一種異型鎢陰極或鉬陰極的製作方法
2023-10-05 22:30:14 2
專利名稱：一種異型鎢陰極或鉬陰極的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鎢陰極或鑰陰極，尤其是一種異型鎢陰極或鑰陰極，其是用熔鹽體系電解法生產稀土金屬及合金工藝中所使用的鎢(鑰)極。
背景技術：
目前，在熔鹽體系電解法生產稀土金屬及合金工藝中，普遍採用鎢(鑰)陰極，陰極形狀為等直徑的圓柱體，陰極棒先通過焊接後使用，陰極與電源的連接方式採用上掛式。
生產中會出現這樣的現象陰極棒露在熔鹽液面附近的一段最容易被腐蝕，而陰極棒的焊接部分或離焊接部分近的一段基本不腐蝕。
通常，在工業生產中，為了提高陰極棒的使用率和降低生產成本，往往當這部分陰極被腐蝕到一定程度時就將陰極棒拆下來掉頭焊接後再使用。掉頭焊接再使用的陰極棒又被腐蝕到一定程度時，這根陰極棒就必須報廢。
通過對報廢的陰極棒的研究，發現了一個非常重要但長期被忽視的事實，那就是， 被腐蝕的部分集中在陰極棒的中間部分，而陰極棒的兩端基本不被腐蝕。
基於如此沒有預料到的事實，本來完全可以去研製使用壽命更長、使用率更高的陰極棒。然而，長期以來，本領域的技術人員的偏見是，陰極棒就是已知固定的結構和形狀， 從來沒有人克服這樣的偏見去研發新型的陰極棒。發明內容
本發明的目的是提供一種陰極，其可從根本上解決傳統陰極棒使用壽命短，使用率低的問題，為電解工業生產顯著延長陰極棒的使用壽命，提高陰極棒的使用率。
為此，本發明提供了一種用於熔鹽體系電解法生產稀土金屬及合金工藝中的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，其陰極棒包括第一端、與第一端相背的第二端、第一端和第二端之間的中間部、第一端和中間部之間的第一過渡部、以及第二端和中間部之間的第二過渡部；中間部的橫向尺寸大於第一端、第二端的橫向尺寸；第一端和第二端的橫向尺寸相等； 第一端和第二端的縱向尺寸相等。
優選地，陰極棒呈階梯軸的形狀。
優選地，第一端、第二端、中間部呈圓柱狀，而第一過渡部和第二過渡部為對稱結構，呈錐臺狀。
優選地，第一過渡部和第二過渡部為沿圓周方向對稱的曲面結構。
優選地,所述曲面為凸面。
優選地，所述曲面結構為具有規則或不規則母線形狀的迴轉體。
優選地，所述陰極棒與電源負極之間設有夾具。
優選地，多個所述陰極棒分別通過可控開關並聯至電源負極。
根據本發明，將陰極棒的中間部分適當加粗，加粗部分離陰極棒的兩端等距離，一方面通過加粗可以有效地增強陰極棒的耐腐蝕性，另一方面加粗部分離陰極棒的兩端等距離，陰極棒兩頭使用時均可發揮加粗部分的作用，這樣，就可以最大限度的發揮加粗部分的作用，從而最大限度的提高陰極棒的使用率。
根據本發明，能延長陰極棒的使用壽命，提高陰極棒的利用率，降低生產成本。
棒材的實際利用率很低，根據本發明，通過將陰極棒的中間部分適當加粗，可以加強陰極棒的耐腐蝕性，能有效提高陰極棒的使用壽命。
由於陰極棒的腐蝕部分在陰極棒的中間部分，通過將陰極棒的中間部分適當加粗，可將棒材的利用率在原有基礎上提高10% -15%，從而有效降低棒材成本。
試驗證實，通過將陰極棒的中間部分適當加粗，陰極棒的重量只增加約10%，而陰極棒的使用壽命延長了 10% -15%。
在提高陰極棒使用壽命的同時，還降低了陰極棒的更換頻率，一方面提高了電解生產的連續穩定性，大幅減少了由於更換陰極而導致的停產時間，避免由於長時間斷電影響產品質量，另一方面節約了焊接配件及焊材的消耗，從而大大地降低了生產成本。
圖I為採用根據本發明的異型鎢陰極或鑰陰極的結構原理示意圖。
具體實施方式
為了延長陰極棒的使用壽命、提高陰極棒的利用率、降低了陰極棒的更換頻率、減少由於更換陰極而導致的停產時間，在本發明的一個實施例中，可以優化陰極棒的結構形狀。
在本發明的另外一個實施例中，可以使得多個陰極棒並聯。
如圖I所示，在電解槽10內安裝η個陰極棒C1、C2、C3、......、和Cn。每個陰極棒C1、C2、C3、……、和Cn分別通過特製夾具和/或K1、K2、K3、……、和Kn並聯至電源E的負極。電解槽10內容納電解液11。
每個陰極棒C1、C2、C3、......、和Cn的結構可以是一致的。
η是大於等於I的自然數。η可以為1，也可以達3，或達5或更大。
例如，圖I所示的陰極棒C3包括第一端I、與第一端I相背的第二端2、第一端I 和第二端2之間的中間部3、第一端I和中間部3之間的第一過渡部4、以及第二端2和中間部3之間的第二過渡部5。
陰極棒總體上呈階梯軸的形狀。第一端I、第二端2、中間部3呈圓柱狀，而第一過渡部4和第二過渡部5為對稱結構，可以為錐臺狀。
中間部3的直徑大於第一端I、第二端2的直徑。第一端I和第二端2的直徑相等。第一端I和第二端2的長度也相等。
第一過渡部4和第二過渡部5也可為其他的沿圓周方向對稱的曲面結構，例如凸面、凹面、或具有不規則母線形狀的迴轉體。
總之，根據本發明，提供了一種異型陰極，其技術構思為將陰極棒的中間部分適當加粗，加粗部分離陰極棒的兩端等距離，一方面通過加粗能有效增強陰極棒的耐腐蝕性， 另一方面加粗部分離陰極棒的兩端等距離，陰極棒兩頭使用時均可發揮加粗部分的作用， 這樣，就可以最大限度的發揮加粗部分的作用。生產中，首先將陰極棒與自製的陰極連接件焊接，再通過特製夾具與電源負極連接。當陰極棒一端腐蝕到一定程度時，將陰極棒拆下， 掉頭焊接後可重新使用。
權利要求
1.一種用於熔鹽體系電解法生產稀土金屬及合金工藝中的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，其陰極棒包括第一端、與第一端相背的第二端、第一端和第二端之間的中間部、第一端和中間部之間的第一過渡部、以及第二端和中間部之間的第二過渡部；中間部的橫向尺寸大於第一端、第二端的橫向尺寸；第一端和第二端的橫向尺寸相等；第一端和第二端的縱向尺寸相等。
2.如權利要求I所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，陰極棒在總體上可以呈階梯軸的形狀。
3.如權利要求I或2所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，第一端、第二端、中間部呈圓柱狀，而第一過渡部和第二過渡部為對稱結構，呈錐臺狀。
4.如權利要求I至3其中之一所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，第一過渡部和第二過渡部為沿圓周方向對稱的曲面結構。
5.如權利要求4所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，所述曲面為凸面。
6.如權利要求4所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，所述曲面結構為具有規則或不規則母線形狀的迴轉體。
7.如權利要求I至6其中之一所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，所述陰極棒與電源負極之間可以設有可控開關。
8.如權利要求I至7其中之一所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，所述陰極棒與電源負極之間可以可以設有一種特製夾具。
9.如權利要求I至8其中之一所述的鎢陰極或鑰陰極，其特徵在於，優選地，多個所述陰極棒可以分別通過可控開關並聯至電源負極。
10.一種異型鎢(鑰)陰極，其主要特徵包括陰極棒的中間部分適當地加粗，加粗部分離陰極棒的兩端可以等距離，陰極棒的兩端與中間部分可以通過錐面連接。
全文摘要
一種用於熔鹽體系電解法生產稀土金屬及合金工藝中的鎢陰極或鉬陰極，其特徵在於，其陰極棒包括第一端、與第一端相背的第二端、第一端和第二端之間的中間部、第一端和中間部之間的第一過渡部、以及第二端和中間部之間的第二過渡部；中間部的橫向尺寸大於第一端、第二端的橫向尺寸；第一端和第二端的橫向尺寸相等；第一端和第二端的縱向尺寸相等。本發明在提高陰極棒使用壽命的同時，還降低了陰極棒的更換頻率，提高了電解生產的連續穩定性，大幅減少了由於更換陰極而導致的停產時間，避免由於長時間斷電影響產品質量，節約了焊接配件及焊材的消耗，從而大大地降低了生產成本。
文檔編號C25C3/36GK102978665SQ20121055967
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者劉建剛, 袁萍 申請人:江西稀有金屬鎢業控股集團有限公司