13輸出電流100A — 600A，電解溫度1030-1100 °C，金屬釹平均電單耗
4.5kff.h/ (kgPrNd)。
[0165]實施例12
[0166]參見圖3、圖9、圖10、圖13。
[0167]電解爐組，包括I臺共用電源12、6臺電解爐(A、B、N、P、Y及Z)、6臺輔助電源(13A、13B、13N、13P、13Y 及 13Z)及 12 個開關(guān)(17A、18A、17B、18B、17N、18N、17P、18P、17Y、18Y、17Z及18Z)。所述共用電源12為HISFB-15000A高頻開關(guān)電源。
[0168]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B的陽極9B連接，陰極8A與陽極9B之間有開關(guān)18B，電解爐B的陰極8B與電解爐N的陽極9N連接，陰極8B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Y的陽極9Y連接、陰極8P與陽極9Y之間有開關(guān)18Y，電解爐Y的陰極8Y與電解爐Z的陽極9Z連接、陰極8Y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的負極連接組成電解爐組中共用電源12向各電解爐同時供電的主回路41。
[0169]各電解爐分別配有I臺輔助電源13，所述各輔助電源13的正極與各自電解爐的陽極9連接，各輔助電源13的負極與各自電解爐的陰極8連接。
[0170]所述開關(guān)17A與導線組成控制電路42A并聯(lián)在主回路42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)17B與導線組成控制電路42B并聯(lián)在主回路42中電解爐B的兩端，控制電路42B與開關(guān)18B聯(lián)合可以切停電解爐B。所述開關(guān)17N與導線組成控制電路42N并聯(lián)在主回路42中電解爐N的電兩端，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與導線組成控制電路42P并聯(lián)在主回路42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)17Y與導線組成控制電路42Y并聯(lián)在主回路42中電解爐Y的兩端，控制電路42Y與開關(guān)18Y聯(lián)合可以切停電解爐Y。所述開關(guān)17Z與導線組成控制電路42Z并聯(lián)在主回路42中電解爐Z的兩端，控制電路42Z與開關(guān)18Z聯(lián)合可以切停電解爐Z。
[0171]所述電解爐A、B、N、P、Y及Z相同，其中電解爐A為實施例2中所用電解爐。
[0172]上述各開關(guān)18及對應的各控制電路42組合作用，可以將任意電解爐自電解爐組中切停而不影響其余電解爐的使用。
[0173]電解時，由共用電源12提供電解爐A、B、N、P、Y及Z所需總電壓及按電解爐組中電解電流最低的電解爐A所需的電流供電。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升降或前后運動改變陽極9的有效導電面積、電流密度等調(diào)整相應工藝參數(shù)，也可以通過調(diào)整部件3控制陽極9左右運動改變陰陽兩極間的距離達到調(diào)整相應工藝參數(shù)的目的。必要時，還可以控制各輔助電源13調(diào)整相應電解爐的電解爐溫度、電流、電流密度等工藝參數(shù)。
[0174]在共用電源12穩(wěn)定供電的基礎上，調(diào)節(jié)各臺電解爐的工藝參數(shù)時上述調(diào)節(jié)方式中以調(diào)整需調(diào)節(jié)電解爐的陰陽兩極極距最靈敏，因此在調(diào)整工藝參數(shù)時應首先調(diào)整陰陽兩極極距。當以調(diào)整極距的方式還不能達到最佳工藝參數(shù)時，還可以控制各輔助電源13調(diào)整相應電解爐的電解爐溫度、電流、電流密度等工藝參數(shù)。在只需要調(diào)節(jié)一臺或少數(shù)幾臺電解爐的工藝參數(shù)時以調(diào)節(jié)需調(diào)節(jié)電解爐的輔助電源最方便。
[0175]以調(diào)節(jié)電解爐的輔助電源輸出電流來調(diào)節(jié)各電解爐的工藝參數(shù)時，由于不需要調(diào)整電解爐的電解電壓，有利于降低電解電耗。
[0176]在夾套水冷卻器12、銅管12b中冷卻水的作用下，一方面陰極8的溫度下降、電阻下降、產(chǎn)品電耗降低；另一方面如爐內(nèi)電解質(zhì)液體沿陰極8滲出時可以及時凝固滲出的電解質(zhì)。
[0177]自電解爐組中任意切停電解爐A和/或B、N、P、Y、Z后，可以調(diào)整共用電源12輸出的總電壓和/或電流調(diào)整相應工藝參數(shù)。還可以各控制輔助電源13調(diào)整對應電解爐的電解爐溫度、電流、電流密度等工藝參數(shù)。
[0178]主要電解工藝技術(shù)指標:
[0179]電解爐A、B、N、P、Y及Z均生產(chǎn)鐠釹合金，共用電源12輸出電壓37.6V，電流約15000A，電解溫度 1000-1080°C，鐠釹合金電單耗 4.4kff.h/ (kgPrNd)。
[0180]生產(chǎn)中各電解爐主要分別以陽極9左右運動調(diào)整陰極8與陽極9兩極距離控制各電解爐電解電壓、電解溫度等工藝參數(shù)，輔助電源A13、B13、Z13分別輸出電流100-400A。電解爐N在以陽極N9左右運動調(diào)整極距的同時，輔以輔助電源N13輸出電流400-600A控制電解爐溫度等工藝參數(shù)。電解爐P、Y在以陽極P9左右運動調(diào)整極距的同時，輔以輔助電源Ρ13、Υ13分別輸出電流600-900Α控制電解爐溫度等工藝參數(shù)。
[0181]在生產(chǎn)中需要調(diào)整單臺電解爐的電解溫度等工藝參數(shù)時，可以調(diào)整相應輔助電源13輸出的電流，此時對電解爐組中其余電解爐影響更小。
[0182]共用電源12輸出電壓與各臺電解爐單獨電解稀土金屬的電源輸出電壓之和的差的絕對值隨電解爐組中工作的電解爐數(shù)量增加而增加；產(chǎn)品電單耗隨電解爐組中工作的電解爐數(shù)量增加而降低。
[0183]實施例13
[0184]參見圖2、圖7。
[0185]電解爐，包括進料管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、水冷卻器12、保溫層16和防滲絕緣部件20。所述外殼7內(nèi)有保溫層16、爐壁6，爐壁6內(nèi)的空腔形成頂部開口的爐膛5。外殼7之上設有密封罩4將外殼7罩于其中。所述爐膛5內(nèi)設有2塊陰極8a、8b和3塊陽極9a、9b、9c。所述各陰極8為金屬板，在外殼7之外至爐壁6內(nèi)壁的一端為接線端81，另一端自外殼7之外穿過外殼7及保溫層16、爐壁6豎直懸置于爐膛5內(nèi)，通過防滲絕緣部件20密封固定于爐壁6、保溫層16及外殼7中。所述陽極9a、9b、9c各自的上端9la、9lb、9Ic分別穿過密封罩4與位于密封罩4之上對應的調(diào)整部件3a、3b、3c連接，各調(diào)整部件3分別控制對應的陽極9運動。各陽極9與各陰極8均平行，各陰極8的兩側(cè)分別懸掛I塊陽極9，陰極8與陽極9交替布置。所述各調(diào)整部件3可以分別控制對應的陽極9升降和/或前后、左右運動。所述坩禍10的截面呈梯形，置于爐膛5底部位于二塊陰極8下方，其上沿保持水平，底部一角相對于其余各角深度較深。所述水冷卻器12安裝在外殼7之外的接線端81表面與外殼7保持適當距離。水冷卻器12與外殼7保持適當距離可以節(jié)省水冷卻器12與外殼7直接接觸時二者之間設置的絕緣材料。
[0186]陽極9頂端通過導線與電源正極連接，二接線端81在外殼7外并聯(lián)后與電源的負極連接。鑭化合物等原材料自進料管I進入爐膛5內(nèi)，熔融的電解質(zhì)將爐膛5內(nèi)的陰極8完全浸泡。接通電源后鑭化合物在陰極8上被電解成金屬鑭液體沿陰極8流向坩禍10而被收集于坩禍10內(nèi)并自動向較深一端集中。需要調(diào)整電解爐電壓、電流、電流密度等工藝參數(shù)時，可以通過調(diào)整部件3控制陽極9升降或前后移動改變陽極9的有效電解面積、電流密度等工藝參數(shù)，也可以通過調(diào)整部件3控制陽極9左右移動改變陰陽兩極間的距離達到調(diào)整工藝參數(shù)的目的。
[0187]以無水氯化鑭為原料在氯化物熔鹽體系中電解金屬鑭時，陽極9消耗速度緩慢，因而陽極9被消耗造成的陰陽兩極間距變化小。因此，位于兩陰極8之間的陽極9可以采用雙面電解以提高陽極9的效率。
[0188]主要電解工藝技術(shù)指標:電解溫度920-980°C，電解電流約8000A，電源輸出電壓10V，金屬鑭電單耗 10.7kff.h/ (kgLa)。
[0189]以上僅是本發(fā)明所列舉的幾種優(yōu)選方式，本領域技術(shù)人員應理解，本發(fā)明實施方式并不限于以上幾種，任何在本發(fā)明的基礎上所作的等效變換，均應屬于本發(fā)明的范疇。
【主權(quán)項】
1.一種電解爐，包括進料管(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)、保溫層(16)和防滲絕緣部件(20);自外向內(nèi)依次為外殼(7)、保溫層(16)、爐壁(6)、爐膛(5)，爐壁(6)內(nèi)的空腔形成頂部開口的爐膛(5)。爐膛上部有密封罩⑷；所述爐膛(5)內(nèi)有陰極(8)、陽極(9)和坩禍(10)，所述陰極⑶穿過外殼(7)、保溫層(16)及爐壁(6)豎直布置，位于爐壁(6)中至外殼(7)之外的部分為接線端(81)，接線端(81)與爐壁(6)、保溫層(16)及外殼(7)之間有防滲絕緣部件(20);所述陽極(9)懸掛于陰極(8)的側(cè)面；陽極(9)上部連接有位于密封罩(4)之上的調(diào)整部件⑶控制陽極(9)運動；所述坩禍(10)置于爐膛(5)底部位于陰極⑶下方；所述進料管(I)穿過密封罩(4)與爐膛(5)連通，其特征在于所述陽極(9)運動為前后移動、上下移動、左右移動和/或轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動包括繞水平線和/或鉛垂線轉(zhuǎn)動。2.如權(quán)利要求1所述電解爐，其特征在于所述陰極(8)的兩側(cè)均有陽極(9)。3.如權(quán)利要求1所述電解爐，其特征在于所述陰極(8)在爐內(nèi)的一端嵌入接線端(81)對側(cè)的爐壁(6)中，與爐壁(6)之間有防滲絕緣部件(20)。4.如權(quán)利要求1所述稀土電解爐，其特征在于所述陰極(8)自爐壁兩側(cè)分別伸入爐膛(5)內(nèi)。5.如權(quán)利要求4所述電解爐，其特征在于所述陰極(8)橫穿過兩側(cè)的爐壁(6)及外殼(7)，陰極(8)的2個接線端(81)分別位于兩側(cè)的外殼(7)之外。6.如權(quán)利要求1所述電解爐，其特征在于陰極(8)的接線端(81)還設有冷卻裝置(12)。7.如權(quán)利要求1-6任一所述電解爐，其特征在于所述坩禍(10)的底自一端向另一端傾斜。8.如權(quán)利要求1所述電解爐的使用方法，其特征在于控制陽極(9)運動改變陰陽兩極間的距離和/或有效電解面積調(diào)整相應工藝參數(shù)。9.如權(quán)利要求1所述電解爐的使用方法，其特征在于控制陽極(9)前后移動、上下移動、左右移動和/或轉(zhuǎn)動幫助電解產(chǎn)生的氣體逸出。10.如權(quán)利要求1所述稀土電解爐的使用方法，其特征在于通過調(diào)整電源電壓和/或電流調(diào)整工藝參數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明一種電解爐，屬于稀土冶金設備及應用技術(shù)領域。包括調(diào)整部件(3)、密封罩(4)、陰極(8)、陽極(9)、和防滲絕緣部件(20)等。所述陰極(8)與陽極(9)平行地豎直布置。其中陽極(9)可以運動以調(diào)整陰陽兩極距離。具有反應氣體易逸出易收集、產(chǎn)品易收集、反應產(chǎn)生的渣易清理、便于安裝產(chǎn)品取出部件和取出產(chǎn)品；陰極使用壽命長；在同一電解爐中可以同時設置多組陰、陽極組便于實現(xiàn)大型化和自動化生產(chǎn)；并且更加節(jié)能，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)；冷卻裝置降低陰極溫度，可以增強防止電解質(zhì)液體滲漏效果、減緩陰極氧化損耗和降低陰極電阻等優(yōu)點。
【IPC分類】C25C7/00, C25C3/34
【公開號】CN105088284
【申請?zhí)枴緾N201510225049
【發(fā)明人】龔斌, 蔡志雙, 梁學民, 陳喜平, 王有山, 章立志, 劉明彪, 陳炎鑫, 謝楠, 林偉清
【申請人】虔東稀土集團股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月5日