一种镧热还原法生产稀土金属的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于冶炼领域，具体为采用镧热还原法生产稀土金属的装置。一种镧热还原法生产稀土金属的装置，炉体内上部设有导电座，导电座与电极连接，电极延伸出炉体外与电源连接；发热体呈圆筒状，发热体上部与导电座连接；在导电座的下方以及发热体的外圆周处设有保温筒，发热体的内圆周处设有坩埚；坩埚上方设有收集桶，收集桶外圆周设有冷却装置；炉体设有测温装置和真空系统。单炉产量由十公斤级提高到百公斤级，并且设备维修简单，更换发热体时不需要将保温筒取出，可以更换单块的发热体，也可以更换整体的发热体，电耗7.78度/公斤，大大降低了能耗和提高了生产效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶炼领域，具体为采用镧热还原法生产稀土金属的装置。
技术介绍
镧热还原法是生产蒸气压较高的稀土金属钐、铕、镱等的一种常用方法。目前主要采用以石墨为发热体的碳管炉进行生产，如图1所示，采用两相或三相供电的真空碳管炉的炉体结构，发热体3为整体桶状，发热体3下插在炉体底部导电座上，导电座与电极7和电极9连接，维修或更换发热体3时需要将上下均贯通的保温层4取出，炉体上设有观察孔 1、真空系统接口 5 ；由于现有技术使用下插式石墨发热体以及上下均贯通的保温层4，电耗 15度/公斤，因此电耗高并且设备不易维修；由于采用下插式石墨发热体3其直径无法做成大直径且安装困难，所以发热体3直径20-30公分，设备大型化困难。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有的碳管炉使用下插式石墨发热体以及上下贯通的保温筒，存在电耗高，并且设备不易维修、设备大型化困难。一种镧热还原法生产稀土金属的装置，炉体内上部设有导电座，导电座与电极连接，电极延伸出炉体外与电源连接；发热体呈圆筒状，发热体上部与导电座连接；在导电座的下方以及发热体的外圆周处设有保温筒，发热体的内圆周处设有坩埚；坩埚上方设有收集桶，收集桶外圆周设有冷却装置；炉体设有测温装置和真空系统。所述导电座是由3η块圆弧状的导电座组成，η为正整数，导电座之间有间隙。所述发热体为整体或由3η块圆弧状的发热体组成，η为正整数。所述导电座内圆周上设有导电座凹槽，发热体上部设有发热体凸缘；导电座凹槽与发热体凸缘扣合并通过螺丝固定。所述保温筒为上部贯通，下部封闭。所述导电座、发热体、螺丝由石墨制成，坩埚采用铌坩埚、钨坩埚或含有内衬钼片的石墨坩埚，保温筒的材料为碳毡或石墨毡。所述电源采用模块调压、交流接触器调压或调压器调压。所述收集桶置于坩埚盖或承重支架上。本技术的有益效果采用上挂式石墨发热体，设备维修简单，更换发热体时不需要将保温筒取出，可以更换单块的发热体，也可以更换整体的发热体，安装和拆卸发热体便捷；由于采用上挂式石墨发热体，保温筒为上部贯通，下部封闭，半封闭式保温筒降低了电耗，可将产品电耗下降 50%以上，大大降低了能耗和提高了生产效率；上挂式发热体便于固定在导电座上，发热体可以设计成大尺寸，单炉产量由十公斤级提高到百公斤级，实现大型化设备。附图说明图1是现有技术真空碳管炉的炉体结构示意图；图2是本技术的结构示意图；图3是本技术发热体与导电座装配示意图；图4是本技术发热体与导电座装配俯视图(3块导电座扣合3块发热体)；现有技术1-观察孔；2-炉壳；3-发热体；4-保温层；5-接口 ；6_法兰；7_电极； 8-法兰；9-电极；本技术10-保温筒；11-坩埚；12-测温装置；13-电极；14-导电座；15-冷却装置；16-收集桶；17-真空系统；18-螺丝；19-发热体；20-炉体；21-导电座凹槽；22-发热体凸缘。具体实施方式参见附图2至4，碳管炉由炉体、真空系统、充气系统、水路系统和电气控制系统等部分组成，能耗小、产量高、维修简单、产品质量佳。一种镧热还原法生产稀土金属的装置，也称碳管炉，炉体20由碳钢或不锈钢等钢材制作，保温筒10的材料为碳毡或石墨毡。炉体20内上部设有导电座14，所述导电座14 是由3η块圆弧状的导电座14组成，η为正整数，导电座14之间有间隙；导电座14与电极 13连接，电极13延伸出炉体20外与电源连接；发热体19呈圆筒状，所述发热体19为整体或由3η块圆弧状的发热体组成，η为正整数；发热体19上部与导电座14连接，所述导电座 14内圆周上设有导电座凹槽21，发热体19上部设有发热体凸22缘；导电座凹槽21与发热体凸缘22扣合并通过螺丝18固定。在导电座14的下方以及发热体19的外圆周处设有保温筒10，所述保温筒10为上部贯通，下部封闭；发热体19的内圆周处设有坩埚11 ；坩埚11 上方设有收集桶16，收集桶16置于坩埚盖(图中未标出)或承重支架(图中未标出)上， 收集桶16外圆周设有冷却装置15 ；炉体设有测温装置12和真空系统17。采用红外测温对收集桶16、坩埚11等区域测温，提高了系统的可靠性，具有漏气漏水报警及保护功能，能确保系统的安全可靠运行。导电座14、发热体19、螺丝18由石墨制成，坩埚11采用铌坩埚、钨坩埚或含有内衬钼片的石墨坩埚。电源采用模块调压、交流接触器调压或调压器调压。实施例一将金属镧通过机加工设备(如刨床、车床等)加工成长条型的屑，然后与氧化钐混勻，再通过压机将氧化钐与金属镧屑压制成块，加入760公斤原料于铌坩埚内。采用一个直径100公分，由三块圆弧状的发热体组成的发热体19以及由三块圆弧状的导电座组成导电座14，保温筒10采用上部贯通、下部封闭的结构，达到更佳的保温效果；将碳管炉内清干净后将铌坩埚吊入碳管炉内，放好收集罩，盖好炉盖，抽真空至20 后，导电座14和发热体 19通电加热并继续抽真空，升温至1550度后保温16小时停热，停热后冷却过程中可继续抽真空或充氩冷却，冷却20小时后破坏真空出炉，将收集罩吊出炉体称重，得到320公斤金属钐，共耗电M90度电，电耗7. 78度/公斤。实施例二本实施例与实施例一大致相同，不同之处，采用一个直径80公分，整体为圆筒状的发热体19。 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。权利要求1.一种镧热还原法生产稀土金属的装置，其特征在于炉体00)内上部设有导电座 (14)，导电座(14)与电极(13)连接，电极(13)延伸出炉体OO)外与电源连接；发热体 (19)呈圆筒状，发热体(19)上部与导电座(14)连接；在导电座(14)的下方以及发热体 (19)的外圆周处设有保温筒(10)，发热体(19)的内圆周处设有坩埚(11) ;#埚(11)上方设有收集桶(16)，收集桶(16)外圆周设有冷却装置(15)；炉体设有测温装置(12)和真空系统(17)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述导电座(14)是由3η块圆弧状的导电座组成，η为正整数，导电座(14)之间有间隙。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述发热体(19)为整体或由3η块圆弧状的发热体组成，η为正整数。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述导电座(14)内圆周上设有凹槽 (21)，发热体(19)上部设有凸缘02)；凹槽与凸缘02)扣合并通过螺丝(18)固定。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述保温筒(10)为上部贯通，下部封闭。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述导电座(14)、发热体(19)、螺丝(18) 由石墨制成，坩埚(11)采用铌坩埚、钨坩埚或含有内衬钼片的石墨坩埚，保温筒(10)的材料为碳毡或石墨毡。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电源采用模块调压、交流接触器调压或调压器调压。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述收集桶(16)置于坩埚盖或承重支架上。专利摘要本技术属于冶炼领域，具体为采用镧热还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种镧热还原法生产稀土金属的装置，其特征在于：炉体（２０）内上部设有导电座（１４），导电座（１４）与电极（１３）连接，电极（１３）延伸出炉体（２０）外与电源连接；发热体（１９）呈圆筒状，发热体（１９）上部与导电座（１４）连接；在导电座（１４）的下方以及发热体（１９）的外圆周处设有保温筒（１０），发热体（１９）的内圆周处设有坩埚（１１）；坩埚（１１）上方设有收集桶（１６），收集桶（１６）外圆周设有冷却装置（１５）；炉体设有测温装置（１２）和真空系统（１７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚斌，蔡志双，邓聚金，章立志，林伟清，
申请(专利权)人：赣州科力稀土新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：36