一種高溫電解爐的分層出料結構及其操作方法技術

一種高溫電解爐的分層出料結構，包括：第一出料口（3），其設置在高溫電解爐的坩堝（12）的底部，導流臺（11），其設置為從所述坩堝的底部凸起的凸臺結構，其上設置了第二出料口（13），使得只有當所述坩堝（12）中熔液的液面高度高于所述導流臺凸起高度時，才能從所述第二出料口（13）排出；第一插板閥（6）設置在所述第一出料管（4）的出口末端；第二插板閥（16）設置在所述第二出料管（14）的出口末端；第一和第二加熱元件（5，15），分別用于加熱所述第一和第二出料管（4，14）；空氣冷卻元件（7），用于冷卻所述第一或第二出料管（4，14）。本發明專利技術能夠實現對物料的分層出料，大大降低了物料的出料雜質。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電解冶金領域，尤其涉及。
技術介紹
鈦及鈦合金具有比重輕、比強度高、高溫下抗蠕變性能好、耐腐蝕等優良性能，在航空航天、冶金、汽車等行業廣泛用做結構材料，同時還可以作為功能材料如儲氫材料、形狀記憶合金材料等。目前海綿鈦的生產工藝為Kroll法，也稱為鎂熱還原法，該方法是先由含鈦的礦物制取四氯化鈦，再用鎂還原四氯化鈦從而制得海綿鈦，最后經過真空自耗電電弧熔煉制成致密鈦錠，然后經過軋制、車削等機械手段制成最終產品?，F行鎂還原法雖然是比較成熟的工業生產方法，但是由于生產過程存在工藝流程長、工序多、能耗高、不能連續生產等問題，并且所用的金屬還原劑鎂也是由電解得到，因此生產成本高，環境污染嚴重，限制了鈦的應用。為了解決這一問題，專利技術人提出了一種高溫熔鹽電解二氧化鈦制備金屬鈦的方法(參見專利號為:ZL200810118616.3的專利，其全部內容將通過引用的方式包含在本申請中)，該方法是在高溫下以石墨電極為陽極，以二氧化鈦或其它鈦氧化物為陰極，在氟化鈣熔鹽中進行電解，二氧化鈦或其它鈦氧化物被電解還原為液態的鈦，由于密度的差異，鈦沉到最底層，當累積的鈦達到一定的量后，從高溫爐底部出料。由于高溫下氧陰離子擴散速度快，從而加速了脫氧速度，因而該方法電流效率高，電耗低，與傳統工藝比較可節能50%，電流效率提高到90%以上。如果鈦氧化物中含有鐵的氧化物，在電解的過程中，電解電位比鈦高的鐵先于鈦析出，由于密度比鈦大，因此聚集 到最底層，為了防止鐵等雜質進入產品鈦，對產品純度造成影響，因此出料口的設計至關重要。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提供了一種。具體而言，本專利技術提供了一種高溫電解爐的分層出料結構，包括:第一出料口(3)，其設置在高溫電解爐的坩堝(12)的底部，且其開度通過第一閥控制；導流臺(11)，其設置為從所述坩堝的底部凸起的凸臺結構，在所述導流臺(11)上設置了第二出料口(13)，使得只有當所述坩堝(12)中熔液的液面高度高于所述導流臺凸起高度時，才能從所述第二出料口(13)排出，所述第二出料口(13)開度通過第二閥控制；第一出料管(4)，其與所述第一出料口(3)連通，用于將熔液排出到位于其下方的出料舟(17)中，第一插板閥(6)設置在所述第一出料管(4)的出口末端，用于打開或封閉所述第一出料管(4);第二出料管(14)，其與所述第二出料口(13)連通，用于將熔液排出到位于其下方的出料舟(17)中，第二插板閥(16)設置在所述第二出料管(14)的出口末端，用于打開或封閉所述第二出料管(14);第一加熱兀件(5),用于加熱所述第一出料管(4);第二加熱兀件(15),用于加熱所述第二出料管(14);空氣冷卻元件(7)，用于冷卻所述第一出料管(4)或第二出料管(14)。進一步地，所述第一閥包括第一連接桿(I)和第一封頭(2)，所述第一連接桿(I)帶動第一封頭(2)運動，使得所述第一封頭與第一出料口配合從而控制所述第一出料口的開度；所述第二閥包括第二連接桿(9)和第二封頭(10)，所述第二連接桿(9)帶動第二封頭(10)運動，使得所述第二封頭與第二出料口配合從而控制所述第二出料口的開度。進一步地，所述第一封頭(2)和第二封頭(10)為球形、錐狀或柱狀。進一步地，所述第一和第二出料管(4，14)采用整體耐高溫金屬材料制成，能承受高溫和驟熱的變化。進一步地，所述第一和第二出料管(4，14)為等徑直管，或者為變徑管、局部彎曲管、肚形管。特別地，本專利技術還提 供了一種高溫電解爐的分層出料方法，所述高溫電解爐包括位于所述高溫電解爐的坩堝底部的第一出料口(3)，其開度通過第一閥控制；從所述坩堝底部凸起的導流臺(11)，所述導流臺(11)上設置有第二出料口(13)，開度通過第二閥控制；所述出料方法采用如下步驟:打開所述第二閥，執行放高位料操作，使得熔液經第二出料口排出到出料舟(17)中，從觀測點(19)觀察出料舟中的出料量，當接近預定放料量時，調節第二閥的開度，降低第二出料口(13)的出料量；當通過觀測點觀察到出料舟中出現可明顯區分的未電解物料時，關閉所述第二閥；接著，打開所述第一閥，執行放低位料操作，將含有雜質的熔液經所述第一出料口排出。進一步地，其中執行放高位料操作包括執行以下步驟:打開第二出料管(14)末端的第二插板閥(16)，所述第二出料管(14)連接到所述第二出料口(13)，用于將熔液引導到出料舟(17)中；停止空氣冷卻元件(7)供氣來停止對所述第二出料管(14)的局部冷卻；開啟第二加熱元件(15)來加熱第二出料管(14)，以加熱所述第二出料管中的料塊；當封堵于第二出料管(14)內的料塊熔化并流入料舟(17)后，開啟所述第二閥的第二封頭(10);高位料熔液經所述第二出料口(13)和第二出料管(14)流入出料舟(17);通過位于第二出料管(14)下方的出料觀測點(19)和出料舟(17)內出料量控制出料，待高位料熔液排放完畢后，操作所述第二封頭(10)關閉第二出料口(13);此后關閉加熱元件(15)，同時開啟空氣冷卻元件(7)供氣至第二出料管(14);待第二出料管(14)內留存的熔液固化并停止滴流后，關閉底端所述第二插板閥(16)。進一步地，其中執行放低位料操作包括執行以下步驟:打開第一出料管(4)末端的第一插板閥(6)，所述第一出料管(4)連接到所述第一出料口(3)，用于將熔液引導到出料舟(17)中；停止空氣冷卻元件(7)供氣來停止對所述第一出料管(4)的局部冷卻；開啟第一加熱元件(5)來加熱第一出料管(4)，以加熱所述第一出料管中的料塊，待封堵于所述第一出料管(4)內的料塊熔化并流入料舟(17)后，打開所述第一閥的第一封頭(2)，使得導流臺(11)臺面以下的含有雜質的熔液經所述第一出料口(3)、第一出料管(4)流入出料舟(17);待全部熔液排放完畢后，操作所述第一封頭(2)關閉第一出料口(3);關閉第一加熱元件(5)，開啟空氣冷卻元件(7)供氣至第一出料管(4)以將其冷卻；當第一出料管(4)內留存熔液被冷卻固化二停止滴流后，關閉所述第一插板閥出)；完成出料操作。經高溫熔鹽電解生產的熔融鈦，在生產過程中難免會引入雜質。為了防止密度比鈦大的雜質鐵等進入產品鈦，因此本專利技術提出了一種可分離雜質和產品的雙出料口結構，可實現出料閥門的高安全操作。附圖說明圖1是本專利技術的具有分層出料口的高溫電解爐的示意圖；其中:1，第一連接桿；2，第一封頭；3，第一出料口 ；4，第一出料管；5，第一加熱兀件；6，第一插板閥-J,空氣冷卻兀件；8，第一溫度傳感器；9第二連接桿；10，第二封頭；11，導流臺；12，坩堝；13，第二出料口 ；14，第二出料管；15，第二加熱元件；16，第二插板閥；17，出料舟；18，第二溫度傳感器；19，出料觀測點具體實施例方式下面參考圖1，對本專利技術作進一步具體地描述。圖1示出了本專利技術的高溫熔液物料坩堝的出料系統的結構圖。本專利技術的高溫熔液物料坩堝的出料系統包括有兩個不同集液高度出料口(3，13)，出料口采用球形出料封頭上展出料和止排，并可控制上展高度調整出料速度。雙出料口可實現不同物料分批放出的功效。出料口下接出料管(4，14)，管外套有加熱元件，可使所出物料維持高溫液態。出料管中部還設有空氣冷卻套，并貼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫電解爐的分層出料結構，包括：第一出料口（3），其設置在高溫電解爐的坩堝（12）的底部，且其開度通過第一閥控制；導流臺（11），其設置為從所述坩堝的底部凸起的凸臺結構，在所述導流臺（11）上設置了第二出料口（13），使得只有當所述坩堝（12）中熔液的液面高度高于所述導流臺凸起高度時，才能從所述第二出料口（13）排出，所述第二出料口（13）開度通過第二閥控制；第一出料管（4），其與所述第一出料口（3）連通，用于將熔液排出到位于其下方的出料舟（17）中，第一插板閥（6）設置在所述第一出料管（4）的出口末端，用于打開或封閉所述第一出料管（4）；第二出料管（14），其與所述第二出料口（13）連通，用于將熔液排出到位于其下方的出料舟（17）中，第二插板閥（16）設置在所述第二出料管（14）的出口末端，用于打開或封閉所述第二出料管（14）；第一加熱元件（5），用于加熱所述第一出料管（4）；第二加熱元件（15），用于加熱所述第二出料管（14）；空氣冷卻元件（7），用于冷卻所述第一出料管（4）或第二出料管（14）。

【技術特征摘要】
1.一種高溫電解爐的分層出料結構，包括: 第一出料口(3)，其設置在高溫電解爐的坩堝(12)的底部，且其開度通過第一閥控制；導流臺(11)，其設置為從所述坩堝的底部凸起的凸臺結構，在所述導流臺(11)上設置了第二出料口(13)，使得只有當所述坩堝(12)中熔液的液面高度高于所述導流臺凸起高度時，才能從所述第二出料口(13)排出，所述第二出料口(13)開度通過第二閥控制； 第一出料管(4)，其與所述第一出料口(3)連通，用于將熔液排出到位于其下方的出料舟(17)中，第一插板閥(6)設置在所述第一出料管(4)的出口末端，用于打開或封閉所述第一出料管(4)； 第二出料管(14)，其與所述第二出料口( 13)連通，用于將熔液排出到位于其下方的出料舟(17)中，第二插板閥(16)設置在所述第二出料管(14)的出口末端，用于打開或封閉所述第二出料管(14)； 第一加熱元件(5)，用于加熱所述第一出料管(4)； 第二加熱元件(15)，用于加熱所述第二出料管(14)； 空氣冷卻元件(7)，用于冷卻所述第一出料管(4)或第二出料管(14)。2.如權利要求1所述的高溫電解爐的分層出料結構，其特征在于，所述第一閥包括第一連接桿(I)和第一封頭(2 )，所述第一連接桿(I)帶動第一封頭(2 )運動，使得所述第一封頭與第一出料口配合從而控制所述第一出料口的開度；所述第二閥包括第二連接桿(9)和第二封頭(10)，所述第二連接桿(9)帶動第二封頭(10)運動，使得所述第二封頭與第二出料口配合從而控制所述第二出料口的開度。3.如權利要求2所述的高溫電解爐的分層出料結構，其特征在于所述第一封頭(2)和第二封頭(10)為球形、錐狀或柱狀。4.如權利要求1-3任一所述的高溫電解爐的分層出料結構，其特征在于所述第一和第二出料管(4，14)采用整體耐高溫金屬材料制成，能承受高溫和驟熱的變化。5.如權利要求1-4任一所述的高溫電解爐的分層出料結構，其特征在于:所述第一和第二出料管(4，14)為等徑直管，或者為變徑管、局部彎曲管、肚形管。6.一種高溫電解爐的分層出料方法，所述高溫電解爐包括位于所述高溫電解爐的坩堝底部的第一出料口(3)，其開度通過第一閥控制；從所述坩堝底部凸起的導流臺(11)，所述導流臺(11)上設置有第二出料口( 13)，開度通過第二閥控制；所述出料方法采用如下步驟:打開所述第二閥，執...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈文成，劉美鳳，沈博，劉光宏，
申請(專利權)人：寶納資源控股集團有限公司，
類型：發明
國別省市：