[實(shí)用新型]一種真空高溫連續(xù)電解爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320623348.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN203582988U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈文成;劉美鳳;沈博;曹志新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶納資源控股（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): C25C3/28
• 分類號(hào): C25C3/28;C25C3/26;C25C3/36
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 胡時(shí)冶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電解設(shè)備，尤其是關(guān)于一種在真空、高溫條件下的連續(xù)電解難熔金屬的電解爐。

背景技術(shù)

真空高溫連續(xù)電解爐主要用于鈦與鈦基合金，以及某些有色金屬及其合金的熔煉。它是在真空狀態(tài)下，利用熱阻加熱進(jìn)行熔化并采用電解還原的原理由含鈦的原料還原制備和冶煉、澆鑄成型。該爐除具備一般高溫真空爐的特點(diǎn)以外，還在電解系統(tǒng)，密封系統(tǒng)，加料、出料系統(tǒng)等方面均有要求，需要在不破壞真空度條件下進(jìn)行連續(xù)加料、測溫、電解熔煉、出料、鑄錠冷卻及出錠，實(shí)現(xiàn)難熔金屬及其合金的連續(xù)生產(chǎn)。

現(xiàn)有的爐子主要為電解鋁工業(yè)爐，溫度一般低于1000℃，且爐膛為開放式結(jié)構(gòu)，不能滿足電解鈦金屬的真空高溫連續(xù)電解爐的技術(shù)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型著重在于解決大于1800℃真空高溫密閉條件下連續(xù)電解制備高熔點(diǎn)金屬及合金的問題，并為此提出一種真空高溫連續(xù)電解爐，特殊的爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及便捷的工藝，使本發(fā)明具有高效成本低的優(yōu)勢。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：

一種真空高溫連續(xù)電解爐，主要由電解室，以及以電解室為核心而設(shè)置的真空系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、電極升降系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)組成。所述電解室主要由爐殼、隔熱屏、石墨發(fā)熱體和熔池依次由外到內(nèi)圍設(shè)而成，所述爐殼上蓋設(shè)爐蓋，所述爐殼及爐蓋的外圍設(shè)置有水冷套，所述爐蓋與爐殼之間設(shè)置有高溫密封圈；在所述熔池的內(nèi)底部設(shè)置有高、低位兩個(gè)出料口，分別對(duì)應(yīng)純凈熔融金屬液的液位和雜質(zhì)熔液的液位；所述出料系統(tǒng)包括一連桿，由電解室外伸入，連桿下端帶封頭，正對(duì)著兩所述出料口，通過抽動(dòng)連桿控制封頭與出料口的開度。

進(jìn)一步講：

所述出料系統(tǒng)還包括出料管，連接在所述出料口的下部，所述出料管下方放置接料坩堝，接料坩堝位于冷卻的出料倉內(nèi)。

所述出料管的外圍設(shè)加熱裝置。

在所述爐蓋上的電極入口處，設(shè)置有密封連接的波紋管，所述波紋管的上端密封連接于所述電極升降系統(tǒng)上，安裝在所述電極升降系統(tǒng)上的電極穿過所述波紋管伸入到所述熔池中，隨電極升降系統(tǒng)的升降而升降。

所述電極升降系統(tǒng)包括一電機(jī)或液壓缸帶動(dòng)下的升降立柱，所述升降立柱上橫向固定一導(dǎo)電橫臂，所述導(dǎo)電橫臂的端部連接一電極抱卡，所述電極抱卡抱緊所述電極。

所述加料系統(tǒng)包括螺旋進(jìn)料裝置、進(jìn)料管，和連接于所述螺旋進(jìn)料裝置與進(jìn)料管之間的閘閥。

所述真空系統(tǒng)主要包括進(jìn)料真空泵、出料真空泵、電解室真空泵，附配有真空度/流量檢測裝置、真空排氣口、尾氣處理吸收塔。

所述電氣控制系統(tǒng)采用常規(guī)技術(shù)的人機(jī)操作界面和PLC控制系統(tǒng)。

所述循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要包括：針對(duì)電極升降系統(tǒng)設(shè)置的封閉冷卻水管路，針對(duì)爐殼、爐蓋設(shè)置的水冷套以及針對(duì)出料倉設(shè)置的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，所述出料倉內(nèi)設(shè)置有制冷板。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮了爐體材料性質(zhì)，真空密封，保溫與傳熱，高溫壽命，高溫下投料、出料等相關(guān)問題，通過對(duì)爐體加發(fā)熱體、隔熱屏，對(duì)爐蓋加密封圈，對(duì)爐體爐蓋加水冷套，對(duì)電極加波紋管動(dòng)態(tài)密封等改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)真空高溫連續(xù)電解的需求。2、在熔池內(nèi)設(shè)置高低位出料口，實(shí)現(xiàn)不同層次的出料。尤其在生產(chǎn)鈦金屬的過程中，通過高溫下以石墨電極為陽極，以二氧化鈦原料為陰極，二氧化鈦在氟化鈣或者是氟化鈣與氟化鋰的混合熔鹽中進(jìn)行電解，二氧化鈦被電解還原為液態(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。3、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(shí)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；而雜質(zhì)液體由高位出料口出料，可實(shí)現(xiàn)出料成分的有效分離。

附圖說明

圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖2是螺旋進(jìn)料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。