1、圖5、圖8。
[0121]電解爐，包括進(jìn)料管1、調(diào)整部件3、密封罩4、爐膛5、爐壁6、外殼7、陰極8、陽極9、坩禍10、冷卻器12b、保溫層16和防滲絕緣部件20。所述外殼7內(nèi)自外向內(nèi)有保溫層16和由石墨材料筑成的爐壁6，爐壁6內(nèi)的空腔形成頂部開口的爐膛5，爐膛5頂部設(shè)有密封罩4蓋合在保溫層16上。所述爐膛5內(nèi)設(shè)有I塊陰極8和2塊陽極9。所述陰極8為板狀，兩端分別穿過外殼7及保溫層16、爐壁6在外殼7之外成為兩個接線端81 ;二接線端81分別密封固定于兩側(cè)的外殼7及保溫層16、爐壁6中，陰極8與外殼7及保溫層16、爐壁6之間有防滲絕緣部件20。所述陽極9呈矩形，與陰極8在爐膛5內(nèi)的大小相匹配，與位于位于密封罩4之上的調(diào)整部件3的穿過密封罩4的連桿33用螺栓連接，與陰極8平行地懸掛于陰極8的兩側(cè)。所述調(diào)整部件3可以通過連桿33控制陽極9升降和/或前后、左右移動、轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)動包括繞水平線和/或垂直線轉(zhuǎn)動。所述坩禍10置于爐膛5底部位于陰極8下方。在陰極8的接線端81內(nèi)有內(nèi)孔12a，用以通水冷卻陰極8的接線端81及位于外殼7及防滲絕緣部件20。
[0122]整塊陰極8穿過并固定在外殼7及保溫層16、爐壁6中，陰極8的強(qiáng)度好，承受自身重力能力優(yōu)良。
[0123]在陰極8的接線端81 —端開設(shè)內(nèi)孔12a可以提高對位于爐壁6內(nèi)的接線端81及其附近的部分陰極8等的冷卻效果，降低電阻。同時由于爐壁6內(nèi)的接線端81的溫度降低，有利于可能沿陰極8滲出的電解質(zhì)等液體凝固，阻止熔鹽等液體滲至外殼之外。
[0124]冷卻器12b包裹在防滲絕緣部件20的外側(cè)貼緊爐壁6可以有效冷卻防滲絕緣部件20及爐壁6，進(jìn)一步強(qiáng)化阻止電解質(zhì)等液體滲出的效果。
[0125]電解金屬釹時采用HISFB-10000A高頻開關(guān)電源，陽極9與電源正極連接。二接線端81可以分別與電源的負(fù)極連接，也可以只有一個接線端81與電源的負(fù)極連接。二接線端81分別與電源的負(fù)極連接時可以降低接線端81及導(dǎo)線的電流。主要工藝技術(shù)指標(biāo):電解溫度1030-1100°C，電解電流約10000A，電源輸出電壓6.4V，金屬釹電單耗5.1kW.h/(kgPrNd)ο
[0126]對比例I
[0127]參見圖15
[0128]現(xiàn)有5KA稀土熔鹽電解爐，包括爐蓋板30、陰極31、陽極導(dǎo)電板32、剛玉墊圈33、保溫層34、爐壁35、陽極36、爐外殼37和鉬坩禍38。所述爐外殼37由鋼板焊接制成，由保溫棉和保溫磚等材料砌筑成保溫層34，石墨坩禍及填充材料筑成石墨槽爐壁35。所述爐壁35內(nèi)的空腔形成爐膛39。所述石墨槽爐膛39內(nèi)設(shè)有I個鉬坩禍38、4塊陽極36和I根陰極31，陰極31垂直懸掛于爐膛39內(nèi)、鉬坩禍38上方，陽極36圍繞陰極31懸掛于爐膛39內(nèi)。陰極31與電源負(fù)極連接。所述鉬坩禍38位于爐膛39底部。所述陽極導(dǎo)電板32的下端與陽極36螺栓連接，上端與電源正極連接。
[0129]采用本對比例5KA電解爐采用KG6000A電源，電解生產(chǎn)金屬釹的主要工藝技術(shù)指標(biāo):電解溫度1030-1150°C，電解電流約5000A，槽電壓9.5V，電單耗為8.8kff.h/ (kgNd)。
[0130]現(xiàn)有稀土電解爐爐型具有以下缺陷:爐口敞開的陰極上掛式結(jié)構(gòu)，廢氣收集困難，工作環(huán)境惡劣，勞動強(qiáng)度大；規(guī)模小、槽電壓高、爐溫高、能耗高、爐口上部空間小結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于實(shí)現(xiàn)自動化和大型化。為保證電解爐正常運(yùn)行，為方便調(diào)整工藝參數(shù)，通常采用比實(shí)際需要更大的電源。即電源留有余地，正常電解時利用率及效率較低。
[0131]實(shí)施例9
[0132]參見圖1、圖7、圖12。
[0133]電解爐組，包括共用電源12和電解爐1、II。將2臺電解爐1、II串聯(lián)，使2臺電解爐與共用I臺電源12組成電路41 (圖12中粗線)。即電解爐I的陽極9與共用電源12的正極連接，電解爐II的陰極8與共用電源12的負(fù)極連接，電解爐I的陰極8與電解爐II的陽極9連接組成電解爐組。
[0134]所述電解爐1、II相同，為實(shí)施例1所述電解爐。所述共用電源12采用KG6000A電源。
[0135]電解時，由共用電源12提供電解爐1、II所需總電壓及電解電流。需要調(diào)整各電解爐的電解電流、電流密度、溫度等工藝參數(shù)時，可以通過各電解爐的調(diào)整部件3控制相應(yīng)陽極9升降或前后運(yùn)動改變陽極9的有效導(dǎo)電面積、電流密度等調(diào)整相應(yīng)工藝參數(shù)，也可以通過調(diào)整部件3控制陽極9左右運(yùn)動改變陰陽兩極間的距離達(dá)到調(diào)整相應(yīng)工藝參數(shù)的目的。
[0136]電解時，電解爐I生產(chǎn)金屬釹，電解爐II生產(chǎn)金屬鐠。主要工藝技術(shù)指標(biāo)如下:
[0137]電解爐1:電解溫度1030-1100°C，電解電流約6000A，金屬釹電單耗4.8kW*h/(kgNd)ο
[0138]電解爐I1:電解溫度1000-1050°C，電解電流約6000A，金屬鐠電單耗4.7kW.h/(kgPr)。
[0139]共用電源12輸出電壓12.7V，輸出電流6000A。
[0140]共用電源12輸出電壓升高后有利于減少電能的損耗。
[0141]更換生產(chǎn)品種或型號/規(guī)格后也可以僅調(diào)整陰陽兩極距離即可調(diào)整電解爐組中各電解爐相關(guān)工藝參數(shù)。
[0142]實(shí)施例10
[0143]參見圖3、圖9、圖10、圖13。
[0144]電解爐組，包括I臺共用電源12、4臺電解爐(A、N、P、Z)、2臺輔助電源(13N、13P)及8個開關(guān)(17A、18A、17N、18N、17P、18P、17Z&18Z)。4臺電解爐均為實(shí)施例6所述電解爐。所述共用電源12為HISFB-15000A高頻開關(guān)電源。
[0145]所述電解爐A的陽極9A與共用電源12的正極連接、陽極9A與共用電源12之間有開關(guān)18A，電解爐A的陰極8A與電解爐N的陽極9N連接，陰極8A與陽極9N之間有開關(guān)18N，電解爐N的陰極8N與電解爐P的陽極9P連接、陰極8N與陽極9P之間有開關(guān)18P，電解爐P的陰極8P與電解爐Z的陽極9Z連接、陰極8P與陽極9Z之間有開關(guān)18Z，電解爐Z的陰極8Z與共用電源12的負(fù)極連接組成電解爐組的主回路41。
[0146]所述電解爐N還配有輔助電源13N，電解爐P還配有輔助電源13P。
[0147]所述輔助電源13N的正極與陽極9N連接，負(fù)極與陰極SN連接。所述輔助電源13P的正極與陽極9P連接，負(fù)極與陰極8P連接。
[0148]所述開關(guān)17A與導(dǎo)線組成控制電路42A并聯(lián)在主回路41中電解爐A的兩端，控制電路42A與開關(guān)18A聯(lián)合可以切停電解爐A。所述開關(guān)17N與導(dǎo)線組成控制電路42N并聯(lián)在主回路41中電解爐N的兩端，控制電路42N與開關(guān)18N聯(lián)合可以切停電解爐N。所述開關(guān)17P與導(dǎo)線組成控制電路42P并聯(lián)在主回路41中電解爐P的兩端，控制電路42P與開關(guān)18P聯(lián)合可以切停電解爐P。所述開關(guān)17Z與導(dǎo)線組成控制電路42Z并聯(lián)在電解爐Z的電路中，控制電路42Z與開關(guān)18Z聯(lián)合可以切停電解爐Z。
[0149]上述各開關(guān)18及對應(yīng)的各控制電路42組合作用，可以將電解爐A、N、P、Z自電解爐組中任意切停而不影響其余電解爐的使用。
[0150]電解時，由共用電源12提供電解爐A、N、P、Z所需總電壓及按電解爐組中電解電流最低的電解爐A、Z所需電流供電。需要調(diào)整其余各電解爐的電解電流、電流密度、溫度等工藝參數(shù)時，可以通過調(diào)整部件3控制陽極9升降或前后運(yùn)動改變陽極9的有效導(dǎo)電面積、電流密度等調(diào)整相應(yīng)工藝參數(shù)，也可以通過調(diào)整部件3控制陽極9左右運(yùn)動改變陰陽兩極間的距離達(dá)到調(diào)整相應(yīng)工藝參數(shù)的目的。必要時，還可以控制各輔助電源13調(diào)整相應(yīng)電解爐的電解爐溫度、電流、電流密度等工藝參數(shù)。
[0151]生產(chǎn)中電解爐A、Z分別主要以陽極9A、9Z左右運(yùn)動調(diào)整極距控制電解爐A、Z電解溫度等工藝參數(shù)。電解爐N在以陽極9N左右運(yùn)動調(diào)整極距的同時，輔以輔助電源13N輸出電流100A - 600A控制電解爐溫度等工藝參數(shù)。電解爐P在以陽極9P左右運(yùn)動調(diào)整極距的同時，輔以輔助電源13P輸出電流200A - 500A控制電解爐溫度等工藝參數(shù)。
[0152]在共用電源12穩(wěn)定供電的基礎(chǔ)上，上述調(diào)節(jié)方式中以調(diào)整陰陽兩極極距最靈敏，因此在調(diào)整工藝參數(shù)時應(yīng)首先調(diào)整陰陽兩極極距。當(dāng)以調(diào)整極距的方式還不能達(dá)到最佳工藝參數(shù)時，還可以控制各輔助電源13調(diào)整相應(yīng)電解爐的電解爐溫度、電流、電流密度等工藝參數(shù)。
[0153]自電解爐組中任意切停電解爐A和/或N、P、Z后，應(yīng)調(diào)整共用電源12輸出的總電壓和/或電流調(diào)整相應(yīng)工藝參數(shù)。還可以各控制輔助電源13調(diào)整對應(yīng)電解爐的電解爐溫度、電流、電流密度等工藝參數(shù)。
[0154]主要電解工藝技術(shù)指標(biāo):
[0155]電解爐A、N、P、Z均生產(chǎn)鐠釹合金，共用電源12輸出電壓24.6V，電流約15000A，電解溫度1000-1080°C，鐠釹合金電單耗4.5kff.h/ (kgPrNd)。
[0156]共用電源12輸出電壓低于4臺電解爐A單獨(dú)電解鐠釹合金時的電源輸出電壓之和。
[0157]實(shí)施例11
[0158]參見圖1、圖11、圖14。
[0159]電解爐組，包括共用電源12、輔助電源13和電解爐A、Z。
[0160]所述電解爐A、Z相同，為實(shí)施例7所述電解爐。
[0161]所述共用電源12為HISFB-15000A高頻開關(guān)電源。
[0162]共用電源12與電解爐A、電解爐Z串聯(lián)，形成的電解電路為主回路41。即電解爐A的陽極A9與共用電源12的正極連接，電解爐Z的陰極8Z與共用電源12的負(fù)極連接，電解爐A的陰極8A與電解爐Z的陽極9Z連接組成電解主回路41 (圖14中粗實(shí)線)。輔助電源13連接在電解主回路41中電解爐Z的兩端。即輔助電源12的正極連接于電解爐Z的陽極Z9，負(fù)極連接于電解爐Z的陽極Z8。也就是說，輔助電源13工作時與共用電源12共同對電解爐Z并聯(lián)供電。
[0163]電解鐠釹合金時，由共用電源12輸出電壓控制電解爐組的總電壓，并按電解爐A所需電流輸出電流提供電解爐A、Z所需電能。生產(chǎn)中電解爐A、Z分別以陽極9A、9Z左右運(yùn)動調(diào)整極距控制電解爐A、Z的電解溫度等工藝參數(shù)，也可以通過調(diào)整部件3A、3Z分別控制陽極9A、9Z升降或前后運(yùn)動改變陽極的有效導(dǎo)電面積、電流密度等調(diào)整相應(yīng)工藝參數(shù)。電解爐Z還可以在以陽極9Z左右運(yùn)動調(diào)整極距的同時輔以輔助電源Z13輸出電流100A -600A控制電解爐Z的電解電流、溫度等工藝參數(shù)。也可以單獨(dú)調(diào)節(jié)輔助電源13Z輸出電流100A - 600A控制電解爐Z的電解電流、溫度等工藝參數(shù)。各陰極8的工作面基本垂直電解質(zhì)液體的液面，液態(tài)金屬釹沿陰極8工作面直接落入坩禍10內(nèi)。隨著各陽極9的消耗，各調(diào)整部件3控制相應(yīng)陽極9逐漸向?qū)?yīng)陰極8靠攏，以保持合適的陰陽極距離。由于各陽極9在消耗時可能出現(xiàn)非均勻消耗，因此，各調(diào)整部件3還可以控制各陽極9前后和/或上下移動以調(diào)整有效電解面積；必要時，各陽極9在相應(yīng)調(diào)整部件3的控制下還可以繞水平線和/或鉛垂線轉(zhuǎn)動以盡可能保持陽極9電解工作面與陰極8工作面平行。通常陽極9轉(zhuǎn)動的角度在15°以內(nèi)，以3-5°最常用。上述陽極9的所有運(yùn)動，均有助于電解時產(chǎn)生的氣體逸出O
[0164]電解時，電解爐A、Z均生產(chǎn)鐠釹合金:共用電源12輸出電壓12.4V，輸出電流約15000A ;輔助電源Z13輸出電流100A — 600A，電解溫度