一种钼坩埚稀土电解搅动组件及清渣装置的制作方法

1.本发明属于先进有色金属材料领域（c25c），同时属于稀土电解技术领域，特别涉及一种钼坩埚稀土电解搅动组件及清渣装置。


背景技术：

2.稀土金属冶炼大都在高温无保护性气氛下进行，电解过程必须使用难熔金属材料，如用钨棒作为电极棒，用钼坩埚作为承载容器。
3.钼坩埚材质为钼，产品出炉重量大约15kg、直径大约150mm，电解炉出口直径大约350mm；在稀土冶炼熔盐电解过程中，搅动熔融金属液使之受热均匀，操作人员使用金属棒插入稀土液内，围绕钨棒旋转搅动稀土液，钨棒作为电极棒持续插在钼坩埚内，扮演加热元件和电极的角色，以加热和熔化稀土，这是由于钨棒具有高熔点、良好的耐腐蚀性和导电性能，非常适合用于稀土熔炼过程中。但是钨棒的结构使得操作人员不能进行360
°
旋转搅动，存在搅拌盲区的问题，搅拌效果差，且容易烫伤操作人员。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种钼坩埚稀土电解搅动组件及清渣装置，解决上述背景技术中提出的搅动存在搅拌盲区的问题。
5.本发明采用的技术方案如下：一种钼坩埚稀土电解搅动组件，包括环座，所述环座位于支撑臂的下方，且环座与钨棒的位置同心；环座上转动连接有齿环，齿环的齿根内啮合有第一齿轮，第一齿轮通过第一电机进行驱动，第一电机与环座固定；齿环上可拆卸安装有支撑柱，支撑柱的数量至少2个，且水平对称布置；支撑柱的自由端固接有承载座，承载座的形状为不完全圆环，优选的为半圆环，开环式结构可以与钨棒形成同心转动；承载座的顶面安装有竖向布置的搅拌杆，搅拌杆等角度布置，搅拌杆用于深入钼坩埚内对稀土液进行搅拌，搅拌杆以钨棒为中心进行360
°
旋转搅拌。
6.进一步，提出一种应用上述钼坩埚稀土电解搅动组件的清渣装置，包括短柱，短柱与齿环可拆卸安装，短柱的长度小于电解炉口到钼坩埚的距离；短柱的数量至少2个，且水平对称布置；短柱之间固接有l型架，l型架的水平段固接有竖杆，竖杆的自由端铰接有清渣件，清渣件用于清理电解炉内的渣点；清渣件的腰部铰接有第四伸缩杆，第四伸缩杆可以选择液压缸或者电动推杆，第四伸缩杆与l型架的水平段铰接。
7.本发明的有益效果在于：本技术通过限定环座位置使得齿环能携带搅拌杆进行360
°
旋转，消除了搅拌盲区的问题，搅拌效果好，且机械化搅拌能避免烫伤操作人员。本技术公开的清渣装置通过设置第四伸缩杆，能将清渣件旋转成竖直状或水平状，竖直时能避免存在结构干扰，保证稀土液的搅拌及清理杂质，水平时能单独对电解炉内的渣点进行清理。
附图说明
8.图1为现有技术钼坩埚电解的主视剖面结构示意图。
9.图2为本发明的立体结构示意图。
10.图3为环座的主视剖面结构示意图。
11.图4为环座的俯视剖面结构示意图。
12.图5为搅拌杆的立体结构示意图。
13.图6为支撑架的立体结构示意图。
14.图7为滑环的立体结构示意图。
15.图8为凸轮的主视结构示意图。
16.图9为刮板的立体结构示意图。
17.图10为第二伸缩杆的立体结构示意图。
18.图11为捞板的立体结构示意图。
19.图12为导向杆和第一伸缩杆的立体结构示意图。
20.图13为滑道的立体结构示意图。
21.图14为豁口的立体结构示意图。
22.图15为第三伸缩杆的立体结构示意图。
23.图16为刮板和捞板的侧视剖面结构示意图。
24.图17为渣板的立体结构示意图。
25.图18为推板的立体结构示意图。
26.图19为清渣件竖放时的立体结构示意图。
27.图20为清渣件平放时的侧视剖面结构示意图。
28.图中：1、钼坩埚；2、电解炉；3、钨棒；4、支撑臂；5、环座；6、齿环；7、第一齿轮；8、第一电机；9、支撑柱；10、承载座；11、搅拌杆；12、第一圆环；13、第二圆环；14、环槽；15、u型空腔；16、限位槽；17、齿轮腔；18、盲孔；19、滑孔；20、限位头；21、压簧；22、支撑架；23、导轨；24、u型导向槽；25、滑环；26、止动板；27、凸轮；28、齿圈；29、第二齿轮；30、第二电机；31、导向孔；32、导向杆；33、第一伸缩杆；34、套管；35、衔接杆；36、刮板；37、第二伸缩杆；38、隔离网；39、捞板；40、移动座；41、滑道；42、豁口；43、横梁；44、滑管；45、挡座；46、连接杆；47、支座；48、第三伸缩杆；49、渣板；50、渣孔；51、转杆；52、推板；53、配重块；54、短柱；55、l型架；56、竖杆；57、清渣件；58、第四伸缩杆；59、横板；60、纵板；61、竖板。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图1所示，现有技术中将盛放原料的钼坩埚1放置在电解炉2内，钨棒3竖向插在钼坩埚1内进行熔炼，钨棒3的侧壁安装有支撑臂4，支撑臂4用于安装钨棒3。
实施例一
34.如图2所示，一种钼坩埚稀土电解搅动组件，包括环座5，所述环座5位于支撑臂4的下方，且环座5与钨棒3的位置同心；环座5上转动连接有齿环6，齿环6的外齿面啮合有第一齿轮7，第一齿轮7通过第一电机8进行驱动，第一电机8与环座5固定；齿环6上可拆卸安装有支撑柱9，支撑柱9的数量至少2个，且水平对称布置；支撑柱9的自由端固接有承载座10，承载座10的形状为不完全圆环，优选的为半圆环，开环式结构能够与钨棒3形成同心转动，便于搅拌与脱离稀土液；承载座10的顶面安装有竖向布置的搅拌杆11，两者可以采用固定连接或者活动连接，搅拌杆11等角度布置，搅拌杆11用于深入钼坩埚1内对稀土液进行搅拌，搅拌杆11以钨棒3为中心进行360
°
旋转搅拌；本技术通过限定环座5位置使得齿环6能携带搅拌杆11进行360
°
旋转，消除了搅拌盲区的问题，搅拌效果好，且机械化搅拌能避免烫伤操作人员。
35.如图3所示，作为实施例的优化，所述环座5包括第一圆环12、第二圆环13，第一圆环12与第二圆环13的相对面开设有环槽14，环槽14的形状为l型，上下两个环槽14组成u型空腔15，u型空腔15的开口贯穿第一圆环12与第二圆环13的内侧面，u型空腔15用于安装齿环6，在环槽14内水平段开设有限位槽16，限位槽16用于导向齿环6的圆周旋转；第一圆环12与第二圆环13的相对面开设有齿轮腔17，齿轮腔17用于安装第一齿轮7；第一圆环12与第二圆环13通过等角度布置的螺栓进行固定，通过限定环座5的结构便于结构部件的安装，实现了齿环6的转动连接。
36.如图4所示，作为实施例的优化，所述齿环6的内侧面开设有盲孔18，盲孔18的数量至少两个，盲孔18用于水平插入支撑柱9，支撑柱9通过螺栓固定在盲孔18内；通过限定齿环6的结构实现了支撑柱9的可拆卸安装。
37.如图5所示，作为实施例的优化，所述承载座10的顶面开设有等角度布置的滑孔19，滑孔19用于滑动连接搅拌杆11，通过限定承载座10的结构实现了搅拌杆11的活动连接。
38.如图5所示，作为实施例的优化，所述搅拌杆11的形状为棒状，优选的为圆棒，搅拌杆11的上端固接有限位头20，限位头20的直径大于滑孔19的直径，限位头20能起到限位搅拌杆11的作用，且搅拌杆11的活动式安装能够在触及钼坩埚1底面后自动上升，减少刚性刮擦造成钼坩埚1位移及损坏。
39.如图5所示，作为实施例的优化，所述搅拌杆11的侧壁套有压簧21，压簧21以弹性连接的方式位于限位头20与承载座10之间，通过设置压簧21使得限位头20脱离承载座10。
40.如图6所示，作为实施例的优化，所述支撑柱9上安装有支撑架22，支撑架22与支撑柱9采用固接的方式连接，支撑架22上安装有导轨23，如图7所示，导轨23的内侧面为弧形，
在弧形面上开设有u型导向槽24，且u型导向槽24为弧形；在u型导向槽24内滑动连接有滑环25，滑环25的形状为不完全圆环，优选的为半圆环；滑环25的两端固接有止动板26，止动板26用于限制滑环25的位置，避免滑环25脱轨；滑环25的内壁固接有凸轮27，凸轮27以钨棒3为中心进行旋转，凸轮27的形状为不完全管状，优选的为半圆管；如图8所示，凸轮27的底面形状弧形，且中部为凸起状，两边为凹陷状，表面光滑，凸轮27的底面与限位头20滑动接触；所述凸轮27的外侧壁固接有齿圈28，齿圈28的形状为不完全圆环，优选的为半圆环，齿圈28的外齿面啮合有第二齿轮29，第二齿轮29通过第二电机30进行驱动，第二电机30可以选择伺服电机，通过正反转实现凸轮27的往复旋转，第二电机30与支撑架22固定；当凸轮27中部与限位头20接触时，搅拌杆11下移（配合压簧21的弹性作用），当凸轮27两边与限位头20接触时，搅拌杆11上移（配合压簧21的弹性作用），通过设置凸轮27使得搅拌杆11在圆周方向搅拌的基础上，能进行竖直方向的搅拌，搅拌更加充分。
41.如图9所示，作为实施例的优化，所述搅拌杆11的侧壁滑动连接有套管34，套管34位于承载座10的下方，套管34的侧壁固接有衔接杆35，使得多个套管34能同时向下或向上位移，套管34用于刮落粘在搅拌杆11上的稀土液，避免滴落的稀土液污染地面，且套管34也不影响搅拌杆11的搅动；在中间的衔接杆35固接有刮板36，刮板36为条形薄板，刮板36朝向钨棒3布置，使得刮板36端面拨动稀土液，刮板36的长度小于钼坩埚1的半径，保证刮板36能伸入钼坩埚1内，进而将套管34同步驱动；如图10所示，刮板36的外侧安装有第二伸缩杆37，优选的两者采用销接的连接方式；第二伸缩杆37的伸缩方向为上下，可以选择液压缸或者电动推杆，第二伸缩杆37与支撑架22固定，通过设置第二伸缩杆37能够控制刮板36的位置，进而实现套管34上位移或下位移，以此刮落搅拌杆11上的稀土液。
42.如图11所示，作为实施例的优化，所述刮板36的底边固接有隔离网38，隔离网38用于格挡稀土液中的杂质，隔离网38的底边固接有捞板39，捞板39为条形薄板，捞板39的端面垂直刮板36，使得捞板39与刮板36形成杂质收集空间，而过滤后稀土液从隔离网38穿过，通过设置刮板36与捞板39能收集稀土液内的杂质。
43.如图12所示，作为实施例的优化，所述环座5的端面开设有导向孔31，导向孔31是数量为2个，且对称分布在环座5的象限点处，导向孔31的导向方向为竖向；导向孔31内滑动连接有导向杆32，导向杆32的形状为圆柱形，导向杆32的下端与电解炉2固定；所述环座5的底面安装有第一伸缩杆33，第一伸缩杆33的伸缩方向为上下，第一伸缩杆33可以选择液压缸或者电动推杆，第一伸缩杆33的下端与电解炉2固定；通过设置第一伸缩杆33能够控制环座5的位置，进而实现了搅拌杆11插入或拔出钼坩埚1。
实施例二
44.如图13所示，和实施例一不同的是，考虑到上述搅动组件固定在电解炉2口位置，长时间热辐射影响部件寿命，所述导向杆32的下端安装有移动座40，第一伸缩杆33的下端安装有移动座40，两个移动座40为一组滑动连接有滑道41，滑道41的导向方向为水平，滑道41与电解炉2连接，通过设置滑道41能将搅动组件进行位移，避免了部件长时间热辐射，提升了部件的使用寿命。
45.如图13所示，作为实施例的优化，分别在第一伸缩杆33与导向杆32之间固接有横梁43，且横梁43与滑道41的滑动方向平行，通过设置横梁43能提升结构的稳定性，便于滑
动，且横梁43的设置位置不影响环座5脱离钨棒3。
46.如图14所示，作为实施例的优化，考虑到上述环座5为整体闭环结构，搅动组件离开电解炉2时存在结构干扰，所述环座5的端面开设有豁口42，同样的齿环6的端面也开设有豁口42，且豁口42与滑道41平行，便于搅动组件离开电解炉2口，避免了结构干扰的问题，且豁口42不影响齿环6的正常旋转。
实施例三
47.如图15所示，和实施例一不同的是，考虑到钼坩埚1内壁以及钨棒3表面容易粘附杂质，清理不干净会影响稀土液的纯度，还包括滑管44，滑管44与支撑柱9滑动连接，支撑柱9的自由端固接有挡座45，承载座10与支撑架22通过连接杆46固定；所述支撑柱9之间固接有支座47，支座47上安装有第三伸缩杆48，第三伸缩杆48的伸缩方向为水平，可以选择液压缸或者电动推杆，第三伸缩杆48的活塞端与支撑架22固接，如图16所示，通过设置第三伸缩杆48使得刮板36的位置可调节，即刮板36在水平方向位移，实现了刮板36在钼坩埚1内的半径方向位移，向外位移能刮下钼坩埚1内壁的杂质，向内位移能刮下钨棒3外壁的杂质，进一步提升了杂质清理效果，并且搅拌杆11能在圆周搅拌、竖向搅拌的基础上，增加水平方向的搅拌，搅拌效果更好。
实施例四
48.如图17所示，和实施例一不同的是，考虑到上述隔离网38的网孔容易被杂质堵塞，所述刮板36与捞板39之间通过渣板49连接，渣板49的形状为条形薄板，且渣板49倾斜布置，在渣板49的端面开设有等距布置的渣孔50；在刮板36的背面铰接有转杆51，转杆51的水平布置，转杆51的侧壁固接有等距布置的推板52，推板52与渣孔50一一对应，且两者间隙配合，由于渣板49的斜向布置，推板52能自动推出渣孔50内的杂质，有效的避免了杂质堵孔的问题。
49.如图18所示，作为实施例的优化，所述推板52的端面固接有配重块53，配重块53使得推板52自由下垂，保证推板52在收集杂质时翘起，产生过滤作用，在杂质收集完成后，产生清理渣孔50的作用。
50.如图19所示，进一步，考虑到稀土液电解时，部分稀土液或清理出的杂质会掉入电解炉2内，形成渣点，需要进行定时清理，因此提出一种应用上述钼坩埚稀土电解搅动组件的清渣装置，包括短柱54，短柱54与齿环6可拆卸安装，短柱54的长度小于电解炉2口到钼坩埚1的距离；短柱54的数量至少2个，且水平对称布置；短柱54之间固接有l型架55，l型架55的水平段固接有竖杆56，竖杆56的自由端铰接有清渣件57，清渣件57用于清理电解炉2内的渣点；清渣件57的腰部铰接有第四伸缩杆58，第四伸缩杆58可以选择液压缸或者电动推杆，第四伸缩杆58与l型架55的水平段铰接，通过设置第四伸缩杆58能将清渣件57旋转成竖直状或水平状，竖直时能避免存在结构干扰，保证稀土液的搅拌及清理杂质，水平时能单独对电解炉2内的渣点进行清理。
51.如图20所示，作为实施例的优化，所述齿环6的内侧面开设有盲孔18，盲孔18的数量至少两个，该盲孔18与安装支撑柱9的盲孔18相对设置，该盲孔18用于水平插入短柱54，短柱54通过螺栓固定在盲孔18内；通过限定齿环6的结构实现了短柱54的可拆卸安装。
52.如图20所示，作为实施例的优化，所述清渣件57包括横板59、纵板60、竖板61；横板59、纵板60、竖板61相互固接，形成用于刮渣点的收集空腔，在完成钼坩埚1熔炼稀土液后，取出钼坩埚1，配合环座5的下降，通过设置横板59能清理电解炉2的底面，通过设置竖板61能清理电解炉2的侧面，实现了电解炉2的渣点清理。
53.尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钼坩埚稀土电解搅动组件，包括环座（5），其特征在于所述环座（5）位于支撑臂（4）的下方，且环座（5）与钨棒（3）的位置同心；环座（5）上转动连接有齿环（6），齿环（6）的外齿面啮合有第一齿轮（7），第一齿轮（7）通过第一电机（8）进行驱动；齿环（6）上设有支撑柱（9）；支撑柱（9）的自由端设有承载座（10）；承载座（10）的顶面设有搅拌杆（11），搅拌杆（11）用于深入钼坩埚（1）内对稀土液进行搅拌。2.根据权利要求1所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于所述承载座（10）的形状为不完全圆环，所述承载座（10）的顶面开设有等角度布置的滑孔（19），滑孔（19）用于滑动连接搅拌杆（11）。3.根据权利要求2所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于所述搅拌杆（11）的形状为棒状，搅拌杆（11）的上端设有限位头（20），所述搅拌杆（11）的侧壁套有压簧（21），压簧（21）以弹性连接的方式位于限位头（20）与承载座（10）之间。4.根据权利要求3所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于还包括支撑架（22），支撑架（22）上设有导轨（23），导轨（23）的u型导向槽（24）内滑动连接有滑环（25）；滑环（25）的内壁设有凸轮（27），凸轮（27）以钨棒（3）为中心进行旋转；凸轮（27）的底面形状弧形，且中部为凸起状，两边为凹陷状，凸轮（27）的底面与限位头（20）滑动接触，凸轮（27）使得搅拌杆（11）在圆周方向搅拌的基础上，能进行竖直方向的搅拌。5.根据权利要求4所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于所述搅拌杆（11）的侧壁滑动连接有套管（34），套管（34）位于承载座（10）的下方，套管（34）的侧壁设有衔接杆（35），套管（34）用于刮落粘在搅拌杆（11）上的稀土液；在中间的衔接杆（35）设有刮板（36），刮板（36）的外侧设有第二伸缩杆（37），第二伸缩杆（37）使得套管（34）上位移或下位移。6.根据权利要求5所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于所述刮板（36）的底边设有隔离网（38），隔离网（38）用于格挡稀土液中的杂质，隔离网（38）的底边设有捞板（39），捞板（39）与刮板（36）形成杂质收集空间，过滤后稀土液从隔离网（38）穿过。7.根据权利要求1所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于所述环座（5）的端面开设有导向孔（31）；导向孔（31）内滑动连接有导向杆（32）；所述环座（5）的底面设有第一伸缩杆（33），第一伸缩杆（33）使得搅拌杆（11）插入或拔出钼坩埚（1）。8.根据权利要求7所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于所述导向杆（32）的下端设有移动座（40），第一伸缩杆（33）的下端设有移动座（40），两个移动座（40）为一组滑动连接有滑道（41），滑道（41）的导向方向为水平；所述环座（5）的端面开设有豁口（42），齿环（6）的端面开设有豁口（42），且豁口（42）与滑道（41）平行。9.根据权利要求6所述的一种钼坩埚稀土电解搅动组件，其特征在于还包括滑管（44），滑管（44）与支撑柱（9）滑动连接，承载座（10）与支撑架（22）通过连接杆（46）固定；所述支撑柱（9）之间设有支座（47），支座（47）上设有第三伸缩杆（48），第三伸缩杆（48）使得刮板（36）在钼坩埚（1）内的半径方向位移，向外位移能刮下钼坩埚（1）内壁的杂质，向内位移能刮下钨棒（3）外壁的杂质。10.一种应用权利要求1-9任一项所述钼坩埚稀土电解搅动组件的清渣装置，包括短柱（54），其特征在于短柱（54）与齿环（6）可拆卸安装，短柱（54）之间设有l型架（55），l型架（55）的水平段设有竖杆（56），竖杆（56）的自由端铰接有清渣件（57），清渣件（57）用于清理
电解炉（2）内的渣点；清渣件（57）的腰部铰接有第四伸缩杆（58），第四伸缩杆（58）与l型架（55）的水平段铰接，第四伸缩杆（58）能将清渣件（57）旋转成竖直状或水平状。

技术总结
本发明涉及稀土电解技术领域，公开了一种钼坩埚稀土电解搅动组件及清渣装置，包括环座，所述环座位于支撑臂的下方，且环座与钨棒的位置同心；环座上转动连接有齿环，齿环的齿根内啮合有第一齿轮，第一齿轮通过第一电机进行驱动；齿环上设有支撑柱；支撑柱的自由端设有承载座；承载座的顶面设有竖向布置的搅拌杆，搅拌杆用于深入钼坩埚内对稀土液进行搅拌；本申请通过限定环座位置使得齿环能携带搅拌杆进行360


技术研发人员：成松 郭延春 李强
受保护的技术使用者：内蒙古北科交大机器人有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/8/1