[发明专利]一种稀土火法冶金过程在线红外测温仪器的防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及稀土火法冶金过程在线红外测温技术领域，特别是一种稀土火法冶金过程在线红外测温仪器的防护装置。

背景技术

目前稀土火法冶金过程中，广泛采用目视比色或一次性热电偶进行测温。采用目视比色，测温结果受人为因素影响。采用热电偶测温技术，热电偶在测量过程中会高温熔化或发生电化腐蚀，需要经常更换，并且影响稀土金属的纯净度。由于测温过程不连续，无法实现自动温度控制。

红外测温技术是以普朗克辐射定律为理论根据，通过测量被测目标的红外辐射能量，经黑体标定，从而确定被测目标的温度。红外测温仪器的组成部分包括：光学系统、光电转换、信号放大及信号处理、信息显示与信号输出等。红外测温技术广泛应用于科学研究、炉窑测温、熔盐电解、塑料加工、线材生产，热压烧结等领域，取得良好的应用效果。

稀土氧化物RE₂O₃不能直接电解，只有在碱金属和碱土金属的氟化物REF₃熔体中，才可实现。以粉末状的RE₂O₃为溶质，以同种稀土元素的氟化物为主要溶剂，一般用REF₃-LiF-BaF₂。加氟化锂LiF可以提高导电性，加氟化钡BaF₂可以减少LiF的用量，降低熔点。RE₂O₃在氟化物熔体中首先熔解、解离，然后稀土离子在阴极上还原成金属。一般选用钼/钨做阴极、石墨做阳极。

氟化物熔盐在高温下具有很强的腐蚀性，传统的工业耐火材料都难以用来做稀土电解槽槽体材料，通常选用石墨坩埚作电解槽，电解过程中插入的测温热电偶会很快被电化腐蚀，污染电解熔液，影响稀土金属产品的纯净度。电解过程中的电解电流高达上万安培，电解槽周围的电磁场很强，由于电解工况发生变化，产生的交变电磁场也很强，影响红外测温仪器的电路系统；同时电解质挥发的含氟气体，会对测温仪器的光学系统产生腐蚀，光学系统一般选用硅酸盐玻璃，遇到氟化物会反应生成硅氟化物和气态的四氟化硅，降低透光性，影响温度测量精度。

从以上简述中可以发现，稀土火法冶金生产环境具有高温、强电磁场、含腐蚀性气体等特点，产品具有高纯净度要求，由于这些因素的限制，目前无论接触式测量还是非接触式温度测量，都无法达到要求，没有理想的解决方案，导致行业最为关键的工艺控制参数无法在线实时测量，影响了行业技术进步。本发明装置旨在解决采用红外测温仪器实现稀土行业火法冶金在线温度检测过程中的长期稳定运行问题，进而达到熔盐电解工艺的温度控制，保证产品质量的一致性。

发明内容

为了实现稀土火法冶金过程在线温度实时测量和控制的目的，本发明通过采用电磁屏蔽材料的防护外壳，结合氟化物及粉尘的过滤、气体整流和电气隔离技术，解决了高温、腐蚀性气氛和强电磁场对红外测温仪器的不利影响，保证红外测温仪器长期、稳定运行。

本发明的技术方案如下：

一种稀土火法冶金过程在线红外测温仪器的防护装置，其特征在于，包括防护外壳、过滤部和整流部，所述防护外壳采用电磁屏蔽材料且侧面设置有进气孔，所述过滤部为过滤氟化物及粉尘的组件，所述过滤部设置于防护外壳的内部并且过滤部覆盖红外测温仪器的外壳，所述整流部的一端与防护外壳密封连接，红外测温仪器的探头端设置于整流部的内部，所述过滤部与红外测温仪器之间的空间与整流部内部相通，所述整流部的另一端具有保护气出口。

所述防护外壳设置的进气孔为切向进气孔并且所述切向进气孔设置在远离整流部的一端沿防护外壳壳壁方向贯通且与防护外壳轴线垂直，所述切向进气孔与外部风源连接且外部风源气流沿防护外壳内侧切线方向进入防护外壳与过滤部之间的空间。

所述过滤部包括高分子材料支架、柔性过滤层和过滤层固定部件，所述高分子材料支架用于支撑柔性过滤层，所述柔性过滤层包括依次叠加的高分子粉尘过滤外层、水蒸气吸收层、氟化物吸收层和高分子粉尘过滤内层，所述柔性过滤层通过过滤层固定部件固定在高分子材料支架上。

所述防护装置还包括在过滤部靠近整流部的一端依次设置的第一高分子密封环、第一压环和第一弹簧圈，红外测温仪器的探头端穿过第一压环和第一弹簧圈进而固定红外测温仪器，所述整流部的一端与防护外壳采用螺纹连接并通过依次压紧第一压环和第一高分子密封环进而压紧过滤部的一端，所述第一压环上设置有通气孔，所述过滤部与红外测温仪器之间的空间通过所述通气孔与整流部内部相通。