一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁電解陽極鋼爪，特別是一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電解鋁工業(yè)，均采用預(yù)焙陽極生產(chǎn)電解鋁。預(yù)焙陽極一般為長方體，具有穩(wěn)定的幾何形狀，以石焦油、瀝青焦為骨料，以煤瀝青為粘結(jié)劑，根據(jù)電解槽電流的大小和工藝的不同而有不同的尺寸，其電流密度一般在0.68-0.9A/cm2范圍內(nèi)，每個炭塊使用周期一般在23-30天。
[0003]現(xiàn)有的預(yù)焙陽極電解鋁生產(chǎn)中，陽極鋼爪與陽極炭塊全部采用磷生鐵澆鑄式連接，在預(yù)焙陽極炭塊導(dǎo)電方向的上表面設(shè)有2-4個直徑為160-180mm，深為80-110mm的圓槽，俗稱炭碗，在陽極組裝時，炭碗用來安放陽極爪頭，用磷生鐵將陽極爪頭澆鑄在炭碗中，鋼爪頭和鋁導(dǎo)電桿通過鋁鋼爆炸焊連接，這樣陽極導(dǎo)電桿和陽極炭塊連為一體，組成陽極炭塊組，澆鑄式預(yù)焙陽極炭塊組是現(xiàn)代預(yù)焙電解槽目前使用的唯一陽極材料。
[0004]在電解鋁生產(chǎn)過程中，炭陽極與氧化鋁電解分解出來的氧氣在高溫下不斷反應(yīng)，釋放二氧化碳氣體而不斷消耗，需要定時更換，更換下來的炭塊行業(yè)中稱之為陽極殘極。預(yù)焙鋁電解生產(chǎn)必定產(chǎn)生大量陽極殘極，無殘極產(chǎn)生是上世紀60?70年代，預(yù)焙鋁電解工藝成熟已來一直沒有實現(xiàn)的行業(yè)夢想。
[0005]現(xiàn)目前對傳統(tǒng)的陽極殘極的處理方式是在陽極組裝車間，將導(dǎo)電桿連接的殘極炭塊打碎脫落后，再將磷生鐵澆筑的陽極鋼碗打碎脫落后的鋁導(dǎo)電桿和鋼爪用于新的炭塊，如此循環(huán)使用，由此造成了炭塊的更換過程費時費力，同時，鋼爪上的大量熱量也被帶走，得不到利用，而新的陽極插入電解槽時需要對炭塊和鋼爪重新加熱到一定溫度后才能正常導(dǎo)電，造成了熱量浪費，降低了電解效率。
[0006]且因為澆鑄式鋼爪-炭塊連接方式，連接面接觸電壓降較大，澆入的磷生鐵鐵水溫度約1600°C，冷卻后，磷生鐵碗與炭碗之間必定出現(xiàn)間隙，由此鋼爪炭塊陽極組在電解槽內(nèi)工作時，鋼爪與炭塊接觸面之間產(chǎn)生約150mv的電壓降，造成電損約在400?500度/噸鋁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提供一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有陽極炭塊連接快速，省時省力，節(jié)約熱能，降低鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少陽極炭塊組的電損的特點。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，包括有機械式鋼爪底板，機械式鋼爪底板的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置;機械式鋼爪底板的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿。
[0009]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述機械式鋼爪底板與陽極鋁導(dǎo)桿之間設(shè)有機械式鋼爪橋腳，機械式鋼爪橋腳與陽極鋁導(dǎo)桿經(jīng)鋁鋼爆炸焊復(fù)合板連接。
[0010]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述陽極炭塊連接裝置包括有設(shè)于機械式鋼爪底板兩側(cè)的活動槽，活動槽中設(shè)有機械式鋼爪t形緊固螺栓，機械式鋼爪t形緊固螺栓的底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁，t形螺栓底部橫梁位于活動槽的下方，機械式鋼爪t形緊固螺栓的兩端穿出活動槽后，在其上端的穿出段上設(shè)有機械式鋼爪t形緊固栓螺母。
[0011]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述機械式鋼爪底板的兩側(cè)還設(shè)有水平方向的t形螺栓橫向鎖緊螺栓，t形螺栓橫向鎖緊螺栓的一端伸進活動槽后頂在所述機械式鋼爪t形緊固螺栓的一側(cè)。
[0012]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述t形螺栓底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁。
[0013]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述機械式鋼爪t形緊固栓螺母與機械式鋼爪底板之間設(shè)有熱變形補償墊。
[0014]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述熱變形補償墊是拱形的鋼墊。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過在機械式鋼爪底板上設(shè)置機械式鋼爪t形緊固螺栓，并通過設(shè)置在機械式鋼爪t形緊固螺栓底部的t形螺栓底部橫梁與炭塊之間形成機械式連接，形成陽極炭塊組，在拆除舊陽極時，只需簡單操作即可完整的取下舊陽極，而不需要打碎陽極炭塊和爪頭鋼碗，更換非?？焖?，節(jié)約了時間，省時又省力。同時，本發(fā)明在更換陽極炭塊時不需要將舊陽極和鋼爪帶到組裝車間進行更換，在電解車間內(nèi)電解槽旁即可實現(xiàn)更換，減少鋼爪及炭塊上的熱量散失(實踐證明，陽極炭塊更換過程中鋼爪及炭塊上的熱量散失約為20%)，節(jié)約了熱能。另外，本發(fā)明通過在機械式鋼爪底板的兩側(cè)設(shè)置一端伸進活動槽內(nèi)的t形螺栓橫向鎖緊螺栓，當機械式鋼爪t形緊固螺栓扣緊炭塊以后，擰緊t形螺栓橫向鎖緊螺栓，將機械式鋼爪t形緊固螺栓固定在活動槽中的某一位置，避免使用過程中發(fā)生松動，提高了使用可靠性。另外，本發(fā)明還通過將機械式鋼爪t形緊固螺栓的t形螺栓底部設(shè)置橫梁，增加了機械式鋼爪t形緊固螺栓與炭塊的接觸面積，使炭塊的緊固性提高;通過在鋼板和鋁導(dǎo)桿之間設(shè)置機械式鋼爪橋腳，架空隔離了鋁導(dǎo)桿，避免低熔點的陽極鋁導(dǎo)桿直接與高溫的機械式鋼爪底板接觸被軟化導(dǎo)致設(shè)備故障，提高了本發(fā)明使用的安全性;通過在機械式鋼爪t形緊固栓螺母的下方設(shè)置熱變形補償墊，避免鋼爪受熱以后變形使新陽極炭塊和機械式鋼爪底板之間形成間隙，而增加鋼爪與炭塊之間的電阻，進一步保證了本發(fā)明的導(dǎo)電效果，降低了鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少了陽極炭塊組的電損。綜上所述，本發(fā)明具有炭塊連接快速，省時省力，節(jié)約熱能，降低鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少陽極炭塊組的電損的有益效果。
[0016]實踐證明:采用本發(fā)明的機械式鋼爪可降低鋼爪與炭塊連接處的電損50%左右。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本發(fā)明的主視圖；
[0018]附圖2為附圖1的側(cè)視圖；
[0019]附圖3為本發(fā)明連接炭塊后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標記說明:1_陽極鋁導(dǎo)桿插銷孔，2-陽極鋁導(dǎo)桿，3-鋁鋼爆炸焊復(fù)合板，4-機械式鋼爪橋腳，5-機械式鋼爪t形緊固螺栓，6-機械式鋼爪t形緊固栓螺母，7-熱變形補償墊，8-t形螺栓橫向鎖緊螺栓，9-機械式鋼爪底板，10-炭塊上部T形連接凸頭，11-陽極炭塊，12-t形螺栓底部橫梁，13-T形連接凸頭承力肩。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。
[0022]本發(fā)明的實施例:
[0023]實施例:一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，如附圖1-2所示，包括有機械式鋼爪底板9，機械式鋼爪底板9的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置;機械式鋼爪底板9的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿2。
[0024]所述機械式鋼爪底板9與陽極鋁導(dǎo)桿2之間設(shè)有機械式鋼爪橋腳4，機械式鋼爪橋腳4與陽極鋁導(dǎo)桿2經(jīng)鋁鋼爆炸焊復(fù)合板3連接。
[0025]所述陽極炭塊連接裝置包括有設(shè)于機械式鋼爪底板9兩側(cè)的活動槽，活動槽中設(shè)有機械式鋼爪t形緊固螺栓5，機械式鋼爪t形緊固螺栓5的底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁12，t形螺栓底部橫梁12位于活動槽的下方，機械式鋼爪t形緊固螺栓5的兩端穿出活動槽后，在其上端的穿出段上設(shè)有機械式鋼爪t形緊固栓螺母6。
[0026]所述機械式鋼爪底板9的兩側(cè)還設(shè)有水平方向的t形螺栓橫向鎖緊螺栓8，t形螺栓橫向鎖緊螺栓8的一端伸進活動槽后頂在所述機械式鋼爪t形緊固螺栓5的一側(cè)。
[0027]所述t形螺栓底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁12。
[0028]所述機械式鋼爪t形緊固栓螺母6與機械式鋼爪底板9之間設(shè)有熱變形補償墊7。
[0029]所述熱變形補償墊7是拱形的鋼墊。
[0030]本發(fā)明使用時:如附圖3所示，陽極鋁導(dǎo)桿2連接電極，裝入陽極炭塊11時，先擰松t形螺栓橫向鎖緊螺栓8，將機械式鋼爪t形緊固螺栓5向兩側(cè)移動，增加兩側(cè)機械式鋼爪t形緊固螺栓5之間的間距，然后將陽極炭塊11的炭塊上部T形連接凸頭10放在機械式鋼爪t形緊固螺栓5之間，推動機械式鋼爪t形緊固螺栓5使其向中間靠攏，使t形螺栓底部橫梁12卡入新陽極炭塊15的炭塊上部T形連接凸頭10兩側(cè)的T形連接凸頭承力肩13下部，然后擰緊機械式鋼爪t形緊固栓螺母6，將新陽極炭塊15的炭塊上部T形連接凸頭牢固的固定在t形螺栓底部橫梁12和機械式鋼爪底板9的底面之間，然后擰緊t形螺栓橫向鎖緊螺栓8，將機械式鋼爪t形緊固螺栓5固定，即可完成新陽極炭塊11和陽極鋼爪的連接，拆下殘極時，只需將上述方法逆向操作即可；當新的陽極炭塊組放入電解槽中受熱時，機械式鋼爪t形緊固螺栓5受熱膨脹，陽極炭塊11和機械式鋼爪底板9之間形成間隙，此時熱變形補償墊7的回復(fù)力提供拉力，將t形緊固螺栓5和陽極炭塊11向上提拉，使炭塊上部的T形連接凸頭10與機械式鋼爪的鋼爪底板9之間不產(chǎn)生間隙。
【主權(quán)項】
1.一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括有機械式鋼爪底板(9)，機械式鋼爪底板(9)的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置;機械式鋼爪底板(9)的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機械式鋼爪底板(9)與陽極鋁導(dǎo)桿(2)之間設(shè)有機械式鋼爪橋腳(4)，機械式鋼爪橋腳(4)與陽極鋁導(dǎo)桿(2)經(jīng)鋁鋼爆炸焊復(fù)合板(3)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陽極炭塊連接裝置包括有設(shè)于機械式鋼爪底板(9)兩側(cè)的活動槽，活動槽中設(shè)有機械式鋼爪t形緊固螺栓(5)，機械式鋼爪t形緊固螺栓(5)的底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁(12)，t形螺栓底部橫梁(12)位于活動槽的下方，機械式鋼爪t形緊固螺栓(5)的兩端穿出活動槽后，在其上端的穿出段上設(shè)有機械式鋼爪t形緊固栓螺母(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機械式鋼爪底板(9)的兩側(cè)還設(shè)有水平方向的t形螺栓橫向鎖緊螺栓(8)，t形螺栓橫向鎖緊螺栓(8)的一端伸進活動槽后頂在所述機械式鋼爪t形緊固螺栓(5)的一側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述t形螺栓底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁(12)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機械式鋼爪t形緊固栓螺母(6)與機械式鋼爪底板(9)之間設(shè)有熱變形補償墊(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱變形補償墊(7)是拱形的鋼墊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)焙鋁電解槽用的機械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，包括有機械式鋼爪底板(9)，機械式鋼爪底板(9)的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置；機械式鋼爪底板(9)的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿(2)。本發(fā)明具有炭塊更換快速，省時省力，節(jié)約熱能，降低鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少陽極炭塊組的電損有益效果。
【IPC分類】C25C3/12
【公開號】CN105543895
【申請?zhí)枴緾N201610105098
【發(fā)明人】鄒建明
【申請人】周俊和, 杜艷華
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月26日