所述金屬槽（17）上邊沿且靠近所述溢流管（3），后擋板（19）設(shè)置在所述金屬槽（17）上邊沿且遠離所述溢流管（3），且所述前擋板（18）不高于所述后擋板（19）。由于該溢流管（3）中流出的液態(tài)稀土金屬的流速較快，為了避免濺射，可設(shè)置這樣的折流裝置以有效引流液體，防止液態(tài)稀土金屬濺射到其他地方。

優(yōu)選地，可將澆注室（4）中溢流管（3）的一端與前擋板（18）接觸，這樣，可提升引流效果。

可選地，參照圖3所示，所述后擋板（19）由下至上逐漸向外傾斜，所述側(cè)擋板（20）配合所述前擋板（18）和所述后擋板（19）銜接貼合。另外，該折流裝置（16）還可以包含焊接在側(cè)擋板（20）外側(cè)的固定卡子（25），以實現(xiàn)對折流裝置（16）的固定。

所述金屬槽（17）至少包含一個漏斗狀下孔口（21），每個下孔口（21）對應(yīng)所述鑄錠模具（8）中的一個模型。其實，該金屬槽（17）中的下孔口（21）的數(shù)量可根據(jù)實際需求設(shè)定，或者，可配合鑄錠模具（8）的數(shù)量進行選取。一般情況下，為了提升生產(chǎn)效率，都會同時澆注多個模型，以便于同時形成多個金屬錠。

可選地，所述溢流管（3）的材質(zhì)為鉬單質(zhì)或鎢單質(zhì)或鉬鎢合金；所述溢流管（3）的孔徑尺寸為25-32mm。

可選地，所述第一水冷感應(yīng)線圈（7）和第二水冷感應(yīng)線圈（14）的材質(zhì)均為銅；所述第一水冷感應(yīng)線圈（7）和第二水冷感應(yīng)線圈（14）的孔徑尺寸為5-10mm。其中，第一水冷感應(yīng)線圈（7）和第二水冷感應(yīng)線圈（14）可通過連接相應(yīng)的變頻器以實現(xiàn)通電導(dǎo)通。

可選地，本申請中坩堝（9）可以為剛玉坩堝，即其材質(zhì)可以為氧化鋁或鎢或鉬或鎢鉬合金。

下面簡單介紹該液態(tài)稀土金屬出爐裝置的工作原理。

首先，出爐之前，在坩堝（9）內(nèi)放置4～5kg固體電解質(zhì)，開啟對應(yīng)第二水冷感應(yīng)線圈（14）的變頻器，調(diào)節(jié)功率使固體電解質(zhì)熔化。

之后，關(guān)閉第一放氣閥（22）、第二放氣閥（26），開啟真空泵（6），打開緩沖罐（5）與真空泵（6）之間的第二真空閥（13），使得壓力降至0.08Mpa。

接著，開啟溢流管（3）上的第一水冷感應(yīng)圈（7）的控制開關(guān)，同時將坩堝（9）中熔化的電解質(zhì)溶液通過轉(zhuǎn)動手柄的方式使得坩堝（9）傾斜而注入鑄錠模具（8）中，關(guān)閉對應(yīng)第二水冷感應(yīng)線圈（14）的變頻器。打開澆注室（4）與緩沖罐（6）之間的第一真空閥（11），通過觀察孔（23）觀察液態(tài)稀土金屬從溢流管（3）流經(jīng)折流裝置（16），注入鑄錠模具（8）中，當(dāng)液態(tài)稀土金屬注滿鑄錠模具（8）體積的3/4時，關(guān)閉第一真空閥（11），打開第一放氣閥（22）。從而，實現(xiàn)較為穩(wěn)定的出爐鑄錠。

由此，通過該方案，不僅可以淘汰人工出爐的落后工藝技術(shù)，降低人工勞動強度，減少輻射熱量對人體的傷害，還可以改善虹吸裝置吸管易堵塞、變形、流速不穩(wěn)定、金屬不易成型等問題，推動稀土金屬電解行業(yè)的自動化技術(shù)發(fā)展和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。