CN104498994B - 下插镁电解槽除渣装置及除渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明内容属于有色金属冶炼领域，公开了一种下插镁电解除渣装置及除渣方法。该除渣装置包括L形支架、推杆、刮刀和导向机构，所述L形支架包括扶手段以及与扶手段连接的工作段，所述导向机构设置于工作段上，所述推杆设置于导向机构中，所述刮刀连接于推杆的外端部，所述L形支架上设置有滑轮系统，所述推杆与滑轮系统连接，并可在滑轮系统的驱动下沿导向机构做伸缩运动。该除渣装置利用滑轮系统的驱动推杆伸缩运动，从而使刮刀深入电解槽底部从而去除循环口的残渣，解决了传统的长钩无法放入各石墨电解孔间的问题，一方面极大降低了人工操作强度，大大提高了电解电流效率；另一方面该装置也能适用于多级槽中，具有实际的应用价值。

Description

下插镁电解槽除渣装置及除渣方法

技术领域

本发明内容属于有色金属冶炼领域，具体涉及一种新型镁电解槽底除渣装置及方法。

背景技术

镁电解是生产金属镁的重要方法，尤其对于镁钛联合生产海绵钛的企业更是建立镁-氯循环的关键。目前无隔板电解槽和多级槽是镁电解的主要设备，而根据阳极在电解槽内的放入位置，可将电解槽分为上插槽、下插槽和侧插槽，下插阳极电解槽技术由于石墨电极不与空气接触，极大延长了其使用寿命而得到了发展。但下插阳极从电解槽插入严重压缩了电解槽底空间，使得电解产生的残渣清除变得困难，尤其在有效节约电解槽空间和增加电解槽利用率条件下，通常采用双电解室-单集镁室的槽型结构进行生产，集镁室空间进一步缩小，造成电极间的电解残渣无法及时有效的清除，当其堆积至阴极附近时，一方面引起镁汇集变差，造成电流效率降低，另一方面镁和电解产渣混合在一起造成其自身导电，易引起阴阳极短路，造成局部电极电流过载，甚至出现电极过热引起的漏槽现象。

目前，镁电解残渣的清除主要通过一根L形直角的勾渣装置将各阳极间的电解残渣勾到集镁室，再通过抓渣或抽渣的形式而除去，但集镁室空间的限制和电解槽底石墨电极的影响，使得勾渣装置在操作变得困难，不易清除电解槽底的残渣，加长钩子则无法放入各石墨电解孔间，严重影响镁电解的顺利运行。对此，提出一种可伸缩的镁电解除渣装置及使用方法，旨在对下插槽镁电解的产物及时有效的清除，降低电解残渣对镁电解系统的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种下插镁电解槽除渣装置，该装置可以简单方便地清除镁电解残渣。

该下插镁电解槽除渣装置包括L形支架、推杆、刮刀和导向机构，所述L形支架包括扶手段以及与扶手段连接的工作段，所述导向机构设置于工作段上，所述推杆设置于导向机构中，所述刮刀连接于推杆的外端部，所述L形支架上设置有滑轮系统，所述推杆与滑轮系统连接，并可在滑轮系统的驱动下沿导向机构做伸缩运动。

优选地，所述滑轮系统包括连接绳、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮以及驱动机构，所述第一滑轮位于L形支架的工作段的外端部，所述第二滑轮和第三滑轮均设置于工作段的内端部，所述驱动机构位于L形支架的扶手段上部，所述驱动机构包括绞盘和设置于绞盘上的手轮，所述连接绳包括用于控制推杆伸出的外拉段以及用于控制推杆缩回的内拉段，所述外拉段连接于推杆内端部，并依次与第一滑轮、第二滑轮以及驱动机构绕接，所述内拉段连接于推杆内端部，并依次与第三滑轮和驱动机构绕接。

优选地，所述导向机构为沿轴向开设有长槽孔的套管结构，所述推杆位于套管结构中，所述推杆内端部上设置有连接板，所述连接板从长槽孔延伸出导向机构，所述连接绳的外拉段连接于连接板上。

优选地，所述推杆内端部设置有连接头，所述连接头位于推杆的中轴线上，所述连接绳的内拉段通过连接头与推杆连接。

优选地，所述L形支架为L形空心筒体结构，所述L形支架的工作段密闭，且扶手段至少其下部密闭，所述导向机构和滑轮系统均位于L形支架内，所述L形支架的工作段外端部开设有导孔，所述推杆通过导孔延伸出L形支架，所述导孔处设置有推杆密封件。

优选地，所述L形支架整体均密闭，所述绞盘位于L形支架内，所述扶手段上部开设有手轮孔，所述手轮位于L形支架外并通过手轮孔与绞盘连接，所述手轮孔上设置有手轮密封件，所述L形支架的扶手段上部设置有单向进气阀。

优选地，所述L形支架、刮刀、推杆的材质均为耐高温耐腐蚀的钢材。

本发明还提供了一种利用上述下插镁电解槽除渣装置的除渣方法，其包括如下步骤：

a、对下插镁电解槽除渣装置进行查漏检验：向L形支架上的单向进气阀通入氩气，在L形支架的手轮密封件、推杆密封件和各连接部位喷上肥皂水，观察肥皂水泡沫是否胀大破裂，若未出现肥皂水泡沫胀大破裂现象，则气密性检验合格；

b、对下插镁电解槽除渣装置进行干燥处理；

c、缩回推杆，将L形支架的工作段放入镁电解槽中；

d、抬高刮刀并通过手轮控制推杆外伸，使刮刀越过电解残渣，推杆拉伸完成后，降低刮刀高度，使刮刀贴合电解槽底面，然后通过手轮控制推杆缩回，完成一次除渣循环；

e、反复执行d步骤，同时变换刮刀位置，将各阳极间的电解残渣勾到集镁室，并通过抓渣或抽渣将集镁室的电解残渣除去，从而完成镁电解槽除渣。

优选地，在d步骤和e步骤中，所述推杆的伸缩速率为0.5～2m/min。

本发明的有益效果是：该下插镁电解槽除渣装置利用滑轮系统的驱动推杆伸缩运动，从而使刮刀深入电解槽底部从而去除循环口的残渣，解决了传统的长钩无法放入各石墨电解孔间的问题，一方面极大降低了人工操作强度，大大提高了电解电流效率；另一方面该装置也能适用于多级槽中，具有实际的应用价值。

附图说明

图1是本发明的整体示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图4是本发明中驱动机构的局部放大图。

附图标记：1-L形支架，11-扶手段，12-工作段，2-推杆，21-连接板，22-连接头，23-推杆密封件，3-刮刀，4-导向机构，41-长槽孔，5-连接绳，51-外拉段，52-内拉段，53-第一滑轮，54-第二滑轮，55-第三滑轮，6-驱动机构，61-绞盘，62-手轮，63-手轮密封件，7-单向进气阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明的下插镁电解槽除渣装置，包括L形支架1、推杆2、刮刀3和导向机构4，所述L形支架1包括扶手段11以及与扶手段11连接的工作段12，所述导向机构4设置于工作段12上，所述推杆2设置于导向机构4中，所述刮刀3连接于推杆2的外端部，所述L形支架1上设置有滑轮系统，所述推杆2与滑轮系统连接，并可在滑轮系统的驱动下沿导向机构4做伸缩运动。

其中，L形支架1的扶手段11主要是用于手持以便于操作，而工作段12主要是用于设置导向机构4从而便于安装推杆2和刮刀3，滑轮系统作用是驱动推杆2做伸缩运动。

该装置的工作过程如下：

首先将L形支架1的工作段12放置于镁电解槽中，通过后压扶手段11适当抬高刮刀3，同时通过滑轮系统驱动推杆2向外伸展，使刮刀3可以越过槽底电解残渣，推杆2拉伸到位后，降低刮刀3使其与槽底贴合，通过滑轮系统驱动推杆2缩回，使刮刀3将电解残渣勾回，如此反复，当所有残渣均被勾回后，通过抓取或者抽取的形式将残渣移出电解槽，从而完成除渣过程。

该下插镁电解槽除渣装置不同于传统的除渣装置，可以首先将推杆缩回然后再将其放入电解槽中，从而解决传统加长钩子无法放入各石墨电解孔间的问题，采用滑轮系统驱动可以有效地降低人工操作强度。

所述的滑轮系统的具体设置方式有很多种，例如，在工作段外端部设置一个滑轮，连接绳绕过该滑轮与推杆连接，用以驱动推杆拉伸，同时，在工作段内端部设置一个滑轮，连接绳绕过此滑轮与推杆连接，用以驱动推杆缩回，通过人工直接提拉连接绳的方式驱动推杆伸缩。而作为优选方式，如图1和图4所示，所述滑轮系统包括连接绳5、第一滑轮53、第二滑轮54、第三滑轮55以及驱动机构6，所述第一滑轮53位于L形支架1的工作段12的外端部，所述第二滑轮54和第三滑轮55均设置于工作段12的内端部，所述驱动机构6位于L形支架1的扶手段11上部，所述驱动机构6包括绞盘61和设置于绞盘61上的手轮62，所述连接绳5包括用于控制推杆2伸出的外拉段51以及用于控制推杆2缩回的内拉段52，所述外拉段51连接于推杆2内端部，并依次与第一滑轮53、第二滑轮54以及驱动机构6绕接，所述内拉段52连接于推杆2内端部，并依次与第三滑轮55和驱动机构6绕接。

上述工作段12的外端部即是指工作段12远离扶手段11的一端，工作段12的内端部即指其与扶手段11连接的一端，同样，推杆2的外端部是指其远离扶手段11的一端，而其内端部是指其靠近扶手段11的连接处的一端。所述第二滑轮54和第三滑轮55主要起过渡和导向作用，使连接绳5基本与L形支架1平行。连接绳5的外拉段51绕过第一滑轮53连接于推杆2内端部，通过驱动机构6提拉外拉段51，可控制推杆2更多地被向外拉伸，连接绳5的内拉段52绕过第三滑轮55连接于推杆22内端部，通过驱动机构6提拉内拉段52，可以控制推杆2向内缩回。

驱动机构6的作用是提拉连接绳的外拉段51和内拉段52，驱动机构6可以采用电力驱动设备或者人力驱动设备等，而在此选择绞盘61和手轮62作为驱动机构6，其操作较为简单，重量较轻，且便于手动控制，掌握除渣节奏。

导向机构4可以有多种结构形式，如采用导槽、导管等，而作为优选方式，如图2所示，所述导向机构4为沿轴向开设有长槽孔41的套管结构，所述推杆2位于套管结构中，所述推杆2内端部上设置有连接板21，所述连接板21从长槽孔41延伸出导向机构4，所述连接绳5的外拉段51连接于连接板21上。

套管结构的导向机构4相对重量更轻，便于人工操作，而且其导向也较为稳定。连接板21的主要作用是在推杆2与连接绳5之前起到过度连接的作用。

同样，为了方便连接绳5的内拉段52与推杆2之间的连接，作为优选方式，所述推杆2内端部设置有连接头22，所述连接头22位于推杆2的中轴线上，所述连接绳5的内拉段52通过连接头22与推杆2连接。连接头22位于推杆2的中轴线上，可以使推杆2受到的内拉力作用于其中轴线上，使其缩回时运行更加稳定，防止与导向机构4内部发生挤压摩擦。

除渣结束后熔盐进入导向机构4易造成推杆头堵死，而且在除渣过程中，滑轮系统直接与电解槽内熔盐接触，会对其运行造成阻碍，为解决这一问题，作为优选方式，所述L形支架1为L形空心筒体结构，所述L形支架1的工作段12密闭，且扶手段11至少其下部密闭，所述导向机构4和滑轮系统均位于L形支架1内，所述L形支架1的工作段12外端部开设有导孔，所述推杆2通过导孔延伸出L形支架1，所述导孔处设置有推杆密封件23。

在除渣时，除渣装置的下部会进入熔盐中，因为L形支架1的扶手段11下部和工作段12密闭，可以有效防止熔盐进入空心的L形支架1内，从而有效地将滑轮系统和导向机构4同熔盐相隔离。导孔处的推杆密封件23优选采用耐高温密封构件。

虽然将L形支架1的下部密闭即能相对有效地保证熔盐难以进入L形支架1内部，但是，L形支架1外部所受熔盐总压强等于大气压强与熔盐本身产生的压强之和，而L形支架1内部压强即为大气压强，其略小于L形支架1外部所受熔盐总压强，此外，在推杆2运动过程中，推杆2与推杆密封件23之间会产生一定细微间隙，所以，难免部分熔盐通过推杆密封件23渗入L形支架1内部，为解决这一问题，作为优选方式，所述L形支架1整体均密闭，所述绞盘61位于L形支架1内，所述扶手段11上部开设有手轮孔，所述手轮62位于L形支架1外并通过手轮孔与绞盘61连接，所述手轮孔上设置有手轮密封件63，所述L形支架1的扶手段11上部设置有单向进气阀7。

此处采用绞盘61和手轮62驱动，易于实现密封，可以有效地保证L形支架1整体的密闭性。随着推杆2向外伸出，L形支架1内部空间扩大，可通过单向进气阀7吸入外界空气，而推杆2缩回过程中，L形支架1内部空间缩小，但由于单向进气阀7的作用，L形支架1内部气体不能排出，在L形支架1内部形成较高气压，而此时恰好是外部熔盐最易渗入的阶段，支架内部高气压则可以有效地防止熔盐渗入。在实际使用时，可以事先在通过单向进气阀7向L形支架1内部通入气体，使其内部形成高气压，从而达到防止熔盐渗入的目的。

为延长装置的使用寿命，作为优选方式，所述L形支架1、刮刀3、推杆2的材质均为耐高温耐腐蚀的钢材。如309不锈钢、310S不锈钢等等。

本发明所公开的利用上述下插镁电解槽除渣装置的除渣方法，包括如下步骤：

a、对下插镁电解槽除渣装置进行查漏检验：向L形支架1上的单向进气阀7通入氩气，在L形支架1的手轮密封件63、推杆密封件23和各连接部位喷上肥皂水，观察肥皂水泡沫是否胀大破裂，若未出现肥皂水泡沫胀大破裂现象，则气密性检验合格；

b、对下插镁电解槽除渣装置进行干燥处理；

c、缩回推杆2，将L形支架1的工作段11放入镁电解槽中；

d、抬高刮刀3并通过手轮62控制推杆2外伸，使刮刀3越过电解残渣，推杆2拉伸完成后，降低刮刀3高度，使刮刀3贴合电解槽底面，然后通过手轮62控制推杆2缩回，完成一次除渣循环；

e、反复执行d步骤，同时变换刮刀3位置，将各阳极间的电解残渣勾到集镁室，并通过抓渣或抽渣将集镁室的电解残渣除去，从而完成镁电解槽除渣。

在a步骤中检查装置的气密性可以保证L形支架1的密闭，防止除渣时电解槽内熔盐进入L形支架1；在b步骤中对下插镁电解槽除渣装置进行干燥处理是为了防止水分随着除渣装置进入电解槽熔盐，对之后电解槽的使用造成影响。为保证除渣装置可以被顺利放入电解槽，在c步骤中，必须缩回推杆2后再将其下放至电解槽中。在d步骤中，推杆2外伸时必须抬高刮刀3使其越过电解残渣，此处可采用向斜后方下压L形支架1扶手段的方式实现刮刀3的抬升。而缩回推杆2时，则必须使刮刀3紧贴电解槽底面，以保证除渣效果。之后这不断变换刮刀3位置，反复对电解槽各个位置进行刮渣，将电解槽内电解残渣集中到集镁室中，再通过抽取或者抓捞的方式，将残渣带出，完成整个除渣过程。

为防止刮刀运动过程中带起电解残渣，作为优选方式，在d步骤和e步骤中，所述推杆2的伸缩速率为0.5～2m/min。

Claims (9)

1.下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：包括L形支架(1)、推杆(2)、刮刀(3)和导向机构(4)，所述L形支架(1)包括扶手段(11)以及与扶手段(11)连接的工作段(12)，所述导向机构(4)设置于工作段(12)上，所述推杆(2)设置于导向机构(4)中，所述刮刀(3)连接于推杆(2)的外端部，所述L形支架(1)上设置有滑轮系统，所述推杆(2)与滑轮系统连接，并可在滑轮系统的驱动下沿导向机构(4)做伸缩运动。

2.如权利要求1所述的下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：所述滑轮系统包括连接绳(5)、第一滑轮(53)、第二滑轮(54)、第三滑轮(55)以及驱动机构(6)，所述第一滑轮(53)位于L形支架(1)的工作段(12)的外端部，所述第二滑轮(54)和第三滑轮(55)均设置于工作段(12)的内端部，所述驱动机构(6)位于L形支架(1)的扶手段(11)上部，所述驱动机构(6)包括绞盘(61)和设置于绞盘(61)上的手轮(62)，所述连接绳(5)包括用于控制推杆(2)伸出的外拉段(51)以及用于控制推杆(2)缩回的内拉段(52)，所述外拉段(51)连接于推杆(2)内端部，并依次与第一滑轮(53)、第二滑轮(54)以及驱动机构(6)绕接，所述内拉段(52)连接于推杆(2)内端部，并依次与第三滑轮(55)和驱动机构(6)绕接。

3.如权利要求1或2所述的下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：所述导向机构(4)为沿轴向开设有长槽孔(41)的套管结构，所述推杆(2)位于套管结构中，所述推杆(2)内端部上设置有连接板(21)，所述连接板(21)从长槽孔(41)延伸出导向机构(4)，所述连接绳(5)的外拉段(51)连接于连接板(21)上。

4.如权利要求3所述的下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：所述推杆(2)内端部设置有连接头(22)，所述连接头(22)位于推杆(2)的中轴线上，所述连接绳(5)的内拉段(52)通过连接头(22)与推杆(2)连接。

5.如权利要求2所述的下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：所述L形支架(1)为L形空心筒体结构，所述L形支架(1)的工作段(12)密闭，且扶手段(11)至少其下部密闭，所述导向机构(4)和滑轮系统均位于L形支架(1)内，所述L形支架(1)的工作段(12)外端部开设有导孔，所述推杆(2)通过导孔延伸出L形支架(1)，所述导孔处设置有推杆密封件(23)。

6.如权利要求5所述的下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：所述L形支架(1)整体均密闭，所述绞盘(61)位于L形支架(1)内，所述扶手段(11)上部开设有手轮孔，所述手轮(62)位于L形支架(1)外并通过手轮孔与绞盘(61)连接，所述手轮孔上设置有手轮密封件(63)，所述L形支架(1)的扶手段(11)上部设置有单向进气阀(7)。

7.如权利要求6所述的下插镁电解槽除渣装置，其特征在于：所述L形支架(1)、刮刀(3)、推杆(2)的材质均为耐高温耐腐蚀的钢材。

8.利用如权利要求6所述的下插镁电解槽除渣装置的除渣方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、对下插镁电解槽除渣装置进行查漏检验：向L形支架(1)上的单向进气阀(7)通入氩气，在L形支架(1)的手轮密封件(63)、推杆密封件(23)和各连接部位喷上肥皂水，观察肥皂水泡沫是否胀大破裂，若未出现肥皂水泡沫胀大破裂现象，则气密性检验合格；

b、对下插镁电解槽除渣装置进行干燥处理；

c、缩回推杆(2)，将L形支架(1)的工作段(12)放入镁电解槽中；

d、抬高刮刀(3)并通过手轮(62)控制推杆(2)外伸，使刮刀(3)越过电解残渣，推杆(2)拉伸完成后，降低刮刀(3)高度，使刮刀(3)贴合电解槽底面，然后通过手轮(62)控制推杆(2)缩回，完成一次除渣循环；

e、反复执行d步骤，同时变换刮刀(3)位置，将各阳极间的电解残渣勾到集镁室，并通过抓渣或抽渣将集镁室的电解残渣除去，从而完成镁电解槽除渣。

9.如权利要求8所述的除渣方法，其特征在于：在d步骤和e步骤中，所述推杆(2)的伸缩速率为0.5～2m/min。