稀土氧化物電解工藝優(yōu)化及自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、稀土作為中國(guó)最豐富的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備資源，它是許多高精尖產(chǎn)業(yè)不可缺少的原料。隨著未來(lái)高新科技的不斷迅猛發(fā)展，全球?qū)τ谙⊥两饘俚男枨罅恐饾u增長(zhǎng)，特別是在航空航天和電子科技等領(lǐng)域中。在稀土金屬提煉方面，熔鹽電解法生產(chǎn)稀土金屬及其合金的關(guān)鍵設(shè)備是稀土電解槽。其電解工作的原理是在直流電的作用下，稀土原料經(jīng)過(guò)高溫熔融后，液態(tài)金屬離子在電場(chǎng)力的作用下靠近陰極并得到電子而被還原成金屬溶液。技術(shù)人員一般都是通過(guò)制造不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的電解槽來(lái)進(jìn)行不斷地試驗(yàn)，以期望找

2、到更加適合實(shí)際生產(chǎn)需要的較優(yōu)工藝參數(shù)。這種方法較為傳統(tǒng)且成本也高，弊端較多。如果在理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，再運(yùn)用分析模擬軟件加以分析研究，對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化電解工藝參數(shù)將是非常有意義的。
　　在稀土電解槽的內(nèi)部存在著比較復(fù)雜的物理場(chǎng)，電場(chǎng)是探索其他各物理場(chǎng)的基礎(chǔ)，溫度場(chǎng)和流場(chǎng)則左右著整個(gè)電解槽的生產(chǎn)效率和能源消耗。因此，找出這些物理場(chǎng)對(duì)生產(chǎn)結(jié)果的作用以及它們之間的聯(lián)系，確定合理的優(yōu)化參數(shù)顯得十分重要。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容是：

3、>　　（1）通過(guò)對(duì)稀土氧化物電解生產(chǎn)過(guò)程的觀察、統(tǒng)計(jì)、分析，并與有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員、操作工人探討交流，初步找出影響電解結(jié)果的因素。
　　（2）運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法原理，借助MATLAB軟件，對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正交分析，確定影響結(jié)果的主次因素。
　　（3）對(duì)電解過(guò)程進(jìn)行模擬仿真建模；運(yùn)用建模軟件對(duì)電解槽進(jìn)行模型的構(gòu)建并利用大型有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行電場(chǎng)、溫度場(chǎng)等物理場(chǎng)的分析，研究物理量對(duì)電解結(jié)果的影響，確定合理的參數(shù)值。
　　

4、（4）針對(duì)目前人工上下料存在的一些缺陷，試圖嘗試設(shè)計(jì)一套能夠自動(dòng)上下料的機(jī)械手裝置，完成機(jī)械結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì)。
　　通過(guò)正交試驗(yàn)法科學(xué)的分析，找出影響電解結(jié)果的最顯著因素為電解溫度，其次為槽電壓，針對(duì)電解溫度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況安排了多組試驗(yàn)，找到溫度對(duì)于電流效率、氧化物利用率的具體影響作用，確定了適宜的電解溫度為1050℃，運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件的仿真模擬，最終確定了比較合適的陰陽(yáng)極距和兩極距槽底的距離參數(shù)，分別為95m