CN105369294A - 一种稀土电解槽出金属的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稀土电解槽出金属的装置和方法。该稀土电解槽出金属的装置包括：金属舀勺、舀勺柄、多自由度机械臂以及控制系统，所述多自由度机械臂包括纵移机构、翻转机构、横移机构、旋转机构；所述控制系统与所述多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺完成舀出动作。利用上述装置出金属的方法包括步骤：多自由度机械臂运动至电解槽正上方、下降至熔盐电解质层中预热、下降至稀土金属层、上升舀出金属、铸锭。该发明具有不受电解温度影响、重量轻、效率高的优点。此外，由于采用固定在第一提拉杆上的第二纵移机构以及插入金属舀勺的体积块，有效防止了稀土金属表面氧化，保证了稀土金属表面质量。

Description

一种稀土电解槽出金属的装置和方法

技术领域

本发明专利涉及一种稀土电解槽出金属的装置和方法，属稀土冶金领域。

背景技术

氧化物电解技术制备稀土金属及合金在中国发展了几十年，氟化物体系电解氧化物技术也在不断创新的基础上日趋成熟，已成为我国稀土金属生产的主要工艺。电解槽槽型的研究取得了长足进步，目前电解槽槽型有4000～7000A、10KA电解槽，极少数大型企业研究开发了10KA以上的大型电解槽，但是出金属方式还处于人工操作阶段，该方法效率低，工人劳动强度大，还影响产品质量，极大程度上限制了我国稀土熔盐电解生产工艺的整体发展。经检索，虽然我国的一些科研机构和生产企业研制了大型电解槽出金属装置，采用虹吸原理进行自动出金属，但该技术未在实际生产中推广应用。

然而，申请人经过反复试验发现，采用虹吸原理进行自动出金属有着明显的缺陷：

1.易受电解温度影响：采用虹吸式自动出金属方法，在出金属前10-15分钟，停止加入稀土氧化物，并将电解温度升高，高出正常电解温度20-30℃，吸出稀土金属在锭模中成型好，表面光滑，无夹杂。在正常电解温度或低于正常电解温度，吸出的稀土金属在锭模中成型不好，表面不光滑，夹杂多。

2、灵活度低、装置笨重，虹吸式自动出金属装置，在密闭的浇铸室内完成稀土金属浇铸，当电解槽内稀土金属出完时，稀土金属留在浇铸室中降温，降温至30-50℃后取出，移动虹吸装置时，需将装置和浇铸室内的稀土金属一起移走，移动时很费力。

3、虹吸自动出金属方法，必须严格控制出金属的时间，这个时间很难控制，时间过短，稀土金属在电解槽内有剩余，时间过长电解槽内的熔盐也随之吸出来，熔盐液面降低，影响电解炉正常电解，还需及时向电解槽内补充电解质，待电解质熔化转变成熔融的熔盐，达到一定的高度，才能保证加入电解槽中的稀土氧化物电解。但在正常的出金属时间内，虹吸装置上升时，也有少量熔盐被吸出，电解槽内熔盐液面也降低，同时电解槽内温度波动很大；若时间过长，还可能吸干电解槽内熔盐，导致该电解槽停产。

4、虹吸出金属装置，在出金属过程中必须保证浇铸室内的真空压力在一定范围内，压力过低，电解槽内金属吸不出来，钛管容易堵塞；压力过高，吸金属速度过快，金属冲击浇铸室内锭模，金属成型不好，表面易夹杂，并且熔盐也随之吸出，电解槽内熔盐容易吸干，影响电解槽正常电解或停产。

5、电解过程中12个小时出金属4次，12小时内连续使用虹吸自动出金属装置出金属，电解槽内的熔盐温度会降低，导致加入的稀土氧化物不能完全电解，出来的稀土金属碳含量较高，产品合格率明显下降，经过2-3天的人工调整，电解槽才可正常电解。

为了克服上述诸多技术问题，本发明给出一种稀土电解槽出金属的装置和方法，其具有灵活、高效、重量轻、移动方便的优点；同时相比人工出金属操作，避免了人工出炉过程中液态金属多次与熔盐、阳极接触，造成的意外增碳因素，提高了产品的内在质量及化学成分的均一性，产品碳含量≤0.03%，金属锭重量均匀。

本发明适应各种槽型，出金属装置体积小、重量轻，移动方便，易操作，降低了人工出金属的劳动强度，提高了工作效率，实现了稀土电解出金属技术由人工操作向机械自动化的转变，对推动稀土电解技术水平的整体升级具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土电解槽出金属的装置和方法。该方法有利于提高产品内在质量，降低人工出金属的劳动强度，促进稀土电解技术整体水平的升级。

本发明通过以下技术方案实现：

一种稀土电解槽出金属的装置，包括：金属舀勺，所述金属舀勺用于从稀土电解槽底部舀取液态稀土金属；舀勺柄，所述舀勺柄下端与舀勺固定连接；多自由度机械臂，所述多自由度机械臂包括纵移机构，所述纵移机构的第一提拉杆109下端与舀勺柄上端固定连接，所述纵移机构用于驱动金属舀勺上升和下降；所述多自由度机械臂还包括翻转机构，所述翻转机构驱动所述机械臂的部分在垂直平面内旋转，以使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属；所述多自由度机械臂还包括横移机构和/或旋转机构，其用于驱动所述纵移机构以横移和/或旋转的方式到达稀土电解槽上方和离开稀土电解槽的上方；控制系统，与所述多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺完成舀出动作。

作为优选的技术方案，纵移机构、横移机构、旋转机构以及翻转机构选自于液压驱动装置、电机驱动装置、电磁驱动装置。

作为优选的技术方案，该装置还包括移动车，所述多自由度机械臂的一端固定于所述移动车上；在移动车上设置所述控制系统以及驱动辅助设备；所述驱动辅助设备为为所述多自由度机械臂的驱动电源或液压机械泵。

作为优选的技术方案，所述金属舀勺选自于钛材料或铌材料。

作为优选的技术方案，所述控制系统通过通信模块与机械臂电连接；所述通信模块为远红外通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块。

本发明还涉及一种利用上述技术方案的装置的稀土电解槽出金属的方法，包含以下步骤：

1）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺100位于所述稀土电解槽的上方；

2）控制所述纵移机构运动，使金属舀勺运动至稀土电解槽中的熔盐电解质层中，静止1-15分钟使金属舀勺100预热；

3）控制所述纵移机构继续向下运动，使金属舀勺的液面低于稀土电解槽中金属层的液面；本领域技术人员可以理解，金属舀勺的液面指的是舀勺口的平面，舀勺的上表面，也就是舀勺最大容积的液面。

4）控制所述纵移机构向上运动，使盛有稀土金属的金属舀勺100的底部高于金属电解槽10-1000mm，停止上升；

5）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺100离开所述稀土电解槽的上方，到达浇铸锭模上方的浇铸口，控制所述翻转机构旋转，使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属。

本申请人发现，由于金属比电解质比重大，熔盐电解质在稀土金属上面。在舀金属过程中，若舀勺中全部是稀土金属，在锭模中浇铸后，表面易氧化，增加了后序处理难度，同时处理后的稀土金属表面也不光滑，影响了稀土金属表面质量。因此，为防止稀土金属上表面氧化，在舀稀土金属时，金属舀勺内必须有一定量的熔盐电解质。经过反复试验发现，熔盐电解质的厚度控制在5-8mm效果最好，在锭模中浇铸时，熔盐电解质覆盖在稀土金属表面，有效防止了稀土金属表面氧化，保证了稀土金属表面质量。为了实现在金属舀勺中的稀土金属上覆盖一定厚度的熔盐电解质，本发明进一步提出一种稀土电解槽出金属的装置，其包括：

金属舀勺200，所述金属舀勺用于从稀土电解槽底部舀取液态稀土金属；舀勺柄1091，所述舀勺柄下端与舀勺固定连接；

多自由度机械臂，所述多自由度机械臂包括第一纵移机构108，所述第一纵移机构108驱动第一提拉杆109纵向移动；所述第一提拉杆109的下端与舀勺柄1091上端固定连接，用于驱动金属舀勺200上升和下降；在所述第一提拉杆109上固定设置第二纵移机构111，所述第二纵移机构111驱动一第二提拉杆110纵向移动；所述第二提拉杆110的下端连接一体积块1101；在第二纵移机构111的驱动下，所述体积块1101能够进入和离开金属舀勺200的液面；所述多自由度机械臂还包括横移机构和/或旋转机构，其用于驱动所述纵移机构以横移和/或旋转的方式到达稀土电解槽上方和离开稀土电解槽的上方；所述多自由度机械臂还包括翻转机构，所述翻转机构驱动所述机械臂的部分在垂直平面内旋转，以使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属；

控制系统23，与所述多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺100完成舀出动作以及所述体积块1101进出金属舀勺液面的动作。

作为优选的技术方案，所述第二提拉杆110可相对移动地嵌入所述第一提拉杆109。

作为优选的技术方案，所述第一纵移机构108预设第一位置和第二位置，该第一位置为使所述金属舀勺200的液面处于稀土电解槽中熔盐电解质层中所对应的第一提拉杆109的高度位置，该第二位置为使所述金属舀勺200的液面与稀土电解槽中稀土金属层的液面平齐所对应的第一提拉杆109的高度位置；所述第二纵移机构111预设第三位置和第四位置，该第三位置为使体积块1101完全离开金属舀勺200的液面所对应的第二提拉杆110的高度位置，该第四位置为体积块1101以预定深度进入金属舀勺200的液面所对应的第二提拉杆110的高度位置；

所述控制系统被设置为，在所述金属舀勺200的下降过程中，控制所述第二纵移机构111处于第四位置；在在所述金属舀勺200的上升降过程中，当所第一提拉杆109位于所述第二位置以下时，控制所述第二纵移机构111处于第四位置，当所第一提拉杆109位于高于所述第二位置的第一位置时，控制所述第二纵移机构111处于第三位置。

进一步提出一种利用上述技术方案的装置的稀土电解槽出金属的方法，包含以下步骤：

1）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺200位于所述稀土电解槽的上方；

2）控制所述第二纵移机构111处于第四位置；

3）控制所述第一纵移机构108运动，使所述第一提拉杆109向下运动至所述第二位置，静止1-15分钟使金属舀勺200预热；

4）控制所述第一纵移机构108运动，使所述第一提拉杆109向下运动至所述第一位置以下；之后使所述第一提拉杆109向上运动至所述第二位置，控制所述第二纵移机构111运动，使第二纵移机构111处于第三位置；

5）控制所述第一纵移机构108运动，使所述第一提拉杆109向上运动直至盛有稀土金属的金属舀勺的底部高于金属电解槽10-1000mm，停止上升；

6）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺200离开所述稀土电解槽的上方，到达浇铸锭模上方的浇铸口，控制所述翻转机构旋转，使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属。

相比现有技术，本发明的技术效果显著：

1、不受电解温度影响：采用该装置和方法舀金属，不受电解温度影响，温度低，也可以舀出金属，浇铸的稀土金属表面光滑，无夹杂，产品内部质量均一、稳定。2、该装置舀金属是在敞开式环境中进行，用金属舀勺一勺一勺的舀出，每勺金属重量2-3Kg,连续作业，当舀完稀土金属时，只需移走出金属装置即可，定模中的稀土金属在敞开式环境中自然降温。3、用金属舀勺一勺一勺的舀出，对电解槽内温度影响很小，直至电解槽内稀土金属全部舀出，熔盐液面高度变化不大，移走舀金属装置，就可正常电解。用舀勺舀金属不受时间约束，可根据电解槽运行的情况，随时舀出电解槽内稀土金属。4、舀金属装置比虹吸自动出金属装置，重量轻、移动方便。

此外，对于进一步改进的技术方案，其具有更加明显的技术效果：在锭模中浇铸时，熔盐电解质覆盖在稀土金属表面，有效防止了稀土金属表面氧化，保证了稀土金属表面质量。此外，本发明实现了对金属舀勺中表层覆盖的熔盐电解质层厚度的自动化控制，其使得精确控制熔盐电解质层厚度为5-8mm成为可能，同时通过控制体积块的位置，使得对金属舀勺中稀土金属的质量的精确控制成为可能。

附图说明

图1是本发明的稀土电解槽出金属的装置的整体结构示意图。

图2是本发明的稀土电解槽出金属的装置的多自由度机械臂的立体结构示意图。

图3是本发明的第一种实施方式的部分结构示意图。

图4是本发明的第二种实施方式的部分结构示意图。

图5是本发明的稀土电解槽出金属的装置在稀土电解槽作业环境中的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式1

如图1、3、5所示的一种稀土电解槽出金属的装置，包括：金属舀勺100，所述金属舀勺100用于从稀土电解槽1底部舀取液态稀土金属；舀勺柄102，所述舀勺柄102下端与舀勺100固定连接，金属舀勺100选自于钛材料或铌材料；多自由度机械臂，所述多自由度机械臂包括纵移机构108、翻转机构105、横移机构103、旋转机构101，所述纵移机构108的第一提拉杆109下端与舀勺柄102上端固定连接，所述纵移机构108用于驱动金属舀勺100上升和下降；所述翻转机构105通过第一连接件107与纵移机构108固定连接，器包括一翻转驱动装置112，用于驱动所述机械臂的部分在垂直平面内旋转，以使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属；该翻转驱动装置112可以是电动机、步进电机、液压驱动器、电磁驱动器等本领域常规的机械臂动作驱动装置；横移机构的伸缩臂104的自由端固定连接翻转机构105，横移机构的另一端通过第二连接件102固定在旋转机构101的自由端；横移机构103和旋转机构101用于驱动所述纵移机构以横移和/或旋转的方式到达稀土电解槽上方和离开稀土电解槽的上方，根据实际作业情况，选择同时具备横移机构103和旋转机构101，或者只具备二者之一，均可以实现驱动纵移机构到达和离开稀土电解槽的上方；

该装置还包括移动车2，所述多自由度机械臂的一端固定于所述移动车2上；在移动车2上设置控制系统23以及驱动辅助设备；所述驱动辅助设备为为所述多自由度机械臂的驱动电源或液压机械泵。所示控制系统23，与多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺完成舀出动作。移动车2的车体21上设置台座22，旋转机构101下部固定在设置在台座22上。该移动车可移动，其可以在人力的驱动下移动，也可以采用自动控制的电动驱动，移动车的车轮可以设置在滑轨上，也可以在普通平地上移动。

所示纵移机构108、横移机构103、旋转机构101以及翻转机构105都可以采用液压驱动装置、电机驱动装置、电磁驱动装置等本领域常规的机械臂动作驱动装置；所述控制系统23通过通信模块（图中未示出）与机械臂电连接；所述通信模块为远红外通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块。

在移动车上设置人机交互面板，以方便操作人员控制该装置。也可以通过上述通信模块远程控制该装置，以减小对人员的危害和危险。

结合图5，在具体作业环境中使用上述的稀土电解槽出金属的装置，图中所示的稀土电解槽包括石墨槽、石墨阳极12、金属接收器11、阴极13。该稀土电解槽可以是4000～7000A电解槽和10KA电解槽及10KA以上不同槽型的稀土电解槽，采用二项浇铸技术浇铸金属锭。具体的，利用上述技术方案的装置的稀土电解槽出金属的方法，包含以下步骤：

1）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺位于所述稀土电解槽的上方；

2）控制所述纵移机构运动，使金属舀勺运动至稀土电解槽中的熔盐电解质层中，静止1-15分钟使金属舀勺预热；

3）控制所述纵移机构继续向下运动，使金属舀勺的液面低于稀土电解槽中金属层的液面；本领域技术人员可以理解，金属舀勺的液面指的是舀勺口的平面，舀勺的上表面，也就是舀勺最大容积的液面。

4）控制所述纵移机构向上运动，使盛有稀土金属的金属舀勺的底部高于金属电解槽10-1000mm，停止上升；设置金属舀勺的运动路径避开稀土电解槽的石墨阳极和阴极，避免碰触。

5）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺离开所述稀土电解槽的上方，到达浇铸锭模上方的浇铸口，控制所述翻转机构旋转，使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属。

采用上述方法稀土金属的一致性好、偏析小，碳含量均≤0.03%，金属锭重量均匀，每块金属锭重量在2～3Kg之间。使用该方法出金属，还可根据客户需求，浇铸各种锭型的稀土金属，如：50g、100g、300g、500g等重量的柱形、方形、菱形、圆形、条形及其他各类形状的金属锭。

具体实施方式2

如图4所示的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于包括：

金属舀勺200，所述金属舀勺用于从稀土电解槽底部舀取液态稀土金属；

舀勺柄1091，所述舀勺柄下端与舀勺固定连接；

多自由度机械臂，所述多自由度机械臂包括第一纵移机构108，所述第一纵移机构108驱动第一提拉杆109纵向移动；所述第一提拉杆109的下端与舀勺柄1091上端固定连接，用于驱动金属舀勺200上升和下降；在所述第一提拉杆109上固定设置第二纵移机构111，所述第二纵移机构111驱动一第二提拉杆110纵向移动；所述第二提拉杆110的下端连接一体积块1101；在第二纵移机构111的驱动下，所述体积块1101能够进入和离开金属舀勺200的液面；所述多自由度机械臂还包括横移机构和/或旋转机构，其用于驱动所述纵移机构以横移和/或旋转的方式到达稀土电解槽上方和离开稀土电解槽的上方；所述多自由度机械臂还包括翻转机构，所述翻转机构驱动所述机械臂的部分在垂直平面内旋转，以使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属；控制系统23，与所述多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺100完成舀出动作以及所述体积块1101进出金属舀勺液面的动作。第二提拉杆110可相对移动地嵌入所述第一提拉杆109。该装置可以包括移动车2。

所述第一纵移机构108预设第一位置和第二位置，该第一位置为使所述金属舀勺200的液面处于稀土电解槽中熔盐电解质层中所对应的第一提拉杆109的高度位置，该第二位置为使所述金属舀勺200的液面与稀土电解槽中稀土金属层的液面平齐所对应的第一提拉杆109的高度位置；所述第二纵移机构111预设第三位置和第四位置，该第三位置为使体积块1101完全离开金属舀勺200的液面所对应的第二提拉杆110的高度位置，该第四位置为体积块1101以预定深度进入金属舀勺200的液面所对应的第二提拉杆110的高度位置；所述第三位置和第四位置均为相对于第一提拉杆109，第二提拉杆110的高度位置。

上述第四位置决定了金属舀勺中的稀土金属上覆盖的熔盐电解质层的厚度，根据圆柱形体积块1101的截面积计算得出能够使熔盐电解质层的厚度为5-8mm的体积块插入深度，从而得到上述第四位置的精确取值。另外，该第四位置的取值还能够微调每次舀取稀土金属的量，以精确控制铸锭的重量。

所述控制系统被设置为，在所述金属舀勺200的下降过程中，控制所述第二纵移机构111处于第四位置；在在所述金属舀勺200的上升降过程中，当所第一提拉杆109位于所述第二位置以下时，控制所述第二纵移机构111处于第四位置，当所第一提拉杆109位于高于所述第二位置的第一位置时，控制所述第二纵移机构111处于第三位置。

利用上述装置的稀土电解槽出金属的方法，从10KA金属钕电解槽出重量2-3KG金属锭，包含以下步骤：

1）首先，以自动或人工的方式将上述稀土电解槽出金属的装置运送到稀土电解槽前一定位置处。控制第一纵移机构108向上运动，使金属舀勺的底部处于高于金属电解槽10-1000mm的位置处，停止上升；控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺200位于所述稀土电解槽的正上方；

2）控制所述第二纵移机构111处于第四位置；

3）控制所述第一纵移机构108运动，使所述第一提拉杆109向下运动至所述第二位置，静止1-15分钟使金属舀勺200预热；

4）控制所述第一纵移机构108运动，使所述第一提拉杆109向下运动至所述第一位置以下；之后使所述第一提拉杆109向上运动至所述第二位置，控制所述第二纵移机构111运动，使第二纵移机构111处于第三位置；

5）控制所述第一纵移机构108运动，使所述第一提拉杆109向上运动直至盛有稀土金属的金属舀勺的底部高于金属电解槽10-1000mm，停止上升；

6）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺200离开所述稀土电解槽的上方，到达浇铸锭模上方的浇铸口，控制所述翻转机构旋转，使金属舀勺翻转实现金属钕二项浇铸。

重复上述步骤1）至6）20-25次，舀完电解槽内的金属钕。

采用该方法及装置出的金属钕锭重量均匀，每块金属锭重2～3Kg,表面光滑，无夹杂，经分析检测，金属钕一致性好，碳含量均不大于0.03%。

上述具体实施方式为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定，其他任何未背离本发明技术方案所做出的其他改变或其它等效替换，都将包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于包括：

金属舀勺（100），所述金属舀勺用于从稀土电解槽底部舀取液态稀土金属；

舀勺柄（102），所述舀勺柄下端与舀勺固定连接；

多自由度机械臂，所述多自由度机械臂包括纵移机构（108），所述纵移机构（108）的第一提拉杆（109）下端与舀勺柄（102）上端固定连接，所述纵移机构（108）用于驱动金属舀勺（100）上升和下降；所述多自由度机械臂还包括翻转机构，所述翻转机构驱动所述机械臂的部分在垂直平面内旋转，以使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属；所述多自由度机械臂还包括横移机构和/或旋转机构，其用于驱动所述纵移机构以横移和/或旋转的方式到达稀土电解槽上方和离开稀土电解槽的上方；

控制系统（23），与所述多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺（100）完成舀出动作。

2.根据权利要求1所述的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于，所述纵移机构、横移机构、旋转机构以及翻转机构选自于液压驱动装置、电机驱动装置、电磁驱动装置。

3.根据权利要求2所述的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于，还包括移动车，所述多自由度机械臂的一端固定于所述移动车上；在移动车上设置所述控制系统以及驱动辅助设备；所述驱动辅助设备为为所述多自由度机械臂的驱动电源或液压机械泵。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于，所述金属舀勺选自于钛材料或铌材料。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于，所述控制系统通过通信模块与机械臂电连接；所述通信模块为远红外通信模块、WIFI通信模块、蓝牙通信模块。

6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的装置的稀土电解槽出金属的方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺（100）位于所述稀土电解槽的上方；

2）控制所述纵移机构向下运动，第一提拉杆（109）下降，使金属舀勺运动至稀土电解槽中的熔盐电解质层中，静止1-15分钟使金属舀勺（100）预热；

3）控制所述纵移机构继续向下运动，使金属舀勺的液面低于稀土电解槽中金属层的液面；

4）控制所述纵移机构向上运动，使盛有稀土金属的金属舀勺（100）的底部高于金属电解槽10-1000mm，停止上升；

5）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺（100）离开所述稀土电解槽的上方，到达浇铸锭模上方的浇铸口，控制所述翻转机构旋转，使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属。

7.一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于包括：

金属舀勺（200），所述金属舀勺用于从稀土电解槽底部舀取液态稀土金属；

舀勺柄（1091），所述舀勺柄下端与舀勺固定连接；

多自由度机械臂，所述多自由度机械臂包括第一纵移机构（108），所述第一纵移机构（108）驱动第一提拉杆（109）纵向移动；所述第一提拉杆（109）的下端与舀勺柄（1091）上端固定连接，用于驱动金属舀勺（200）上升和下降；在所述第一提拉杆109上固定设置第二纵移机构（111），所述第二纵移机构（111）驱动一第二提拉杆（110）纵向移动；所述第二提拉杆（110）的下端连接一体积块（1101）；在第二纵移机构（111）的驱动下，所述体积块（1101）能够进入和离开金属舀勺（200）的液面；所述多自由度机械臂还包括横移机构和/或旋转机构，其用于驱动所述纵移机构以横移和/或旋转的方式到达稀土电解槽上方和离开稀土电解槽的上方；所述多自由度机械臂还包括翻转机构，所述翻转机构驱动所述机械臂的部分在垂直平面内旋转，以使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属；

控制系统（23），与所述多自由度机械臂电连接，用于控制所述多自由度机械臂的运动，以使金属舀勺（100）完成舀出动作以及所述体积块（1101）进出金属舀勺液面的动作。

8.根据权利要求7所述的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于，所述第二提拉杆（110）可相对移动地嵌入所述第一提拉杆（109）。

9.根据权利要求7或8所述的一种稀土电解槽出金属的装置，其特征在于，所述第一纵移机构（108）预设第一位置和第二位置，该第一位置为使所述金属舀勺（200）的液面处于稀土电解槽中熔盐电解质层中所对应的第一提拉杆（109）的高度位置，该第二位置为使所述金属舀勺（200）的液面与稀土电解槽中稀土金属层的液面平齐所对应的第一提拉杆（109）的高度位置；所述第二纵移机构（111）预设第三位置和第四位置，该第三位置为使体积块（1101）完全离开金属舀勺（200）的液面所对应的第二提拉杆（110）的高度位置，该第四位置为体积块（1101）以预定深度进入金属舀勺（200）的液面所对应的第二提拉杆（110）的高度位置；

所述控制系统被设置为，在所述金属舀勺（200）的下降过程中，控制所述第二纵移机构（111）处于第四位置；在在所述金属舀勺（200）的上升降过程中，当所第一提拉杆（109）位于所述第二位置以下时，控制所述第二纵移机构（111）处于第四位置，当所第一提拉杆（109）位于高于所述第二位置的第一位置时，控制所述第二纵移机构（111）处于第三位置。

10.一种利用权利要求9所述的装置的稀土电解槽出金属的方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺（200）位于所述稀土电解槽的上方；

2）控制所述第二纵移机构（111）处于第四位置；

3）控制所述第一纵移机构（108）运动，使所述第一提拉杆（109）向下运动至所述第二位置，静止1-15分钟使金属舀勺（200）预热；

4）控制所述第一纵移机构（108）运动，使所述第一提拉杆（109）向下运动至所述第一位置以下；之后使所述第一提拉杆（109）向上运动至所述第二位置，控制所述第二纵移机构（111）运动，使第二纵移机构（111）处于第三位置；

5）控制所述第一纵移机构（108）运动，使所述第一提拉杆（109）向上运动直至盛有稀土金属的金属舀勺的底部高于金属电解槽10-1000mm，停止上升；

6）控制所述多自由度机械臂运动，使金属舀勺（200）离开所述稀土电解槽的上方，到达浇铸锭模上方的浇铸口，控制所述翻转机构旋转，使金属舀勺翻转，从而倒出已舀取的液态稀土金属。