一种高纯稀土的制备装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于稀土金属提纯技术领域，提供了一种高纯稀土的制备装置及制备方法，制备装置包括炉体、加料系统、中频感应炉、抽真空系统和充气系统，炉体从上至下依次设置有加料室、熔炼室和模具室，熔炼室的顶部开有可启闭的投料口、内部设置有中频感应炉，熔炼室的底部设置中转室，中转室的顶部开有可启闭的浇注口，中转室内设置有可将模具保持在其内的支撑结构，模具室的底部设置有一位于模具取放口正下方的升降油缸，升降油缸的自由端向上伸出时可通过通孔，且将一个模具向上顶起、并送入到中转室内。本发明专利技术通过设置中转室，从而可以使熔炼室内始终保持惰性气体氛围，实现了稀土金属的连续提纯生产，进而提高了生产效率。

A preparation device and method of high purity rare earth

【技术实现步骤摘要】
一种高纯稀土的制备装置及制备方法
本专利技术稀土金属提纯
，具体涉及一种高纯稀土的制备装置及制备方法。
技术介绍
稀土金属及其化合物的纯度是影响功能材料性能的关键因素之一没有足够纯度的原材料，就不可能制备出性能优良的功能材料，如高性能稀土永磁材料、磁致伸缩材料、磁制冷材料、稀土贮氢材料、稀土发光材料等。目前，主要采取真空萃取提纯的方式来提纯稀土金属，常用到的设备是真空感应熔炼炉。现有的真空感应熔炼炉，多数无法实现连续生产，难以满足现今企业提高生产效率的需要。授权公告号为CN106756074B的专利技术专利公开了一种真空感应熔炼炉及真空感应熔炼系统，该真空感应熔炼炉能够在一定程度上实现连续化生产。但是，该真空感应熔炼炉没有在惰性气体的保护下进行熔炼提纯，无法直接应用于稀土金属的提纯工艺中。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高纯稀土的制备装置及制备方法，使其能够实现连续生产，以提高生产效率。第一方面，本专利技术提供一种高纯稀土的制备装置，包括炉体、加料系统、中频感应炉、抽真空系统和充气系统，所述炉体从上至下依次设置有加料室、熔炼室和模具室；所述加料室的顶部开有可启闭的加料口；所述熔炼室的顶部开有可启闭的投料口、内部设置有所述中频感应炉，所述熔炼室的上端设置有萃取剂加料管，所述萃取剂加料管的一端伸入到所述熔炼室内、且位于所述中频感应炉的上方、另一端位于所述炉体外，所述熔炼室的底部设置中转室，所述中转室的顶部开有可启闭的浇注口，所述中转室内设置有可将所述模具保持在其内的支撑结构；所述模具室的顶部开有可启闭的模具取放口、侧壁开有出料口，所述模具取放口位于所述浇注口的正下方，所述模具室内设置有模具供给装置，所述模具供给装置包括具有多个用于放置模具的工位的转盘，所述转盘上在所述工位处开有通孔，所述通孔可随所述转盘移动到位于所述模具取放口正下方的位置处，所述模具室的底部设置有一位于所述模具取放口正下方的升降油缸，所述升降油缸的自由端向上伸出时可通过所述通孔，且将一个所述模具向上顶起、并送入到所述中转室内；所述抽真空系统与所述加料室、所述熔炼室、所述中转室和所述模具室连通；所述充气系统与所述熔炼室和所述中转室连通。进一步地，所述加料系统包括：上端敞口设置的加料斗，所述加料斗的两端的中部分别设置有一转轴；两根相对设置、且在所述加料室内沿纵向滑动的吊臂，所述吊臂的下端与所述转轴转动连接；用于使所述转轴转动的翻转机构；以及用于使两个所述吊臂升降的升降装置。进一步地，所述翻转机构包括同轴套设在所述转轴上的第一齿轮和固定设置在所述熔炼室的内壁上端的第一齿条，所述第一齿轮与所述转轴固定连接，所述第一齿轮随所述吊臂在纵向移动的过程中，可与所述第一齿条啮合。进一步地，所述升降装置包括：两根位于所述加料室内的钢丝绳，每根所述钢丝绳的一端与一个所述吊臂的上端连接；两个位于转动设置在所述加料室内的卷筒，每个所述卷筒分别用于一根所述钢丝绳的上端连接；与所述卷筒同轴设置、且位于加料室外的第三齿轮；两个转动设置在所述加料室外的第四齿轮，所述第四齿轮与对应的第三齿轮啮合；以及用于驱动其中一个第四齿轮转动的升降电机。进一步地，所述升降油缸的自由端套设有一顶升件，所述顶升件与所述升降油缸的自由端转动连接，所述顶升件由一回转机构驱动以实现在所述升降油缸的自由端上的转动，所述模具的外壁沿周向固定设置有多个凸台，所述中转室的内壁设置有多个与所述凸台相对应的支撑台，所述支撑台可对相应的所述凸台进行支撑。进一步地，所述回转机构包括固定套设在所述顶升件的下端的第二齿轮、沿横向滑动设置在所述模具室的内壁的第二齿条和用于驱动所述第二齿条移动的横移油缸，所述第二齿轮与所述升降油缸同轴设置，所述第二齿条移动过程中可与所述第二齿轮啮合。进一步地，所述熔炼室的内壁固定有位于所述浇注口正上方的导料管，所述导料管的内部设置有用于缓冲板。第二方面，本专利技术提供一种高纯稀土的制备方法，其应用于上述的制备设备中，包括以下步骤：通过加料系统向中频感应炉中加入稀土金属，通过萃取剂加料管向中频感应炉中加入萃取剂；使所述投料口和所述浇注口关闭，通过抽真空系统对熔炼室内抽真空，真空度达到1Pa时停止；通过充气系统向熔炼室内通入氩气，充压到500Pa后停止充气；中频感应炉开始加热，其内的稀土金属和萃取剂发生反应；当中频感应炉的温度达到高于稀土金属熔点50℃时，停止加热，并在此温度保温15～25分钟；打开模具取放口，通过升降油缸将一个模具送入到中转室内，并通过支撑结构使所述模具被保持在中转室内；关闭模具取放口，通过抽真空系统对熔炼室内抽真空，真空度达到1Pa时停止，然后通过充气系统向熔炼室内通入氩气，充压到500Pa后停止充气；打开浇注口，将中频感应炉内的稀土金属液体浇注到模具中；关闭浇注口，打开模具取放口，通过升降装置和支撑结构的配合将所述模具从中转室内取出，并放到转盘上对应的工位处；通过模具供给装置将所述模具送入到出料口处，并从出料口将所述模具取走。进一步地，所述萃取剂的加入量是稀土金属的加入量的10～20％。本专利技术的有益效果：本专利技术通过设置中转室，从而可以使熔炼室内始终保持惰性气体氛围，实现了稀土金属的连续提纯生产，进而提高了生产效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术一实施例提供的一种高纯稀土的制备装置的结构示意图；图2为图1的A部放大示意图；图3为图1的B部放大示意图；图4为图1升降装置的结构示意图；图5为本专利技术一实施例提供的一种高纯稀土的制备方法的原理框图。附图标记：10-炉体、11-加料室、111-加料口、112-盖板、12-熔炼室、121-投料口、122-第一闸板阀、123-导料管、124-缓冲板、13-模具室、131-模具取放口、132-第三闸板阀、133-出料口、134-第二齿轮、135-第二齿条、136-横移油缸、14-中转室、141-浇注口、142-第二闸板阀、143-支撑台；20-加料系统、21-加料斗、211-转轴、22-吊臂、23-翻转机构、231-第一齿轮、232-第一齿条、24-升降装置、241-钢丝绳、242-卷筒、243-第三齿轮、244-第四齿轮、245-升降电机；30-中频感应炉；40-萃取剂加料管；50-模具供给装置、51-转盘、511-通孔；60-模具、61-凸台；70-升降油缸、71-顶升件；80-抽真空系统；90-充气系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯稀土的制备装置，包括炉体、加料系统、中频感应炉、抽真空系统和充气系统，其特征在于：/n所述炉体从上至下依次设置有加料室、熔炼室和模具室；/n所述加料室的顶部开有可启闭的加料口；/n所述熔炼室的顶部开有可启闭的投料口、内部设置有所述中频感应炉，所述熔炼室的上端设置有萃取剂加料管，所述萃取剂加料管的一端伸入到所述熔炼室内、且位于所述中频感应炉的上方、另一端位于所述炉体外，所述熔炼室的底部设置中转室，所述中转室的顶部开有可启闭的浇注口，所述中转室内设置有可将所述模具保持在其内的支撑结构；/n所述模具室的顶部开有可启闭的模具取放口、侧壁开有出料口，所述模具取放口位于所述浇注口的正下方，所述模具室内设置有模具供给装置，所述模具供给装置包括具有多个用于放置模具的工位的转盘，所述转盘上在所述工位处开有通孔，所述通孔可随所述转盘移动到位于所述模具取放口正下方的位置处，所述模具室的底部设置有一位于所述模具取放口正下方的升降油缸，所述升降油缸的自由端向上伸出时可通过所述通孔，且将一个所述模具向上顶起、并送入到所述中转室内；/n所述抽真空系统与所述加料室、所述熔炼室、所述中转室和所述模具室连通；/n所述充气系统与所述熔炼室和所述中转室连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高纯稀土的制备装置，包括炉体、加料系统、中频感应炉、抽真空系统和充气系统，其特征在于：
所述炉体从上至下依次设置有加料室、熔炼室和模具室；
所述加料室的顶部开有可启闭的加料口；
所述熔炼室的顶部开有可启闭的投料口、内部设置有所述中频感应炉，所述熔炼室的上端设置有萃取剂加料管，所述萃取剂加料管的一端伸入到所述熔炼室内、且位于所述中频感应炉的上方、另一端位于所述炉体外，所述熔炼室的底部设置中转室，所述中转室的顶部开有可启闭的浇注口，所述中转室内设置有可将所述模具保持在其内的支撑结构；
所述模具室的顶部开有可启闭的模具取放口、侧壁开有出料口，所述模具取放口位于所述浇注口的正下方，所述模具室内设置有模具供给装置，所述模具供给装置包括具有多个用于放置模具的工位的转盘，所述转盘上在所述工位处开有通孔，所述通孔可随所述转盘移动到位于所述模具取放口正下方的位置处，所述模具室的底部设置有一位于所述模具取放口正下方的升降油缸，所述升降油缸的自由端向上伸出时可通过所述通孔，且将一个所述模具向上顶起、并送入到所述中转室内；
所述抽真空系统与所述加料室、所述熔炼室、所述中转室和所述模具室连通；
所述充气系统与所述熔炼室和所述中转室连通。


2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于：所述加料系统包括：
上端敞口设置的加料斗，所述加料斗的两端的中部分别设置有一转轴；
两根相对设置、且在所述加料室内沿纵向滑动的吊臂，所述吊臂的下端与所述转轴转动连接；
用于使所述转轴转动的翻转机构；以及
用于使两个所述吊臂升降的升降装置。


3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于：所述翻转机构包括同轴套设在所述转轴上的第一齿轮和固定设置在所述熔炼室的内壁上端的第一齿条，所述第一齿轮与所述转轴固定连接，所述第一齿轮随所述吊臂在纵向移动的过程中，可与所述第一齿条啮合。


4.根据权利要求3所述的制备装置，其特征在于：所述升降装置包括：
两根位于所述加料室内的钢丝绳，每根所述钢丝绳的一端与一个所述吊臂的上端连接；
两个位于转动设置在所述加料室内的卷筒，每个所述卷筒分别用于一根所述钢丝绳的上端连接；
与所述卷筒同轴设置、且位于加料室外的第三齿轮；
两个转动设置在所述加料室外的第四齿轮，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪铭，王贵才，李鑫，李剑英，郭新杰，于雅樵，李瑞芳，何鑫梅，梁坡丰，
申请(专利权)人：包头市中鑫安泰磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15