下插鎂電解槽除渣裝置及除渣方法
2023-05-21 10:04:46
下插鎂電解槽除渣裝置及除渣方法
【專利摘要】本
【發明內容】
屬於有色金屬冶煉領域，公開了一種下插鎂電解除渣裝置及除渣方法。該除渣裝置包括L形支架、推桿、刮刀和導向機構，所述L形支架包括扶手段以及與扶手段連接的工作段，所述導向機構設置於工作段上，所述推桿設置於導向機構中，所述刮刀連接於推桿的外端部，所述L形支架上設置有滑輪系統，所述推桿與滑輪系統連接，並可在滑輪系統的驅動下沿導向機構做伸縮運動。該除渣裝置利用滑輪系統的驅動推桿伸縮運動，從而使刮刀深入電解槽底部從而去除循環口的殘渣，解決了傳統的長鉤無法放入各石墨電解孔間的問題，一方面極大降低了人工操作強度，大大提高了電解電流效率；另一方面該裝置也能適用於多級槽中，具有實際的應用價值。
【專利說明】下插鎂電解槽除渣裝置及除渣方法
【技術領域】
[0001]本
【發明內容】
屬於有色金屬冶煉領域，具體涉及一種新型鎂電解槽底除渣裝置及方法。
【背景技術】
[0002]鎂電解是生產金屬鎂的重要方法，尤其對於鎂鈦聯合生產海綿鈦的企業更是建立鎂-氯循環的關鍵。目前無隔板電解槽和多級槽是鎂電解的主要設備，而根據陽極在電解槽內的放入位置，可將電解槽分為上插槽、下插槽和側插槽，下插陽極電解槽技術由於石墨電極不與空氣接觸，極大延長了其使用壽命而得到了發展。但下插陽極從電解槽插入嚴重壓縮了電解槽底空間，使得電解產生的殘渣清除變得困難，尤其在有效節約電解槽空間和增加電解槽利用率條件下，通常採用雙電解室-單集鎂室的槽型結構進行生產，集鎂室空間進一步縮小，造成電極間的電解殘渣無法及時有效的清除，當其堆積至陰極附近時，一方面引起鎂匯集變差，造成電流效率降低，另一方面鎂和電解產渣混合在一起造成其自身導電，易引起陰陽極短路，造成局部電極電流過載，甚至出現電極過熱引起的漏槽現象。
[0003]目前，鎂電解殘渣的清除主要通過一根L形直角的勾渣裝置將各陽極間的電解殘渣勾到集鎂室，再通過抓渣或抽渣的形式而除去，但集鎂室空間的限制和電解槽底石墨電極的影響，使得勾渣裝置在操作變得困難，不易清除電解槽底的殘渣，加長鉤子則無法放入各石墨電解孔間，嚴重影響鎂電解的順利運行。對此，提出一種可伸縮的鎂電解除渣裝置及使用方法，旨在對下插槽鎂電解的產物及時有效的清除，降低電解殘渣對鎂電解系統的影響。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種下插鎂電解槽除渣裝置，該裝置可以簡單方便地清除鎂電解殘渣。
[0005]該下插鎂電解槽除渣裝置包括L形支架、推桿、刮刀和導向機構，所述L形支架包括扶手段以及與扶手段連接的工作段，所述導向機構設置於工作段上，所述推桿設置於導向機構中，所述刮刀連接於推桿的外端部，所述L形支架上設置有滑輪系統，所述推桿與滑輪系統連接，並可在滑輪系統的驅動下沿導向機構做伸縮運動。
[0006]優選地，所述滑輪系統包括連接繩、第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪以及驅動機構，所述第一滑輪位於L形支架的工作段的外端部，所述第二滑輪和第三滑輪均設置於工作段的內端部，所述驅動機構位於L形支架的扶手段上部，所述驅動機構包括絞盤和設置於絞盤上的手輪，所述連接繩包括用於控制推桿伸出的外拉段以及用於控制推桿縮回的內拉段，所述外拉段連接於推桿內端部，並依次與第一滑輪、第二滑輪以及驅動機構繞接，所述內拉段連接於推桿內端部，並依次與第三滑輪和驅動機構繞接。
[0007]優選地，所述導向機構為沿軸向開設有長槽孔的套管結構，所述推桿位於套管結構中，所述推桿內端部上設置有連接板，所述連接板從長槽孔延伸出導向機構，所述連接繩的外拉段連接於連接板上。
[0008]優選地，所述推桿內端部設置有連接頭，所述連接頭位於推桿的中軸線上，所述連接繩的內拉段通過連接頭與推桿連接。
[0009]優選地，所述L形支架為L形空心筒體結構，所述L形支架的工作段密閉，且扶手段至少其下部密閉，所述導向機構和滑輪系統均位於L形支架內，所述L形支架的工作段外端部開設有導孔，所述推桿通過導孔延伸出L形支架，所述導孔處設置有推桿密封件。
[0010]優選地，所述L形支架整體均密閉，所述絞盤位於L形支架內，所述扶手段上部開設有手輪孔，所述手輪位於L形支架外並通過手輪孔與絞盤連接，所述手輪孔上設置有手輪密封件，所述L形支架的扶手段上部設置有單向進氣閥。
[0011]優選地，所述L形支架、刮刀、推桿的材質均為耐高溫耐腐蝕的鋼材。
[0012]本發明還提供了一種利用上述下插鎂電解槽除渣裝置的除渣方法，其包括如下步驟:
[0013]a、對下插鎂電解槽除渣裝置進行查漏檢驗:向L形支架上的單向進氣閥通入氬氣，在L形支架的手輪密封件、推桿密封件和各連接部位噴上肥皂水，觀察肥皂水泡沫是否脹大破裂，若未出現肥皂水泡沫脹大破裂現象，則氣密性檢驗合格；
[0014]b、對下插鎂電解槽除渣裝置進行乾燥處理；
[0015]C、縮回推桿，將L形支架的工作段放入鎂電解槽中；
[0016]d、抬高刮刀並通過手輪控制推桿外伸，使刮刀越過電解殘渣，推桿拉伸完成後，降低刮刀高度，使刮刀貼合電解槽底面，然後通過手輪控制推桿縮回，完成一次除渣循環；
[0017]e、反覆執行d步驟，同時變換刮刀位置，將各陽極間的電解殘渣勾到集鎂室，並通過抓渣或抽渣將集鎂室的電解殘渣除去，從而完成鎂電解槽除渣。
[0018]優選地，在d步驟和e步驟中，所述推桿的伸縮速率為0.5?2m/min。
[0019]本發明的有益效果是:該下插鎂電解槽除渣裝置利用滑輪系統的驅動推桿伸縮運動，從而使刮刀深入電解槽底部從而去除循環口的殘渣，解決了傳統的長鉤無法放入各石墨電解孔間的問題，一方面極大降低了人工操作強度，大大提高了電解電流效率；另一方面該裝置也能適用於多級槽中，具有實際的應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的整體示意圖；
[0021]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0022]圖3是圖1中B處的局部放大圖；
[0023]圖4是本發明中驅動機構的局部放大圖。
[0024]附圖標記:1_L形支架，11-扶手段，12-工作段，2_推桿，21-連接板，22-連接頭，23-推桿密封件，3-刮刀，4-導向機構，41-長槽孔，5-連接繩，51-外拉段，52-內拉段，53-第一滑輪，54-第二滑輪，55-第三滑輪，6-驅動機構，61-絞盤，62-手輪，63-手輪密封件，7-單向進氣閥。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0026]本發明的下插鎂電解槽除渣裝置，包括L形支架1、推桿2、刮刀3和導向機構4，所述L形支架I包括扶手段11以及與扶手段11連接的工作段12，所述導向機構4設置於工作段12上，所述推桿2設置於導向機構4中，所述刮刀3連接於推桿2的外端部，所述L形支架I上設置有滑輪系統，所述推桿2與滑輪系統連接，並可在滑輪系統的驅動下沿導向機構4做伸縮運動。
[0027]其中，L形支架I的扶手段11主要是用於手持以便於操作，而工作段12主要是用於設置導向機構4從而便於安裝推桿2和刮刀3，滑輪系統作用是驅動推桿2做伸縮運動。
[0028]該裝置的工作過程如下:
[0029]首先將L形支架I的工作段12放置於鎂電解槽中，通過後壓扶手段11適當抬高刮刀3，同時通過滑輪系統驅動推桿2向外伸展，使刮刀3可以越過槽底電解殘渣，推桿2拉伸到位後，降低刮刀3使其與槽底貼合，通過滑輪系統驅動推桿2縮回，使刮刀3將電解殘渣勾回，如此反覆，當所有殘渣均被勾回後，通過抓取或者抽取的形式將殘渣移出電解槽，從而完成除渣過程。
[0030]該下插鎂電解槽除渣裝置不同於傳統的除渣裝置，可以首先將推桿縮回然後再將其放入電解槽中，從而解決傳統加長鉤子無法放入各石墨電解孔間的問題，採用滑輪系統驅動可以有效地降低人工操作強度。
[0031]所述的滑輪系統的具體設置方式有很多種，例如，在工作段外端部設置一個滑輪，連接繩繞過該滑輪與推桿連接，用以驅動推桿拉伸，同時，在工作段內端部設置一個滑輪，連接繩繞過此滑輪與推桿連接，用以驅動推桿縮回，通過人工直接提拉連接繩的方式驅動推桿伸縮。而作為優選方式，如圖1和圖4所示，所述滑輪系統包括連接繩5、第一滑輪53、第二滑輪54、第三滑輪55以及驅動機構6，所述第一滑輪53位於L形支架I的工作段12的外端部，所述第二滑輪54和第三滑輪55均設置於工作段12的內端部，所述驅動機構6位於L形支架I的扶手段11上部，所述驅動機構6包括絞盤61和設置於絞盤61上的手輪62，所述連接繩5包括用於控制推桿2伸出的外拉段51以及用於控制推桿2縮回的內拉段52，所述外拉段51連接於推桿2內端部，並依次與第一滑輪53、第二滑輪54以及驅動機構6繞接，所述內拉段52連接於推桿2內端部，並依次與第三滑輪55和驅動機構6繞接。
[0032]上述工作段12的外端部即是指工作段12遠離扶手段11的一端，工作段12的內端部即指其與扶手段11連接的一端，同樣，推桿2的外端部是指其遠離扶手段11的一端，而其內端部是指其靠近扶手段11的連接處的一端。所述第二滑輪54和第三滑輪55主要起過渡和導向作用，使連接繩5基本與L形支架I平行。連接繩5的外拉段51繞過第一滑輪53連接於推桿2內端部，通過驅動機構6提拉外拉段51，可控制推桿2更多地被向外拉伸，連接繩5的內拉段52繞過第三滑輪55連接於推桿22內端部，通過驅動機構6提拉內拉段52，可以控制推桿2向內縮回。
[0033]驅動機構6的作用是提拉連接繩的外拉段51和內拉段52，驅動機構6可以採用電力驅動設備或者人力驅動設備等，而在此選擇絞盤61和手輪62作為驅動機構6，其操作較為簡單，重量較輕，且便於手動控制，掌握除渣節奏。
[0034]導向機構4可以有多種結構形式，如採用導槽、導管等，而作為優選方式，如圖2所示，所述導向機構4為沿軸向開設有長槽孔41的套管結構，所述推桿2位於套管結構中，所述推桿2內端部上設置有連接板21，所述連接板21從長槽孔41延伸出導向機構4，所述連接繩5的外拉段51連接於連接板21上。
[0035]套管結構的導向機構4相對重量更輕，便於人工操作，而且其導向也較為穩定。連接板21的主要作用是在推桿2與連接繩5之前起到過度連接的作用。
[0036]同樣，為了方便連接繩5的內拉段52與推桿2之間的連接，作為優選方式，所述推桿2內端部設置有連接頭22，所述連接頭22位於推桿2的中軸線上，所述連接繩5的內拉段52通過連接頭22與推桿2連接。連接頭22位於推桿2的中軸線上，可以使推桿2受到的內拉力作用於其中軸線上，使其縮回時運行更加穩定，防止與導向機構4內部發生擠壓摩擦。
[0037]除渣結束後熔鹽進入導向機構4易造成推桿頭堵死，而且在除渣過程中，滑輪系統直接與電解槽內熔鹽接觸，會對其運行造成阻礙，為解決這一問題，作為優選方式，所述L形支架I為L形空心筒體結構，所述L形支架I的工作段12密閉，且扶手段11至少其下部密閉，所述導向機構4和滑輪系統均位於L形支架I內，所述L形支架I的工作段12外端部開設有導孔，所述推桿I通過導孔延伸出L形支架I，所述導孔處設置有推桿密封件23。
[0038]在除渣時，除渣裝置的下部會進入熔鹽中，因為L形支架I的扶手段11下部和工作段12密閉，可以有效防止熔鹽進入空心的L形支架I內，從而有效地將滑輪系統和導向機構4同熔鹽相隔離。導孔處的推桿密封件23優選採用耐高溫密封構件。
[0039]雖然將L形支架I的下部密閉即能相對有效地保證熔鹽難以進入L形支架I內部，但是，L形支架I外部所受熔鹽總壓強等於大氣壓強與熔鹽本身產生的壓強之和，而L形支架I內部壓強即為大氣壓強，其略小於L形支架I外部所受熔鹽總壓強，此外，在推桿2運動過程中，推桿2與推桿密封件23之間會產生一定細微間隙，所以，難免部分熔鹽通過推桿密封件23滲入L形支架I內部，為解決這一問題，作為優選方式，所述L形支架I整體均密閉，所述絞盤61位於L形支架I內，所述扶手段11上部開設有手輪孔，所述手輪62位於L形支架I外並通過手輪孔與絞盤61連接，所述手輪孔上設置有手輪密封件63，所述L形支架I的扶手段11上部設置有單向進氣閥7。
[0040]此處採用絞盤61和手輪62驅動，易於實現密封，可以有效地保證L形支架I整體的密閉性。隨著推桿2向外伸出，L形支架I內部空間擴大，可通過單向進氣閥7吸入外界空氣，而推桿2縮回過程中，L形支架I內部空間縮小，但由於單向進氣閥7的作用，L形支架I內部氣體不能排出，在L形支架I內部形成較高氣壓，而此時恰好是外部熔鹽最易滲入的階段，支架內部高氣壓則可以有效地防止熔鹽滲入。在實際使用時，可以事先在通過單向進氣閥7向L形支架I內部通入氣體，使其內部形成高氣壓，從而達到防止熔鹽滲入的目的。
[0041]為延長裝置的使用壽命，作為優選方式，所述L形支架1、刮刀3、推桿2的材質均為耐高溫耐腐蝕的鋼材。如309不鏽鋼、310S不鏽鋼等等。
[0042]本發明所公開的利用上述下插鎂電解槽除渣裝置的除渣方法，包括如下步驟:
[0043]a、對下插鎂電解槽除渣裝置進行查漏檢驗:向L形支架I上的單向進氣閥7通入氬氣，在L形支架I的手輪密封件63、推桿密封件23和各連接部位噴上肥皂水，觀察肥皂水泡沫是否脹大破裂，若未出現肥皂水泡沫脹大破裂現象，則氣密性檢驗合格；
[0044]b、對下插鎂電解槽除渣裝置進行乾燥處理；
[0045]C、縮回推桿2，將L形支架I的工作段11放入鎂電解槽中；
[0046]d、抬高刮刀3並通過手輪62控制推桿2外伸，使刮刀3越過電解殘渣，推桿2拉伸完成後，降低刮刀3高度，使刮刀3貼合電解槽底面，然後通過手輪62控制推桿2縮回，完成一次除渣循環；
[0047]e、反覆執行d步驟，同時變換刮刀3位置，將各陽極間的電解殘渣勾到集鎂室，並通過抓渣或抽渣將集鎂室的電解殘渣除去，從而完成鎂電解槽除渣。
[0048]在a步驟中檢查裝置的氣密性可以保證L形支架I的密閉，防止除渣時電解槽內熔鹽進入L形支架I ;在b步驟中對下插鎂電解槽除渣裝置進行乾燥處理是為了防止水分隨著除渣裝置進入電解槽熔鹽，對之後電解槽的使用造成影響。為保證除渣裝置可以被順利放入電解槽，在c步驟中，必須縮回推桿2後再將其下放至電解槽中。在d步驟中，推桿2外伸時必須抬高刮刀3使其越過電解殘渣，此處可採用向斜後方下壓L形支架I扶手段的方式實現刮刀3的抬升。而縮回推桿2時，則必須使刮刀3緊貼電解槽底面，以保證除渣效果。之後這不斷變換刮刀3位置，反覆對電解槽各個位置進行刮渣，將電解槽內電解殘渣集中到集鎂室中，再通過抽取或者抓撈的方式，將殘渣帶出，完成整個除渣過程。
[0049]為防止刮刀運動過程中帶起電解殘渣，作為優選方式，在d步驟和e步驟中，所述推桿2的伸縮速率為0.5?2m/min。
【權利要求】
1.下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:包括[形支架推桿(2^刮刀⑶和導向機構(4),所述I形支架(1)包括扶手段(11)以及與扶手段(11)連接的工作段(12),所述導向機構(4)設置於工作段(12)上，所述推桿(2)設置於導向機構(4)中，所述刮刀(3)連接於推桿(2)的外端部，所述[形支架(1)上設置有滑輪系統，所述推桿(2)與滑輪系統連接，並可在滑輪系統的驅動下沿導向機構(4)做伸縮運動。
2.如權利要求1所述的下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:所述滑輪系統包括連接繩(5)、第一滑輪(53^第二滑輪(54^第三滑輪(55)以及驅動機構(6),所述第一滑輪(53)位於[形支架(1)的工作段(12)的外端部，所述第二滑輪(54)和第三滑輪(55)均設置於工作段(12)的內端部，所述驅動機構(6)位於[形支架(1)的扶手段(11)上部，所述驅動機構(6)包括絞盤￠1)和設置於絞盤￠1)上的手輪(62),所述連接繩(5)包括用於控制推桿(2)伸出的外拉段(51)以及用於控制推桿(2)縮回的內拉段(52),所述外拉段(51)連接於推桿(2)內端部，並依次與第一滑輪(53^第二滑輪(54)以及驅動機構(6)繞接，所述內拉段(52)連接於推桿(2)內端部，並依次與第三滑輪(55)和驅動機構(6)繞接。
3.如權利要求1或2所述的下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:所述導向機構(4)為沿軸向開設有長槽孔(41)的套管結構，所述推桿(2)位於套管結構中，所述推桿(2)內端部上設置有連接板(21),所述連接板(21)從長槽孔(41)延伸出導向機構(4),所述連接繩(5)的外拉段(51)連接於連接板(21)上。
4.如權利要求3所述的下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:所述推桿(2)內端部設置有連接頭(22),所述連接頭(22)位於推桿(2)的中軸線上，所述連接繩(5)的內拉段(52)通過連接頭(22)與推桿(2)連接。
5.如權利要求2所述的下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:所述[形支架(1)為I形空心筒體結構，所述[形支架(1)的工作段(12)密閉，且扶手段(11)至少其下部密閉，所述導向機構(4)和滑輪系統均位於[形支架(1)內，所述[形支架(1)的工作段(12)外端部開設有導孔，所述推桿(1)通過導孔延伸出I形支架(1),所述導孔處設置有推桿密封件(23)。
6.如權利要求5所述的下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:所述I形支架(1)整體均密閉，所述絞盤￠1)位於I形支架(1)內，所述扶手段(11)上部開設有手輪孔，所述手輪(62)位於I形支架(1)外並通過手輪孔與絞盤￠1)連接，所述手輪孔上設置有手輪密封件(63),所述I形支架(1)的扶手段(11)上部設置有單向進氣閥(7)。
7.如權利要求6所述的下插鎂電解槽除渣裝置，其特徵在於:所述I形支架(1)、刮刀(3^推桿(2)的材質均為耐高溫耐腐蝕的鋼材。
8.利用如權利要求8所述的下插鎂電解槽除渣裝置的除渣方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1對下插鎂電解槽除渣裝置進行查漏檢驗:向[形支架(1)上的單向進氣閥(7)通入氬氣，在I形支架(1)的手輪密封件(63^推桿密封件(23)和各連接部位噴上肥皂水，觀察肥皂水泡沫是否脹大破裂，若未出現肥皂水泡沫脹大破裂現象，則氣密性檢驗合格； I對下插鎂電解槽除渣裝置進行乾燥處理； 匕縮回推桿(2),將[形支架(1)的工作段(12)放入鎂電解槽中； 己、抬高刮刀⑶並通過手輪(62)控制推桿⑵外伸，使刮刀⑶越過電解殘渣，推桿(2)拉伸完成後，降低刮刀⑶高度，使刮刀⑶貼合電解槽底面，然後通過手輪(62)控制推桿(2)縮回，完成一次除渣循環； 6、反覆執行(1步驟，同時變換刮刀⑶位置，將各陽極間的電解殘渣勾到集鎂室，並通過抓渣或抽渣將集鎂室的電解殘渣除去，從而完成鎂電解槽除渣。
9.如權利要求8所述的除渣方法，其特徵在於:在(1步驟和6步驟中，所述推桿(2)的伸縮速率為0.5?2111/111111。
【文檔編號】C25C3/04GK104498994SQ201510002701
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月5日 優先權日:2015年1月5日
【發明者】陳兵, 馬尚潤, 彭衛星, 程曉哲, 朱福興, 穆天柱, 鄧斌, 鄭權 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司