陽極炭素塊和陽極爪的聯(lián)接方法及陽極炭素塊和陽極爪的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鋁電解槽陽極技術(shù)領(lǐng)域，主要是涉及陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法及陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)。
技術(shù)背景
[0002]陽極組作為鋁電解槽的重要組成部分，由陽極炭素塊(I)、陽極爪(2)和鋁導桿
(8)組成，被喻為電解槽的心臟，在電解工藝過程作為陽極進行導電，將直流電導入電解槽。目前使用的陽極炭素塊(I)主要以石油焦、浙青焦為骨料，煤浙青為黏結(jié)劑制造而成，其上設有供陽極爪(2)的爪腳(6)放入的炭碗。普遍使用的陽極爪(2)是鑄鋼陽極爪，主要由爪身(5)和爪腳(6)部位構(gòu)成，與陽極炭素塊⑴聯(lián)接后承擔陽極炭素塊⑴的載荷和給陽極炭素塊(I)輸送電流的作用。目前，陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法是采用澆鑄磷生鐵聯(lián)接，盛裝在臺包中的熔融狀態(tài)的磷生鐵水，借助于澆注機將其注入到爪腳(6)和炭碗間隙之間冷卻后使陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)結(jié)合聯(lián)接成為一體，實現(xiàn)兩者的固定聯(lián)接和電路連通。之所以使用磷生鐵來聯(lián)接，是利用磷生鐵澆注前后的熱膨脹系數(shù)和冷態(tài)收縮系數(shù)小，避免磷生鐵和鋼爪及炭碗之間形成間隙。聯(lián)接澆鑄過程是個復雜的物理化學過程，外界因素以及內(nèi)因都有可能導致不同的澆鑄結(jié)果。
[0003]陽極炭素塊⑴和陽極爪(2)采用澆鑄磷生鐵聯(lián)接存在的問題有:
[0004](I)、磷生鐵電阻大，造成壓降大、能耗高。陽極壓降設計中炭鐵壓降值高，為120mV，約占整個陽極壓降的40?50%。這是因為，磷生鐵本身的電阻率大，磷生鐵的電阻率為8.621Χ10_4Ω.cm約為鐵電阻率9.8X10—7 Ω.cm的IXlO3倍。要保證生產(chǎn)電解需要的電流值，炭鐵壓降理論設計值就要達到120mV，在實測中有的壓降數(shù)值比這個理論值還大，造成能耗聞;
[0005](2)磷生鐵的質(zhì)量受到制約的因素很多、不易準確控制。如果磷生鐵配方不合格，就會出現(xiàn)多處炸裂，造成鋼爪和磷生鐵環(huán)間的夾緊力不夠及磷生鐵和炭碗壁接觸不良造成鋼爪松動(在每個月生產(chǎn)的陽極組中，陽極爪(2)明顯松動的占2%，成為廢品。)，在電解生產(chǎn)中容易引起陽極偏流，造成脫極，嚴重影響電解槽的技術(shù)條件，給電解生產(chǎn)帶來很大的危害。
[0006](3)、采用澆鑄磷生鐵固定聯(lián)接，得要配置磷生鐵熔化爐等設備，增加投資費用、維修費、能源費及人工費等的支出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，就是提供一種不需用磷生鐵澆鑄的陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法及陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)，降低炭鐵壓降，降低能耗，減少生產(chǎn)成本。
[0008]本發(fā)明包括陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法及陽極炭素塊(I)和陽極爪
(2)三部分。
[0009]本發(fā)明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法部分是這樣實現(xiàn)的，如圖1示意，陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)采用固定聯(lián)接件(3)聯(lián)接，退出固定聯(lián)接件(3)可實現(xiàn)陽極炭素塊⑴和陽極爪⑵的分開。
[0010]本發(fā)明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)聯(lián)接方法采用的固定聯(lián)接件(3)，可以采用螺紋或楔面卡位聯(lián)接。
[0011]本發(fā)明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)聯(lián)接方法采用的固定聯(lián)接件(3)，可以是螺栓或螺母或帶楔面的卡位件。
[0012]本發(fā)明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法還可以這樣，在陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的接觸面間加銅墊片或鋁墊片或涂導電液、導電膏，以增加接觸面的導電性倉泛。
[0013]本發(fā)明的陽極炭素塊(I)部分是這樣實現(xiàn)，如圖2示意，在陽極炭素塊(I)上設置有用于和陽極爪(2)聯(lián)接的導電聯(lián)接件(4)。導電聯(lián)接件(4)固定于陽極炭素塊(1)，與陽極炭素塊(I)形成電路連通。
[0014]本發(fā)明陽極炭素塊⑴的導電聯(lián)接件⑷可以這樣，用鐵或銅材料制作。
[0015]本發(fā)明陽極炭素塊(I)的導電聯(lián)接件(4)可以這樣，在陽極炭素塊(I)成型之前預埋或陽極炭素塊(I)成型之后設置。
[0016]本發(fā)明陽極炭素塊(I)的導電聯(lián)接件(4)還可以這樣，采取工藝技術(shù)如控制溫度、施加導電膏或?qū)щ娨旱?，使導電?lián)接件(4)和陽極炭素塊(I)形成良好的電路連通和保證導電聯(lián)接件(4)在陽極炭素塊(I)上的位置。如利用模板定位導電聯(lián)接件(4)在陽極炭素塊(I)上的位置，以及利用模板的熱傳遞使導電聯(lián)接件(4)和陽極炭素塊(I)形成良好的電路連通。
[0017]本發(fā)明陽極爪(2)部分是這樣實現(xiàn)，如圖3示意，在陽極爪(2)上設有承受固定聯(lián)接件(3)的作用力而使陽極爪(2)和陽極炭素塊(I)固定聯(lián)接的聯(lián)接座(7)。
[0018]本發(fā)明陽極爪⑵的聯(lián)接座(7)可以這樣，與陽極爪(2)是一體或采用焊接或緊固件定位在陽極爪(2)上。
[0019]在電解槽的溫度高達800多度生產(chǎn)使用中，由于陽極炭素塊(I)的熱脹率比陽極爪(2)鋼鑄爪身(5)的熱脹率比小，相同的長度、相同的溫度升高值陽極炭素塊(I)的熱脹伸長量比鋼鑄爪身(5)的小而限制鋼鑄爪身(5)的伸長，這就是鑄鋼陽極爪(2)在使用中出現(xiàn)彎曲變形的原因，也顯而易見，陽極炭素塊(I)承受陽極爪(2)相當大的變形作用力。本發(fā)明為減緩導電聯(lián)接件(4)承受陽極爪(2)的變形作用力，能使用專利號為201020646847.4的陽極爪更好。該陽極爪可以把承擔陽極碳素塊的荷載和輸送電流的功能分開，分別由爪身(5)和導電件(9)來完成，爪身(5)可以采用板制材料制作，熱漲伸長縱向受阻時可以往橫向鼓出而減小對陽極炭素塊⑴施加的作用力。導電件(9)的電路可以采用軟電纜制作，避免出現(xiàn)熱漲伸長對爪腳(6)施加的作用力。
[0020]本發(fā)明為進一步減小爪身(5)熱漲伸長對導電聯(lián)接件(4)施加的作用力，使導電聯(lián)接件(4)和陽極炭素塊(I)保持良好的電路連通狀態(tài)，對專利號為201020646847.4的陽極爪可以這樣改進，把爪身(5)位于兩爪腳(6)位置之間的部分做成V形，以改變熱漲伸長的方向或把爪身(5)和爪腳(6)的定位孔做成爪身(5)長度方向熱漲伸長不受爪腳(6)制約的長槽孔結(jié)構(gòu)。
[0021]本發(fā)明為進一步減小陽極爪(2)熱漲伸長對導電聯(lián)接件(4)施加的作用力，使導電聯(lián)接件(4)和陽極炭素塊(I)保持良好的電路連通狀態(tài)，對專利號為201020646847.4的陽極爪還可以這樣改進，把導電件(9)位于兩爪腳(6)位置之間的部分做成V形，以改變熱漲伸長的方向。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的陽極炭素塊⑴和陽極爪(2)聯(lián)接方法的一種實施例示意圖；
[0023]圖2為圖1的陽極炭素塊(I)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖1的陽極爪(2)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為對ZL201020646847.4的陽極爪改進后的一種結(jié)構(gòu)示意圖(圖中陽極爪與鋁導桿聯(lián)接，陽極爪左面揭開蓋子及爪身(5)做了局部剖)；
[0026]圖5為圖4的俯視圖；
[0027]附圖標號說明:1_陽極炭素塊，2-陽極爪，3-固定聯(lián)接件，4-導電聯(lián)接件，5-爪身，6-爪腳，7-聯(lián)接座，8-鋁導桿，9-導電件
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。
[0029]圖1是本發(fā)明的陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)聯(lián)接方法采用螺栓作為固定聯(lián)接件
(3)聯(lián)接的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。在陽極炭素塊(I)里預埋用鐵材料制作的導電聯(lián)接件(4)，導電聯(lián)接件(4)上設有固定聯(lián)接件(3)聯(lián)接的螺紋孔。在陽極爪(2)的爪腳(6)上設有聯(lián)接座(7)，聯(lián)接座(7)焊接在爪腳(6)上，其上設有供固定聯(lián)接件(3)穿過的通孔。在陽極炭素塊⑴和陽極爪⑵組裝聯(lián)接時，把爪腳(6)放入陽極炭素塊⑴上供陽極爪(2)爪腳端面與導電聯(lián)接件(4)表面接觸的預留孔內(nèi)，然后用固定聯(lián)接件(3)通過聯(lián)接座上的通孔擰入導電聯(lián)接件(4)上的螺紋孔，擰緊到位后就可實現(xiàn)陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的固定聯(lián)接，同時陽極爪(2)的爪腳(6)的端面與導電聯(lián)接件(3)的表面緊密接觸，實現(xiàn)陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的電路連通，因而實現(xiàn)陽極炭素塊(I)與陽極爪(2)的固定聯(lián)接和電路連通。
[0030]本實施例達到的效果，導電聯(lián)接件(4)用比磷生鐵電阻率低1000倍的鐵材料制成，電阻小，壓降低，從而降低能耗；同時，不用磷生鐵，不需配置熔化爐等設備，還可省熔化能源費、設備修理費、人工費等，降低生產(chǎn)成本。
【主權(quán)項】
1.一種陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯(lián)接方法，其特征在于采用固定聯(lián)接件(3)聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)接方法，其特征在于所述的固定聯(lián)接件(3)可以采用螺紋或楔面卡位聯(lián)接。
3.如權(quán)利要求2所述的聯(lián)接方法，其特征在于所述的固定聯(lián)接件(3)可以是螺栓或螺母或帶楔面的卡位件。
4.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)接方法，其特征在于在陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的接觸面間加銅墊片或鋁墊片或涂導電液、導電膏。
5.一種陽極炭素塊，主要由以石油焦、浙青焦為骨料，煤浙青為黏結(jié)劑制造而成，其特征在于在其設置有用于和陽極爪(2)聯(lián)接的導電聯(lián)接件(4)。
6.如權(quán)利要求5所述的陽極炭素塊，其特征在于導電聯(lián)接件(4)用鐵或銅材料制作。
7.一種陽極爪，主要由爪身(5)和爪腳(6)部位構(gòu)成，其特征在于在其設有承受固定聯(lián)接件(3)的作用力而使陽極爪(2)和陽極炭素塊(I)固定聯(lián)接的聯(lián)接座(7)。
8.如權(quán)利要求7所述的陽極爪，其特征在于對專利號為201020646847.4的陽極爪可以這樣改進，把爪身(5)位于兩爪腳(6)位置之間的部分做成V形或把爪身(5)和爪腳(6)的定位孔做成爪身(5)長度方向熱漲伸長不受爪腳(6)制約的長槽孔結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7所述的陽極爪，其特征在于對專利號為201020646847.4的陽極爪還可以改進，把導電件(9)位于兩爪腳(6)位置之間的部分做成V形。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋁電解槽陽極技術(shù)領(lǐng)域，針對現(xiàn)有陽極炭素塊和陽極爪采用澆鑄磷生鐵聯(lián)接的方法存在磷生鐵電阻大、壓降大、能耗高及澆鑄質(zhì)量不易控制等問題，提供一種采用固定聯(lián)接件聯(lián)接的方法，在陽極炭素塊上設置有用于和陽極爪聯(lián)接的導電聯(lián)接件，在陽極爪上設有承受固定聯(lián)接件的作用力而使陽極爪和陽極炭素塊固定聯(lián)接的聯(lián)接座。導電聯(lián)接件采用電阻率比磷生鐵小許多的材料制作，因而壓降大大降低、可大大減少能耗；同時，聯(lián)接工作變成易于操作、控制，不需要增置熔化爐、減少能源消耗和人工費、降低生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C25C3-12
【公開號】CN104726898
【申請?zhí)枴緾N201310693855
【發(fā)明人】覃國強
【申請人】覃國強
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月18日