本發(fā)明屬于電渣板極熔焊技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)晶器及其制造方法，具體涉及一種電渣板極熔焊結(jié)晶器及其制造方法，尤其是一種制造電解鋁行業(yè)陽(yáng)極結(jié)構(gòu)型陽(yáng)極鋼爪專用結(jié)晶器及其制造方法。

背景技術(shù)：

電解鋁陽(yáng)極鋼爪是電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的大量消耗件。過去鋼爪是采用消失模鑄造的鋼爪，具有鋼爪材質(zhì)雜，金屬密度大，電阻率高，抗氧化性弱等問題。現(xiàn)在選用優(yōu)質(zhì)軋制鋼材制造陽(yáng)極鋼爪，要完成鋼爪的大截面的電渣熔焊，就必須有專用結(jié)晶器。過去結(jié)晶器采用銅、鋼材料人工焊接成結(jié)晶器，人工焊接結(jié)晶器存在焊接技術(shù)要求高，結(jié)晶器工件誤差大，不能通用互換，易發(fā)生滲漏，材料損耗大，使用利用率低，焊接過程中有毒氣體對(duì)人員損害大的等問題。

同時(shí)，電解鋁陽(yáng)極鋼爪在制作過程中，利用電渣極板熔焊設(shè)備生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中結(jié)晶器承載著大功率、高溫度，且冷卻環(huán)境對(duì)結(jié)晶器要求不能滲漏，變形，對(duì)熱膨脹后冷卻焊縫不能開裂，結(jié)晶器的熱傳導(dǎo)性要求高等的性能要求。

而且，銅、鋼焊接成型的結(jié)晶器，制作周期長(zhǎng)，產(chǎn)量小，勞動(dòng)率高，加工成本高浪費(fèi)嚴(yán)重。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)缺陷，迫切需要研制一種能夠解決上述問題的新型電渣板極熔焊結(jié)晶器及其制造方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種電渣板極熔焊結(jié)晶器及其制造方法，其制造簡(jiǎn)單，減少材料浪費(fèi)，加工周期短，使用率高，不易損壞，且可修復(fù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電渣板極熔焊結(jié)晶器，其包括上結(jié)晶器和下結(jié)晶器，其特征在于，所述上結(jié)晶器由上結(jié)晶器主體和與所述上結(jié)晶器主體相連的上結(jié)晶器蓋板組成，所述下結(jié)晶器由下結(jié)晶器主體和與所述下結(jié)晶器主體相連的下結(jié)晶器蓋板組成，所述上結(jié)晶器主體的頂面設(shè)有“回”字型空腔結(jié)構(gòu)，所述“回”字型空腔結(jié)構(gòu)的中間設(shè)有貫穿上下的錐形方孔，所述上結(jié)晶器主體背面開有四個(gè)第一孔，所述下結(jié)晶器主體的底面中間開有凹槽，并且所述下結(jié)晶器主體的背面開有四個(gè)第二孔，所述上結(jié)晶器主體和上結(jié)晶器蓋板通過多個(gè)螺釘相連，所述下結(jié)晶器主體和下結(jié)晶器蓋板通過多個(gè)螺釘相連。

進(jìn)一步地，其中，所述上結(jié)晶器主體的背面開有的所述四個(gè)第一孔分別靠近所述上結(jié)晶器主體的背面的四個(gè)頂角。

更進(jìn)一步地，其中，所述下結(jié)晶器主體的背面開有的所述四個(gè)第二孔分別靠近所述下結(jié)晶器主體的背面的四個(gè)頂角。

此外，本發(fā)明還提供一種上述電渣板極熔焊結(jié)晶器的制造方法，其包括以下步驟：

(1)、將紫銅原料在高溫爐內(nèi)加熱至1083℃，形成液態(tài)之后通過模具澆鑄成所述上結(jié)晶器主體和下結(jié)晶器主體的毛坯件，然后對(duì)所述毛坯件進(jìn)行返復(fù)鍛打、擠壓使紫銅的組織結(jié)構(gòu)細(xì)密、去除其中氣孔，以增加紫銅的密度，使其達(dá)到8.92g/cm³以上；

(2)、將步驟(1)得到的毛坯件放入真空爐內(nèi)加熱到600℃，保溫2-4小時(shí)，之后放入水中冷卻防止氧化、消除應(yīng)力；。

(3)、將步驟(2)處理的毛坯件放置到數(shù)控車床中，按鋼爪要求的尺寸進(jìn)行外壁精度處理和內(nèi)腔精加工；

(4)、將所述步驟(3)加工完畢的所述上結(jié)晶器主體和下結(jié)晶器分別加裝所述上結(jié)晶器蓋板和下結(jié)晶器蓋板并用螺栓緊固連接和密封；

(5)、在所述上結(jié)晶器主體的背面開設(shè)所述四個(gè)第一孔，并在所述下結(jié)晶器主體的背面開設(shè)所述四個(gè)第二孔。

與現(xiàn)有的結(jié)晶器及其制造方法相比，本發(fā)明的電渣板極熔焊結(jié)晶器及其制造方法具有如下有益技術(shù)效果：

1、通過結(jié)晶器的重新改造設(shè)計(jì)克服了原有結(jié)晶器制造復(fù)雜，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，加工周期長(zhǎng)，使用率低，易損壞和不可修復(fù)等問題。

2、結(jié)晶器制作過程采用冷加工，避免焊接、加溫等熱處理對(duì)結(jié)晶器的損傷。

3、結(jié)晶器的水冷內(nèi)腔不設(shè)立隔板，以減小水流阻力，冷卻效果更好。

4、結(jié)晶器由整塊紫銅一次加工完成，且制作過程采用冷加工，避免焊接、加溫等熱處理對(duì)結(jié)晶器的損傷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電渣板極熔焊結(jié)晶器的軸測(cè)圖。

圖2是上結(jié)晶器的軸測(cè)圖。

圖3是下結(jié)晶器的軸測(cè)圖。

圖4是上結(jié)晶器主體的右上視圖。

圖5是上結(jié)晶器主體的左下視圖。

圖6是下結(jié)晶器主體的左上視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例的內(nèi)容不作為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制。

圖1示出了本發(fā)明的電渣板極熔焊結(jié)晶器的軸測(cè)圖。如圖1所示，本發(fā)明的電渣板極熔焊結(jié)晶器包括上結(jié)晶器1和下結(jié)晶器2。在使用時(shí)，把電解鋁行業(yè)使用的陽(yáng)極鋼爪的橫梁和鋼爪腿放置在所述結(jié)晶器內(nèi)，預(yù)留熔焊焊縫，采用電渣板極熔焊在結(jié)晶器內(nèi)完成金屬融合，焊接成型。

如圖2所示，所述上結(jié)晶器1由上結(jié)晶器主體1-2和與所述上結(jié)晶器主體1-2相連的上結(jié)晶器蓋板1-1組成。優(yōu)選地，所述上結(jié)晶器主體1-2和上結(jié)晶器蓋板1-1通過多個(gè)螺釘相連。也就是，所述上結(jié)晶器主體1-2的頂面上設(shè)有多個(gè)螺紋孔，所述上結(jié)晶器蓋板1-1上也設(shè)有多個(gè)螺紋孔，通過螺釘將所述上結(jié)晶器主體1-2和上結(jié)晶器蓋板1-1連接在一起。

如圖3所示，所述下結(jié)晶器2由下結(jié)晶器主體2-2和與所述下結(jié)晶器主體2-2相連的下結(jié)晶器蓋板2-1組成。優(yōu)選地，所述下結(jié)晶器主體2-2和下結(jié)晶器蓋板2-1通過多個(gè)螺釘相連。也就是，所述下結(jié)晶器主體2-2的底面上設(shè)有多個(gè)螺紋孔，所述下結(jié)晶器蓋板2-1上也設(shè)有多個(gè)螺紋孔，通過螺釘將所述下結(jié)晶器主體2-2和下結(jié)晶器蓋板2-1連接在一起。

如圖4所示，所述上結(jié)晶器主體1-2的頂面設(shè)有“回”字型空腔結(jié)構(gòu)1-2-1。所述“回”字型空腔結(jié)構(gòu)1-2-1的中間設(shè)有貫穿上下的錐形方孔1-2-2，也就是，所述錐形方孔1-2-2在所述上結(jié)晶器主體1-2的頂面上呈方形，且從所述上結(jié)晶器主體1-2的頂面向下呈錐形延伸。

同時(shí)，如圖5所示，所述上結(jié)晶器主體1-2背面開有四個(gè)第一孔1-2-3。優(yōu)選地，所述上結(jié)晶器主體1-2的背面開有的所述四個(gè)第一孔1-2-3分別靠近所述上結(jié)晶器主體1-2的背面的四個(gè)頂角。

并且，在本發(fā)明中，如圖1所示，所述上結(jié)晶器主體1-2的頂面被所述上結(jié)晶器蓋板1-1覆蓋住，且，其中所述錐形方孔1-2-2未被所述上結(jié)晶器蓋板1-1覆蓋住。

如圖6所示，所述下結(jié)晶器主體2-2的底面中間開有凹槽2-2-1。優(yōu)選地，所述凹槽2-2-1呈錐度回收。也即是，所述凹槽2-2-1從所述上結(jié)晶器主體2-2的底面向上呈錐形延伸。

并且，所述下結(jié)晶器主體2-2的背面開有四個(gè)第二孔2-2-2。優(yōu)選地，所述下結(jié)晶器主體2-2的背面開有的所述四個(gè)第二孔2-2-2分別靠近所述下結(jié)晶器主體2-2的背面的四個(gè)頂角。

并且，在本發(fā)明中，所述下結(jié)晶器主體2-2的底面被所述下結(jié)晶器蓋板2-1覆蓋住，且，其中所述凹槽2-2-1未被所述下結(jié)晶器蓋板2-1覆蓋住，也就是，使得所述下結(jié)晶器2的底面呈空腔結(jié)構(gòu)。

在制造本發(fā)明的電渣板極熔焊結(jié)晶器時(shí)，其具體包括以下步驟：

首先，選用整塊的優(yōu)質(zhì)紫銅為原料，也就是，所述上結(jié)晶器主體1-2和下結(jié)晶器主體2-2分別由一整塊優(yōu)質(zhì)紫銅制成。選好原料之后，將紫銅原料在高溫爐內(nèi)加熱至1083℃，形成液態(tài)之后通過模具澆鑄成所述上結(jié)晶器主體1-2和下結(jié)晶器主體2-2的毛坯件。

為了提高其密度，在澆鑄好之后，對(duì)所述毛坯件進(jìn)行返復(fù)鍛打、擠壓使紫銅的組織結(jié)構(gòu)細(xì)密、去除其中氣孔，以增加紫銅的密度，最后，使其達(dá)到8.92g/cm³以上。

接著，將鍛打、擠壓后的毛坯件放入真空爐內(nèi)加熱到600℃，保溫2-4小時(shí)，之后放入水中冷卻防止氧化、消除應(yīng)力，以進(jìn)一步提高強(qiáng)度。

然后，將經(jīng)過上述處理的毛坯件放置到數(shù)控車床中，按鋼爪要求的尺寸進(jìn)行外壁精度處理和內(nèi)腔精加工。也就是，通過數(shù)控車床對(duì)其進(jìn)行冷加工，以使其外壁和內(nèi)腔尺寸滿足要求。

之后，將數(shù)控加工完畢的所述上結(jié)晶器主體1-2和下結(jié)晶器2-2分別加裝所述上結(jié)晶器蓋板1-1和下結(jié)晶器蓋板2-1并用螺栓緊固連接和密封。

最后、在所述上結(jié)晶器主體1-2的背面開設(shè)所述四個(gè)第一孔1-2-3，并在所述下結(jié)晶器主體2-2的背面開設(shè)所述四個(gè)第二孔2-2-2。

此外，在本發(fā)明中，可以在所述四個(gè)第一孔1-2-3和四個(gè)第二孔2-2-2上分別連接6分鋼管，以與外部水路連接，構(gòu)成完整冷卻循環(huán)水路。這樣，可以有助于鋼爪的冷卻。

本發(fā)明的電渣板極熔焊結(jié)晶器八個(gè)為一套，組合一個(gè)模具，可以完成電解鋁廠的結(jié)構(gòu)型陽(yáng)極鋼爪的制作。不同型號(hào)的組合模具可生產(chǎn)不同規(guī)格的結(jié)構(gòu)型陽(yáng)極鋼爪。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。