一种稀土金属及合金的出炉装置的制作方法

1.本实用新型涉及稀土冶金领域，具体而言，涉及一种稀土金属及合金的出炉装置。


背景技术：

2.在稀土金属冶金行业中，液态稀土金属及合金出炉是熔盐电解制备稀土过程中的一个重要工序，直接影响产品外观质量和内部缺陷，该工序具备热辐射高、烟尘气味大、操作强度高等特点，对操作工存在灼伤、热辐射、肌肉劳损等危害。目前国内主要出炉方式包括人工舀勺出炉、人工提锅出炉、虹吸机械出炉三种方式，其中虹吸机械出炉大幅改善了操作条件，避免了以上危害，但是由于虹吸机械出炉存在易夹渣、易堵管等缺点致使产品质量波动大，且产品品质低于人工出炉。截止目前绝大多数企业仍采用人工舀勺和人工提锅的出炉方式。
3.在申请号为：cn202010244940.0，专利名称为“一种电解炉出炉方法及出炉机械手”的中国实用新型专利中，通过坩埚夹持机构从电解炉中取出装好已经电解好的熔融金属的坩埚实现了坩埚的出炉，然而在高温熔盐电解炉内，夹具在夹持坩埚时容易发生形变，影响后续夹具的夹持工作，影响出品质量和出品效率，若长时间不对夹具进行处理，极易导致夹具夹持坩埚中途倾翻等严重后果的发生。
4.申请内容
5.本实用新型的目的在于提供一种稀土金属及合金的出炉装置，其不仅能够避免人工出炉过程存在的烧伤、热辐射、肌肉劳损等危害，解决了夹具形变问题，提高了出炉效率、出炉质量以及降低生产成本。
6.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种稀土金属及合金的出炉装置，包括电解炉，配置于电解炉上方的横向移动装置，配置于横向移动装置驱动端的纵向移动装置，以及配置于纵向移动装置驱动端的坩埚抓取装置，坩埚抓取装置配置有用于抓取电解炉内坩埚的夹具，该横向移动装置下方配置有夹具矫正装置，所述夹具矫正装置用于校正抓取坩埚后产生局部弯曲变形的夹具。
7.进一步地，所述夹具矫正装置包括施压装置、矫正内定位芯和若干矫正外定位块，该夹具可套接于该矫正内定位芯，若干该矫正外定位块可合抱于该夹具，当若干该矫正外定位块合抱于该夹具时，该施压装置用于施加矫正作用力于该夹具。
8.进一步地，数个所述矫正外定位块环绕于矫正内定位芯设置，且矫正外定位块底部铰接配置于矫正内定位芯底部。
9.进一步地，稀土金属及合金的出炉装置还包括配置于横向移动装置下方的坩埚中转装置，该坩埚中转装置包括坩埚翻转装置以及配置于坩埚翻转装置的坩埚卡槽，靠近坩埚中转装置的地面上配置有锭模。
10.进一步地，稀土金属及合金的出炉装置还包括配置于横向移动装置下方的坩埚补给装置，该坩埚补给装置用以放置若干坩埚。
11.进一步地，所述纵向移动装置包括气缸驱动装置、液压缸驱动装置。
12.进一步地，所述坩埚卡槽底部配置有重量传感器。
13.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
14.(1)本实用新型中稀土金属及合金的出炉装置通过配置夹具矫正装置，从而对夹具进行了矫正，避免了夹具在高温熔盐电解槽中抓取坩埚，导致夹具部分不同程度的发生形变、影响重复夹取坩埚的情况发生，从而长时间保持较高的坩埚抓取精度，提高了生产效率的同时产品质量稳定性得到提高。
15.(2)本实用新型通过配置横向移动装置、纵向移动装置、坩埚抓取装置、夹具矫正装置、坩埚中转装置和坩埚补给装置，解决了人工出炉过程对操作工可能造成的烧伤、热辐射、肌肉劳损等危害；解决了虹吸机械出炉过程因易夹渣、易堵管等造成的产品质量不稳定、产品品质较差问题；并且降低了劳作强度，提高了操作效率，降低了生产成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型优选实施例的出炉装置的整体结构示意图；
18.图2为本实用新型优选实施例的出炉装置的夹具矫正装置的结构示意图；
19.图3为本实用新型另一实施例的出炉装置的整体结构示意图；
20.图4为本实用新型的优选实施例的出炉方法的流程框图。
21.图标：1
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电解炉，2
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横向移动装置，3
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纵向移动装置，4
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坩埚抓取装置，41
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夹具，5
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定位安装板，6
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夹具矫正装置，61
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矫正内定位芯，62
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矫正外定位块，71
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坩埚卡槽，72
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坩埚翻转装置，73
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锭模，8
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坩埚补给装置，9
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控制系统，11
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抓取定位红外线发射件，12
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抓取定位光敏接收件，21
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夹具出炉红外线发射件，22
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夹具出炉光敏接收件，31
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中转定位红外线发射件，32
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中转定位光敏接收件，41
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矫正定位红外线发射件，42
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矫正定位光敏接收件，51
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补给定位红外线发射件，52
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补给定位光敏接收件，10
‑
坩埚。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、
“
右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
27.实施例
28.请参照图1和图2，本实施例提供了一种稀土金属及合金的出炉装置，包括电解炉1，配置于电解炉1上方的横向移动装置2，配置于横向移动装置2驱动端的纵向移动装置3，以及配置于纵向移动装置3驱动端的坩埚抓取装置4，该横向移动装置2包括可实现直线移动的器件或结构，如丝杆移动组件、导轨链路组件等，本实施例采用导轨链条组件，包括水平配置的导轨，通过链轮配置于导轨内的链条，以及驱动链轮转动的横向驱动电机，所述纵向移动装置3顶部配置有定位安装板5，该定位安装板5滑动配置于导轨并与链条固定连接，通过横向驱动电机转动驱动链轮转动，以达到链条带动纵向移动装置3沿导轨左右滑动的目的；该纵向移动装置3包括气缸驱动装置、液压缸驱动装置，本实施例采用液压缸驱动装置，该液压缸驱动装置驱动端竖直向下设置，以达到带动坩埚抓取装置4向上或向下移动的目的；坩埚抓取装置4配置有用于抓取电解炉1内坩埚10的夹具41，该夹具41由一对夹指构成，并采用钛镍合金材料制成，具有较好的抗氧化性、耐腐蚀性，耐高温等特性；该坩埚抓取装置4包括可驱动该对夹指张开或合拢的驱动机构，本实施例中采用气缸，气缸与该对夹指连接形成气动夹爪，通过气缸驱动该对夹指张开或合拢；该横向移动装置2下方配置有矫正工位，矫正工位用于对夹具41进行矫正工作，恢复夹具41形变；矫正工位配置有夹具矫正装置，所述夹具矫正装置用于校正抓取坩埚10后产生局部弯曲变形的夹具41。通过配置夹具矫正装置，从而对夹具41进行了矫正，避免了夹具41在高温熔盐电解槽中抓取坩埚10，导致夹具41部分不同程度的发生形变、影响重复夹取坩埚10的情况发生，从而长时间保持较高的坩埚10抓取精度，提高了生产效率的同时产品质量稳定性得到提高。
29.本实施例进一步地，所述夹具矫正装置包括施压装置、矫正内定位芯61和若干矫正外定位块62，该夹具41可套接于该矫正内定位芯61，若干该矫正外定位块62可合抱于该夹具41，当若干该矫正外定位块62合抱于该夹具41时，该施压装置用于施加矫正作用力于该夹具41；施压装置可以是能敲击矫正外定位块62施压夹具41的器件或结构，施压装置包括人工施压驱动、液压施压驱动、气压施压驱动等，本实施例中采用人工施压驱动的方式，通过人工使用敲击工具敲击矫正外定位块62对夹具41施压，已达到矫正夹具41变形部分的目的；通过配置矫正外定位块62、矫正内定位芯61和施压装置对夹具41进行了矫正，矫正方式简单方便，保证了夹具41夹取的精准性，提高了金属出炉效率及出炉质量，提高了夹具41的使用寿命，减少了夹具41的磨损更换，进而降低了生产成本。
30.本实施例进一步地，为了便于使用矫正外定位块62合抱夹具41，数个所述矫正外定位块62环绕于矫正内定位芯61设置，且矫正外定位块62底部铰接配置于矫正内定位芯61
底部。
31.本实施例还包括配置于横向移动装置2下方的中转工位，用于进行坩埚10内金属液倾倒工作，中转工位配置有坩埚中转装置，该坩埚中转装置包括坩埚翻转装置72以及配置于坩埚翻转装置72的坩埚卡槽71，靠近坩埚中转装置的地面上配置有锭模73。坩埚翻转装置72可以是能翻转坩埚卡槽71的器件或结构，本实施例坩埚翻转装置72包括翻转电机以及配置于翻转电机驱动轴的翻转转轴，坩埚卡槽71配置于翻转转轴，具体地，坩埚卡槽71的内径大于坩埚10外径10mm，高度小于坩埚10高度的四分之三，大于二分之一，材质与坩埚10材质相同；坩埚卡槽71底部配置有重量传感器，重量传感器与翻转电机连接，重量传感器感应到坩埚卡槽71放置坩埚10时，翻转电机驱动翻转转轴转动从而实现坩埚卡槽71翻转带动坩埚卡槽71内坩埚10倾翻，坩埚10内金属液倾倒至锭模73。通过配置坩埚翻转装置72倾倒坩埚10内金属液，避免了人工倾倒金属液，节约了劳动力，提高了金属液倾倒效率以及成品质量。
32.本实施例还包括配置于横向移动装置2下方的补给工位，用于对坩埚10的补给工作，补给工位配置有坩埚补给装置8，该坩埚补给装置8用以放置若干坩埚10。
33.本实施例配置有控制系统9和定位感应系统，所述定位感应系统、横向移动装置2、纵向移动装置3、坩埚抓取装置4和坩埚翻转装置72分别连接控制系统9，所述定位感应系统包括抓取定位感应装置、夹具出炉感应装置、中转定位感应装置、补给定位感应装置和矫正定位感应装置。
34.所述抓取定位感应装置包括抓取定位红外线发射件11与抓取定位光敏接收件12，该抓取定位红外线发射件11配置于电解炉1炉口，抓取定位光敏接收件12配置于定位安装板5，抓取定位红外线发射件11发射红外光线，当抓取定位光敏接收件12接收到该红外光线时，坩埚抓取装置4位于电解炉1上方的抓取预定位置，此时夹具41位于电解炉1内坩埚10的正上方，抓取定位光敏接收件12将接收信号传输给控制系统9，控制系统9控制纵向移动装置3驱动夹具41下降至设定高度，接着控制系统9控制坩埚抓取装置4驱动夹具41夹持坩埚10，最后控制系统9控制纵向移动装置3驱动夹持有坩埚10的夹具41上升；为了提高坩埚抓取装置4的精准性，本实施例中配置有两组抓取定位感应装置，提高了夹具41抓取坩埚10的精度。
35.所述夹具出炉感应装置包括夹具出炉红外线发射件21与夹具出炉光敏接收件22，该夹具出炉红外线发射件21与夹具出炉光敏接收件22对称配置与电解炉1炉口两侧。当纵向移动装置3驱动夹具41下降进入到电解炉1内抓取坩埚10时，夹具出炉红外线发射件21发射的红外光线受到遮挡，夹具出炉光敏接收件22不能接受到该红外光线；然后纵向移动装置3驱动抓取有坩埚10的夹具41逐渐上升，当夹具出炉红外线发射件21发射的红外光线被夹具出炉光敏接收件22接受时，夹持有坩埚10的夹具41离开电解炉1，完成出炉工作，此时夹具出炉光敏接收件22将接收信号传输给控制系统9，控制系统9控制横向移动装置2带动夹持有坩埚10的夹具41向中转工位移动。
36.所述中转定位感应装置包括中转定位红外线发射件31与中转定位光敏接收件32，中转定位红外线发射件31配置于中转工位，中转定位光敏接收件32配置于定位安装板5底部，中转定位红外线发射件31发射红外光线，坩埚10抓取出炉工作完成后横向移动装置2带动坩埚抓取装置4移动，当中转定位光敏接收件32接收到该红外光线时，坩埚抓取装置4位
于中转工位上方，此时夹具41位于坩埚卡槽71的正上方，中转定位光敏接收件32将接收信号传输给控制系统9，控制系统9控制纵向移动装置3驱动，带动夹持有坩埚10的夹具41向下移动，接着控制系统9控制夹具41松开，坩埚10放置于坩埚卡槽71内，然后控制系统9控制纵向移动装置3驱动，带动夹具41向上移动。
37.所述矫正定位感应装置包括矫正定位红外线发射件41与矫正定位光敏接收件42，矫正定位红外线发射件41配置于矫正工位，矫正定位光敏接收件42配置于安装板底部，矫正定位红外线发射件41发射红外光线，坩埚10放至坩埚中转装置工作结束后，控制系统9控制横向移动装置2驱动，带动夹具41向矫正工位移动，当矫正定位光敏接收件42接收到该红外光线时，坩埚抓取装置4位于矫正工位上方，此时夹具41位于坩埚10矫正装置正上方，矫正定位光敏接收件42将接收信号传输给控制系统9，控制系统9控制纵向移动装置3驱动，带动夹具41向下移动后套接该矫正内定芯，然后通过人工将该矫正外定位块62合抱与该夹具41，并使用敲击工具敲击矫正外定位块62，从而施压对夹具41进行矫正，恢复形状，一定时间矫正结束后，控制系统9控制纵向移动装置3驱动，纵向移动装置3带动夹具41向上移动，接着控制系统9控制横向移动装置2驱动，带动夹持有空坩埚10的夹具41往电解炉1移动。
38.所述补给定位感应装置包括补给定位红外线发射件51与补给定位光敏接收件52，补给定位红外线发射件51配置于补给工位，补给定位光敏接收件52配置于定位安装板5底部，补给定位红外线发射件51发射红外光线，夹具41矫正工作结束后，控制系统9控制横向移动装置2驱动，横向移动装置2带动夹具41向补给工位移动，当补给定位光敏接收件52接收到该红外光线时，坩埚抓取装置4位于补给工位上方，此时夹具41位于坩埚补给装置8的正上方，补给定位光敏接收件52将接收信号传输给控制系统9，控制系统9控制纵向移动装置3驱动，带动夹具41向下移动后夹持空坩埚10，完成坩埚10补充后控制系统9控制纵向移动装置3驱动，纵向移动装置3带动夹具41向上移动，当抓取定位光敏接收件12接收到抓取定位红外线发射件11发射的红外光线时，坩埚抓取装置4位于电解炉1上方的抓取预定位置，此时夹具41位于电解炉1内坩埚10的正上方，抓取定位光敏接收件12将接收信号传输给控制系统9，控制系统9控制纵向移动装置3驱动夹具41下降至设定高度，接着控制系统9控制坩埚抓取装置4驱动夹具41将空坩埚10放置于电解炉1内，最后控制系统9控制纵向移动装置3驱动夹持有坩埚10的夹具41上升，完成坩埚10补给工作。
39.请参照图3，在另一种实施例中，横向移动装置2下方配置有若干电解炉1，若干所述电解炉1分别配置有用于控制横向移动装置2向该电解炉1移动的出炉信号按钮，当任一电解炉1对应的出炉信号按钮按动时，横向移动装置2带动夹具41向该电解炉1移动进行坩埚10出炉工作。
40.请参照图4，基于该稀土金属及合金的出炉装置的出炉方法，包括如下步骤：
41.s1.炉前准备，根据电解炉1类型，调整夹具41下降至在电解炉1内夹持或放置坩埚10的行程参数，使该行程参数适配于该电解炉1的规格；
42.示例：导轨底端距离坩埚10底端距离为h＝600mm，坩埚10高度为h1＝150mm，要使夹具41夹在坩埚10的二分之一处，则坩埚抓取装置4的总高度为600mm
‑
(150mm)/2＝525mm，即行程参数为525mm；
43.s2.出炉抓取，该横向移动装置2驱动坩埚抓取装置4平移至电解炉1上方预定位置停止；在该纵向移动装置3驱动下，该夹具41下移并夹取坩埚10；具体地，夹具41在坩埚10上
沿100mm处展开夹具41夹角，约30
°
，下降到设置高度时收回夹角夹紧坩埚10；抓取坩埚10完成后，在纵向移动装置3驱动下，夹持有坩埚10的夹具41向上移动至出离电解炉1；
44.s3.坩埚10放置，该横向移动装置2驱动夹持有坩埚10的坩埚抓取装置4平移至中转工位，在该纵向移动装置3驱动下，该夹具41下移并将该坩埚10放置于坩埚卡槽71；坩埚10放置完成后，该纵向移动装置3驱动夹具41上移；
45.当所述坩埚10放置于坩埚卡槽71后，坩埚翻转装置72驱动该坩埚卡槽71翻转，以将该坩埚10内的金属液倒至锭模73；
46.该坩埚10内的金属液倾倒后，待坩埚10冷却，由现场技术人员对其确认可否继续使用，如能使用，将坩埚10外表面清理干净后放置于坩埚自动补给装置8中继续使用，如不能使用，则放入废旧生产工具箱中。
47.s4.夹具41矫正，该横向移动装置2驱动坩埚抓取装置4平移至矫正工位，在该纵向移动装置3驱动下，该夹具41下移套接于该矫正内定位芯61，且若干该矫正外定位块62合抱于该夹具41，利用施压装置施加矫正作用力于该夹具41，以矫正该夹具41；夹具41矫正完成后，该纵向移动装置3驱动夹具41上移。
48.s5.坩埚10补给，该横向移动装置2驱动坩埚抓取装置4平移至补给工位，在该纵向移动装置3驱动下，该夹具41下移并夹取空坩埚10；补给完成后，纵向移动装置3驱动夹具41上移，当该横向移动装置2驱动坩埚抓取装置4平移至电解炉1上方预定位置时，该夹具41将空坩埚10放置于电解炉1内，操作员工放置阴极，继续电解，电解完成后重复至步骤s1。
49.使用稀土金属及合金的出炉装置及出炉方法前后数据对比如下表：
50.名称使用设备前使用设备后产品合格率95％97％看炉数2台/人4
‑
5台/人产品夹渣率2％0.5％
51.通过该稀土金属及合金的出炉装置及方法可以达到代替人工出炉的方式，减少对操作工可能造成的烧伤、热辐射、肌肉劳损等危害，同时通过夹具矫正装置对每一次坩埚出炉夹取前进行夹具矫正，保证了夹具夹取坩埚时的精准度，提高了产品的出品质量及合格率。操作简单，工业适用性强，便于推广应用。
52.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。