一種鋁電解陽極鋼爪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種鋁電解陽極鋼爪。
【背景技術(shù)】
[0002]陽極鋼爪是電解鋁企業(yè)在日常生產(chǎn)中必須使用的裝置，目前大多數(shù)使用的陽極鋼爪為整體鑄鋼件。一般采用廢鋼小電爐冶煉，鑄造成本較高，污染大，且鋼爪材料有害元素含量及氣體含量高，鑄造后鋼爪中存在較多的雜質(zhì)、縮孔、氣泡等缺陷，造成機(jī)械性能差，電阻率高，影響材料的導(dǎo)電性，導(dǎo)致電解鋁成本增加。
[0003]在鋁電解生產(chǎn)過程中鋼爪頭的燒損是一種普遍存在的問題，陽極鋼爪的任一鋼爪頭燒損，都會(huì)使得鋼爪無法再次使用，不得不進(jìn)行鋼爪維修，當(dāng)鋼爪頭損壞的數(shù)量超過50%時(shí)，鋼爪就要報(bào)廢，鋼爪的維修和報(bào)廢大大增加了電解鋁的生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的鋼爪修復(fù)方法是圍焊法，圍焊法是用氣焊將燒損的鋼爪頭部分割掉，將原鋼爪切割面與鋼爪補(bǔ)料件對(duì)接，然后用氣體保護(hù)焊沿著兩者對(duì)接后的接口圍焊一圈，將二者焊接在一起。這種方法經(jīng)常存在以下問題:鋼爪頭燒損部分用氣焊割下后切割面凹凸不平，鋼爪補(bǔ)料件與鋼爪頭切割面的接觸不是緊密接觸，鋼爪補(bǔ)料件端面雖然平整但是與鋼爪頭切割面接觸后接觸面存在很大的縫隙。圍焊后，只是周邊一圈可以達(dá)到導(dǎo)電效果，里面因兩面凹凸不平接觸不好、導(dǎo)電面積大大減少，導(dǎo)電性極差，所以會(huì)造成維修后的陽極鋼爪與新陽極鋼爪相比壓降增高很多，電耗也隨之增大；圍焊焊接只是將切割后的鋼爪頭與鋼爪補(bǔ)料件接觸部位的周邊圍焊一圈，焊肉較少，強(qiáng)度不夠，在電解鋁生產(chǎn)中鋼爪補(bǔ)料件很容易脫落，掉入工作的電解槽中，引發(fā)生產(chǎn)事故。因此鋁電解工作者對(duì)其進(jìn)行了大量的研宄，并申請(qǐng)了很多此方面的專利，例如專利201320474176.1將陽極鋼爪與橫梁全面焊接，這種連接方式雖然具有污染小、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但是這種焊接方式焊肉較少，一般不能將鋼爪與橫梁全面焊接起來，強(qiáng)度、導(dǎo)電性較差，且修復(fù)后的鋼爪容易脫落，引起事故。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制造成本低、易修復(fù)、機(jī)械性能良好，無污染，且導(dǎo)電性好的鋁電解陽極鋼爪。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種鋁電解陽極鋼爪，包括爪頭和鋼爪座，所述鋼爪座上有均勻分布的通孔，所述爪頭上部有連接圓柱，所述連接圓柱插入通孔中，所述連接圓柱與通孔半徑相同，高度為通孔高度的1/2?3/4之間，所述連接圓柱頂部與通孔內(nèi)表面焊接連接，焊接高度與鋼爪座表面齊平；所述鋼爪座的中心還有與導(dǎo)桿連接的凸臺(tái)。
[0007]使用石墨坩禍采用放熱焊接的方法將連接圓柱頂部和鋼爪座上的通孔內(nèi)表面完全焊合，鋼爪座及鋼爪座上的凸臺(tái)采用鑄造或軋制的方法一體成型。
[0008]所述爪頭與爪頭上部的連接圓柱為上下半徑不同、高度不同的兩個(gè)圓柱，采用軋制成型。
[0009]所述鋼爪座為矩形，其上有均勻排列的四個(gè)通孔。
[0010]所述爪頭的直徑為鋼爪座寬度的1.5倍左右。
[0011]連接圓柱頂部與通孔內(nèi)表面焊接連接，通過將焊劑放入石墨坩禍中，石墨坩禍底部通孔半徑與鋼爪座上的通孔半徑相等，石墨坩禍底部通孔用金屬片擋住。發(fā)生自蔓延放熱反應(yīng)將爪頭上部連接圓柱頂部和鋼爪座的通孔內(nèi)表面焊接起來，焊接高度與鋼爪座表面齊平。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0013](I)本實(shí)用新型通過將爪頭上部連接圓柱插入鋼爪座的通孔，采用放熱焊接使爪頭的連接圓柱頂部和鋼爪座的通孔內(nèi)表面完全焊合，焊接熔合面積顯著提高，保證了爪頭與鋼爪座的連接強(qiáng)度及導(dǎo)電性。
[0014](2)本實(shí)用新型采用的放熱焊接技術(shù)，直接依靠焊劑發(fā)生自蔓延放熱反應(yīng)提供能量，不需要外加電源和能量，操作簡(jiǎn)單、成本低廉。
[0015](3)本實(shí)用新型的爪頭采用軋制成型，克服了鑄造成型存在的缺陷，降低了陽極鋼爪的電阻率，提高了機(jī)械性能和導(dǎo)電性能，制造成本低。
[0016](4)如果陽極鋼爪的任一爪頭損壞，可將其從鋼爪座上通孔搗下，更換相同的爪頭，不必整體更換，延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1的俯視圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型焊接示意圖。
[0020]圖中，I為鋼爪座、2為凸臺(tái)、3為連接圓柱、4為爪頭、5通孔、6為焊接部分、7為石墨;t甘禍、8為金屬片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1，一種鋁電解陽極鋼爪，包括爪頭4和鋼爪座I，所述鋼爪座I上有均勻分布的通孔5，所述爪頭4上部有連接圓柱3，所述連接圓柱3插入通孔5中，所述連接圓柱3與通孔5半徑相同，高度為通孔5高度的1/2?3/4之間，所述連接圓柱3頂部與通孔5內(nèi)表面焊接連接，焊接高度與鋼爪座I表面齊平；所述鋼爪座I的中心還有與導(dǎo)桿連接的凸臺(tái)2。
[0022]焊接時(shí)，如圖3所示，首先將連接圓柱3插入鋼爪座I的通孔5，然后將石墨坩禍7的下部通孔對(duì)準(zhǔn)鋼爪座I上的通孔5的中心，將金屬片8放入石墨坩禍7底部，然后加入焊劑，引燃石墨坩禍7中的焊劑，爪頭上部連接圓柱頂部和鋼爪座I的通孔5內(nèi)表面自動(dòng)焊合，焊接部分6與鋼爪座I表面齊平。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁電解陽極鋼爪，包括爪頭(4 )和鋼爪座(I)，所述鋼爪座(I)上有均勻分布的通孔(5)，所述爪頭(4)上部有連接圓柱(3)，所述連接圓柱(3)插入通孔(5)中，所述連接圓柱(3)與通孔(5)半徑相同，高度為通孔(5)高度的1/2?3/4之間，所述連接圓柱(3)頂部與通孔(5)內(nèi)表面焊接連接，焊接高度與鋼爪座(I)表面齊平；所述鋼爪座(I)的中心還有與導(dǎo)桿連接的凸臺(tái)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極鋼爪，其特征在于，鋼爪座(I)及鋼爪座(I)上的凸臺(tái)(2)采用鑄造或軋制的方法一體成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極鋼爪，其特征在于，所述爪頭(4)與爪頭(4)上部的連接圓柱(3)為上下半徑不同、高度不同的兩個(gè)圓柱，采用軋制成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極鋼爪，其特征在于，所述鋼爪座(I)為矩形，其上有均勻排列的四個(gè)通孔(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極鋼爪，其特征在于，所述爪頭(4)的直徑為鋼爪座(I )寬度的1.5倍。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種鋁電解陽極鋼爪。包括爪頭和鋼爪座，所述鋼爪座上有均勻分布的通孔，所述爪頭上部有連接圓柱，所述連接圓柱插入通孔中，所述連接圓柱與通孔半徑相同，高度為通孔高度的1/2～3/4之間，所述連接圓柱頂部與通孔內(nèi)表面焊接連接，焊接高度與鋼爪座表面齊平；所述鋼爪座的中心還有與導(dǎo)桿連接的凸臺(tái)。本裝置提高了爪頭與鋼爪座的連接強(qiáng)度及導(dǎo)電性；采用放熱焊接技術(shù)，操作簡(jiǎn)單成本低廉；鋼爪采用軋制成型，克服了鑄造成型存在的缺陷，提高了機(jī)械性能和導(dǎo)電性能，降低制造成本；更換爪頭容易且不必整體更換，延長(zhǎng)陽極鋼爪使用壽命，節(jié)約成本。
【IPC分類】C25C3-12
【公開號(hào)】CN204474772
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520092562
【發(fā)明人】張國棟, 張楚
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日