CN216039865U - 一种电解石墨槽 - Google Patents

Abstract

一种电解石墨槽，属于稀土生产设备技术领域。从上至下依次为阴极(8)、阳极(7)、炉盖(1)、外壳(5)、保温层(4)及石墨坩埚(6)，由外至内依次为炉盖(1)及外壳(5)、保温层(4)、石墨坩埚(6)、阳极(7)、阴极(8)，所述阴极(8)及阳极(7)穿过炉盖(1)伸入石墨坩埚(6)内；所述阳极(7)至少有2块，各阳极(7)之间有间隙(10)。此外，还包括石墨保护块(3)，所述石墨保护块(3)位于石墨坩埚(6)与阳极(7)之间，将间隙(10)与石墨坩埚(6)隔开。具有结构简单，使用方便，寿命达到1年以上。同时提高了生产效率；减少电解质损失，稀土金属产品收率提高，生产成本下降等优点。

Description

一种电解石墨槽

技术领域

本实用新型涉及一种电解石墨槽，属于稀土生产设备技术领域。

背景技术

石墨槽是电解生产稀土金属或合金工业中常用的设备。其为方便安装阳极及随不断消耗需要调节阴阳两极之间的距离，通常由若干石墨块组成阳极围在阴极的周围。大部分生产时间里各石墨块之间有间隙。

公告号CN203999851U的中国实用新型专利公开了一种稀土氧化物电解用的6000A电解炉，包括外钢套(1)、内钢套(3)、石墨槽(5)、炉盖(6)、钨阴极(8)、铜阳极(9)组成，外钢套(1)与内钢套(3)之间填充耐火砖层(2)，内钢套(3)与石墨槽 (5)之间设置耐火混凝土层(4)，炉盖(6)中心的炉口为正方形，上方安装有槽钢制作的散热器(7)，具有成本低，工序简便，提升电解炉的运转效率，减少能源损耗，电解温度易控制，炉体热平衡较好的优点，适应于稀土金属氧化物熔盐电解生产。但是由于该实用新型专利电解炉中的石墨槽(5与钨阴极(8之间存在透过石墨块之间间隙的电场，石墨槽(5透过石墨块之间间隙与阴极8对应的位置被缓慢消耗，寿命一般是3～4个月，使用寿命短，电解炉更换频繁，既提高了生产成本，又破坏了生产的连续性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述实用新型存在的缺陷，采用如下技术方案：

一种电解石墨槽，包括炉盖1、保温层4、外壳5、石墨坩埚6、阳极7及阴极 8；从上至下依次为阴极8、阳极7、炉盖1、外壳5、保温层4及石墨坩埚6，由外至内依次为炉盖1及外壳5、保温层4、石墨坩埚6、阳极7、阴极8，所述阴极8及阳极7穿过炉盖1伸入石墨坩埚6内；所述阳极7至少有2块，各阳极7之间有间隙10；所述电解石墨槽还包括石墨保护块3，所述石墨保护块3位于石墨坩埚6与阳极7之间，将间隙10与石墨坩埚6隔开。

本实用新型一种电解石墨槽优选技术方案之一，还包括固定栓2，所述固定栓2穿过石墨保护块3伸入石墨坩埚6或阳极7内将石墨保护块3固定在石墨坩埚6 或阳极7上；所述石墨保护块(3)有与固定栓(2)相适应的通孔，所述石墨坩埚(6)的内侧面或阳极(7)的外侧面有与固定栓(2)相适应的凹孔。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述石墨坩埚(6)的内侧面或阳极(7)的外侧面与固定栓(2)相适应的凹孔至少有2个。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述固定栓2为螺栓。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述螺栓尾部有一字形凹槽22。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述石墨保护块3的下沿低于阳极7的下沿。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述石墨保护块3至少有2 块。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述所述各石墨保护块3共同组成连续的保护层。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述连续的保护层为筒状或者多块平板状保护层连接成连续的框形。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述石墨坩埚6的底部有凹槽9。

本实用新型一种电解石墨槽再一优选技术方案，所述。

有益效果：本实用新型一种电解石墨槽结构简单，使用方便，石墨保护块3可以不断更换，只要石墨坩埚6不渗漏电解质，即使石墨坩埚6被部分损坏也不影响电解石墨槽的使用。至少延长了电解石墨槽的使用寿命2～3倍，使得电解石墨槽的使用寿命可以达到1年以上。同时减少更换新电解石墨槽的频率，减少新开炉起弧次数，提高了生产效率；将起弧用电以及起弧过程中电解质、更换新电解石墨槽的电解质损失减少至原来1/2～1/3；由于减少了电解质的损失，稀土金属产品收率由97.5％提高到98.7％，生产成本下降了10％左右。

附图说明

附图1为实施例一至实施例四、实施例六、实施例八及实施例九示意图。

附图2为实施例五及实施例七示意图。

附图3为实施例一至实施例四示意图。

附图4为实施例一至实施例四、实施例六、实施例八及实施例九示意图。

附图5为实施例五示意图。

附图6为实施例四示意图。

附图7为实施例四示意图。

具体实施方式

实施例一

电解石墨槽，参见图1及图3。

所述电解石墨槽包括炉盖1、石墨筒3、保温层4、外壳5、石墨坩埚6、阳极 7及阴极8。由外至内依次为炉盖1及外壳5、保温层4、石墨坩埚6、石墨筒3、阳极7、阴极8。外壳5及保温层4、石墨坩埚6、石墨筒3的顶面高度基本相同，所述炉盖1中心有供阴极8及阳极7穿过炉盖1的孔，炉盖1盖合在外壳5、保温层4、石墨坩埚6及石墨筒3上。所述阴极8为钨棒或钼棒制成。所述阴极8及阳极7穿过炉盖1伸入石墨坩埚6内，所述阳极7有4块，各阳极7之间有间隙10；所述阳极7 伸入石墨坩埚6的最低点略低于阴极8伸入石墨坩埚6的最低点且距石墨坩埚6的底部上表面有适当距离。所述石墨坩埚6的底部上表面中部即阴极8的正下方有坩埚坑9。所述石墨筒3的外壁靠近或贴住石墨坩埚6的内壁直至石墨坩埚6的下表面，在阴极8与石墨坩埚6之间形成竖直阻挡。

使用时，将钨/钼坩埚放置于坩埚坑9中收集稀土金属或合金产品。电解过程中由于石墨筒3在阴极8与石墨坩埚6之间的竖直阻挡，阻隔了由于石墨坩埚6与阳极绝缘不佳使得阴极8与石墨坩埚6之间穿过各阳极7之间的间隙10形成的电场，来源于稀土氧化物的少量氧气在石墨筒3内表面析出，与石墨筒3内表面的碳反应生成CO和/或CO2逸出，使得石墨坩埚6免受损坏。

石墨筒3被损坏至接近穿孔时，卸出石墨坩埚6内的熔盐等物体，拆下炉盖1 后水平旋转石墨筒3或更换石墨筒3后电解石墨槽即可重复使用。本实施例所述电解石墨槽的使用寿命达到1年以上。

实施例二

电解石墨槽，参见图1及图3。

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于所述石墨筒3被分开成2个半圆筒，石墨筒3由2块石墨保护块拼合而成。将石墨筒3的重量一分为二后减轻了安装或移动石墨保护块的劳动强度。

实施例三

电解石墨槽，参见图1及图3。

本实施例与实施例一基本相同。不同之处在于所述石墨筒3被分开成3块或更多圆弧状石墨保护块。一方面进一步减少单块重量减轻劳动强度，另一方面可以在不拆下炉盖1时就可以移动或更换石墨保护块。还可以视各石墨保护块受损程度更换部分石墨保护块。

实施例四

电解石墨槽，参见图1及图3、图6、图7。

本实施例与实施例二或实施例三基本相同。不同之处在于：一是还包括固定销2；二是石墨坩埚6的内侧面有若干个与固定销2相适应的凹孔；三是各石墨保护块有与固定栓2相适应、的通孔31。所述固定销2尾部均布有3个斜钩取固定销2的尾钩孔23。

组装石墨筒3时将石墨保护块上的的通孔对准石墨坩埚6的凹孔，以固定销2的尾钩孔23指向石墨坩埚6中心的方向将固定销2自石墨保护块上的的通孔31插入石墨坩埚6的凹孔中，保持2个尾钩孔23的孔口向下。将各石墨保护块依次固定在石墨坩埚6的内侧面。在移动石墨保护块时，取出固定销2后石墨保护块上的的通孔31也可以成为移动石墨保护块的着力点。尾钩孔23的孔口向下有利于尾钩孔23内的熔盐及时流出，防止堵塞尾钩孔23。

实施例五

电解石墨槽，参见图2及图4、图5、图7。

所述电解石墨槽包括炉盖1、螺柱2、石墨保护块3、保温层4、外壳5、石墨坩埚6、阳极7及阴极8。由外至内依次为炉盖1及外壳5、保温层4、石墨坩埚6、石墨保护块3、阳极7、阴极8。所述螺柱2一端面的中间位置有一字形凹槽22，圆柱面具有外螺纹21。所述外螺纹21优选T形螺纹。所述外壳5及保温层4、石墨坩埚6的顶面高度基本相同，所述炉盖1中心有供阴极8及阳极7穿过炉盖1的孔，炉盖1盖合在外壳5、保温层4及石墨坩埚6上。所述阴极8为钨棒或钼棒制成。所述阴极8及阳极7穿过炉盖1伸入石墨坩埚6内。所述阳极7有4块，每块阳极7的外弧面适当位置有1列按上下布置的浅坑，所述浅坑有与螺柱2的外螺纹相适应的内螺纹；各阳极7之间有间隙10；所述阳极7伸入石墨坩埚6的最低点略低于阴极 8伸入石墨坩埚6的最低点且距石墨坩埚6底部的上表面有适当距离。所述石墨坩埚6的底部上表面中部即阴极8的正下方有坩埚坑9。所述各石墨保护块3有上下2 个贯穿石墨保护块3厚度的通孔31，上下2个通孔31组成1列；所述通孔31具有与螺柱2的外螺纹21相适应的内螺纹。组装电解石墨槽时，螺柱2穿过通孔31将1块石墨保护块3的内弧面固定在阳极7的外弧面，石墨保护块3伸至相邻另一块阳极 7的外弧面，挡住相邻两块阳极7之间的间隙10。

电解石墨槽使用时，石墨保护块3的顶点高于石墨坩埚6内电解质的液面。当调整阳极7的位置时，石墨保护块3随阳极7同时移动。

当石墨保护块3被损坏无法在阴极8与石墨坩埚6之间形成完整的竖直阻挡时，单独更换一块石墨保护块3。更换石墨保护块3时，直接将阳极7连同石墨保护块3一起自石墨坩埚6内取出，通过凹槽22旋出螺柱2，即可更换石墨保护块3，无需清理石墨坩埚6内的电解质。由于可以事先将石墨保护块3与阳极7组装成一体备用，更换单块石墨保护块3及阳极7最快只要10分钟即可恢复生产。避免因更换石墨保护块造成较长时间停产及清理石墨坩埚6内的电解质等带来的不利影响。

所述石墨保护块3也可以用废旧阳极改制。

实施例六

电解石墨槽，参见图2及图4、图7。

本实施例所述电解石墨槽与实施例五基本相同。不同之处在于所述石墨保护块3有若干通孔31。

当石墨保护块3对应间隙10处被损坏无法在阴极8与石墨坩埚6之间形成完整的竖直阻挡时，可以移动石墨保护块3，通过更换不同的通孔31将石墨保护块 3与阳极7连接成一体，重复使用同一块石墨保护块3。必要时也可以更换成另一块石墨保护块3。

以上所述内容，仅为本实用新型构思下的基本说明，依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，例如将不同实施例的技术特征进行新的组合等，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种电解石墨槽，包括炉盖(1)、保温层(4)、外壳(5)、石墨坩埚(6)、阳极(7)及阴极(8)；从上至下依次为阴极(8)、阳极(7)、炉盖(1)、外壳(5)、保温层(4)及石墨坩埚(6)，由外至内依次为炉盖(1)及外壳(5)、保温层(4)、石墨坩埚(6)、阳极(7)、阴极(8)，所述阴极(8)及阳极(7)穿过炉盖(1)伸入石墨坩埚(6)内；所述阳极(7)至少有2块，各阳极(7)之间有间隙(10)；其特征在于，还包括石墨保护块(3)，所述石墨保护块(3)位于石墨坩埚(6)与阳极(7)之间，将间隙(10)与石墨坩埚(6)隔开。

2.如权利要求1所述一种电解石墨槽，其特征在于，还包括固定栓(2)，所述固定栓(2)穿过石墨保护块(3)伸入石墨坩埚(6)或阳极(7)内，将石墨保护块(3)固定在石墨坩埚(6)或阳极(7)上；所述石墨保护块(3)有与固定栓(2)相适应的通孔，所述石墨坩埚(6)的内侧面或阳极(7)的外侧面有与固定栓(2)相适应的凹孔。

3.如权利要求2所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述固定栓(2)为螺栓。

4.如权利要求3所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述螺栓尾部有一字形凹槽(22)。

5.如权利要求1所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述石墨保护块(3)的下沿低于阳极(7)的下沿。

6.如权利要求1所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述石墨保护块(3)至少有2块。

7.如权利要求6所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述石墨保护块(3)共同组成连续的保护层。

8.如权利要求7所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述连续的保护层为筒状或者多块平板状保护层连接成连续的框形。

9.如权利要求1所述一种电解石墨槽，其特征在于，所述石墨坩埚(6)的底部有凹槽(9)。

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