陽極炭素塊和陽極爪的聯接方法及陽極炭素塊和陽極爪的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發明屬于鋁電解槽陽極技術領域，主要是涉及陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯接方法及陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)。
技術背景
[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)部位構成，與陽極炭素塊⑴聯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)的聯接方法是采用澆鑄磷生鐵聯接，盛裝在臺包中的熔融狀態的磷生鐵水，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)結合聯接成為一體，實現兩者的固定聯接和電路連通。之所以使用磷生鐵來聯接，是利用磷生鐵澆注前后的熱膨脹系數和冷態收縮系數小，避免磷生鐵和鋼爪及炭碗之間形成間隙。聯接澆鑄過程是個復雜的物理化學過程，外界因素以及內因都有可能導致不同的澆鑄結果。
[0003]陽極炭素塊⑴和陽極爪(2)采用澆鑄磷生鐵聯接存在的問題有:
[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值比這個理論值還大，造成能耗聞;
[0005](2)磷生鐵的質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，就會出現多處炸裂，造成鋼爪和磷生鐵環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。)，在電解生產中容易引起陽極偏流，造成脫極，嚴重影響電解槽的技術條件，給電解生產帶來很大的危害。
[0006](3)、采用澆鑄磷生鐵固定聯接，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。
【發明內容】
[0007]本發明的目的，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，減少生產成本。
[0008]本發明包括陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯接方法及陽極炭素塊(I)和陽極爪
(2)三部分。
[0009]本發明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯接方法部分是這樣實現的，如圖1示意，陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)采用固定聯接件(3)聯接，退出固定聯接件(3)可實現陽極炭素塊⑴和陽極爪⑵的分開。
[0010]本發明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)聯接方法采用的固定聯接件(3)，可以采用螺紋或楔面卡位聯接。
[0011]本發明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)聯接方法采用的固定聯接件(3)，可以是螺栓或螺母或帶楔面的卡位件。
[0012]本發明陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯接方法還可以這樣，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]本發明的陽極炭素塊(I)部分是這樣實現，如圖2示意，在陽極炭素塊(I)上設置有用于和陽極爪(2)聯接的導電聯接件(4)。導電聯接件(4)固定于陽極炭素塊(1)，與陽極炭素塊(I)形成電路連通。
[0014]本發明陽極炭素塊⑴的導電聯接件⑷可以這樣，用鐵或銅材料制作。
[0015]本發明陽極炭素塊(I)的導電聯接件(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]本發明陽極炭素塊(I)的導電聯接件(4)還可以這樣，采取工藝技術如控制溫度、施加導電膏或導電液等，使導電聯接件(4)和陽極炭素塊(I)形成良好的電路連通和保證導電聯接件(4)在陽極炭素塊(I)上的位置。如利用模板定位導電聯接件(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接件(4)和陽極炭素塊(I)形成良好的電路連通。
[0017]本發明陽極爪(2)部分是這樣實現，如圖3示意，在陽極爪(2)上設有承受固定聯接件(3)的作用力而使陽極爪(2)和陽極炭素塊(I)固定聯接的聯接座(7)。
[0018]本發明陽極爪⑵的聯接座(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。本發明為減緩導電聯接件(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，避免出現熱漲伸長對爪腳(6)施加的作用力。
[0020]本發明為進一步減小爪身(5)熱漲伸長對導電聯接件(4)施加的作用力，使導電聯接件(4)和陽極炭素塊(I)保持良好的電路連通狀態，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)制約的長槽孔結構。
[0021]本發明為進一步減小陽極爪(2)熱漲伸長對導電聯接件(4)施加的作用力，使導電聯接件(4)和陽極炭素塊(I)保持良好的電路連通狀態，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為本發明的陽極炭素塊⑴和陽極爪(2)聯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)的結構示意圖；
[0024]圖3為圖1的陽極爪(2)的結構示意圖；
[0025]圖4為對ZL201020646847.4的陽極爪改進后的一種結構示意圖(圖中陽極爪與鋁導桿聯接，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-固定聯接件，4-導電聯接件，5-爪身，6-爪腳，7-聯接座，8-鋁導桿，9-導電件
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。
[0029]圖1是本發明的陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)聯接方法采用螺栓作為固定聯接件
(3)聯接的實施例結構示意圖。在陽極炭素塊(I)里預埋用鐵材料制作的導電聯接件(4)，導電聯接件(4)上設有固定聯接件(3)聯接的螺紋孔。在陽極爪(2)的爪腳(6)上設有聯接座(7)，聯接座(7)焊接在爪腳(6)上，其上設有供固定聯接件(3)穿過的通孔。在陽極炭素塊⑴和陽極爪⑵組裝聯接時，把爪腳(6)放入陽極炭素塊⑴上供陽極爪(2)爪腳端面與導電聯接件(4)表面接觸的預留孔內，然后用固定聯接件(3)通過聯接座上的通孔擰入導電聯接件(4)上的螺紋孔，擰緊到位后就可實現陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的固定聯接，同時陽極爪(2)的爪腳(6)的端面與導電聯接件(3)的表面緊密接觸，實現陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的電路連通，因而實現陽極炭素塊(I)與陽極爪(2)的固定聯接和電路連通。
[0030]本實施例達到的效果，導電聯接件(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，降低生產成本。
【主權項】
1.一種陽極炭素塊(I)和陽極爪(2)的聯接方法，其特征在于采用固定聯接件(3)聯接。
2.如權利要求1所述的聯接方法，其特征在于所述的固定聯接件(3)可以采用螺紋或楔面卡位聯接。
3.如權利要求2所述的聯接方法，其特征在于所述的固定聯接件(3)可以是螺栓或螺母或帶楔面的卡位件。
4.如權利要求1所述的聯接方法，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，煤浙青為黏結劑制造而成，其特征在于在其設置有用于和陽極爪(2)聯接的導電聯接件(4)。
6.如權利要求5所述的陽極炭素塊，其特征在于導電聯接件(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)部位構成，其特征在于在其設有承受固定聯接件(3)的作用力而使陽極爪(2)和陽極炭素塊(I)固定聯接的聯接座(7)。
8.如權利要求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)制約的長槽孔結構。
9.如權利要求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】本發明屬于鋁電解槽陽極技術領域，針對現有陽極炭素塊和陽極爪采用澆鑄磷生鐵聯接的方法存在磷生鐵電阻大、壓降大、能耗高及澆鑄質量不易控制等問題，提供一種采用固定聯接件聯接的方法，在陽極炭素塊上設置有用于和陽極爪聯接的導電聯接件，在陽極爪上設有承受固定聯接件的作用力而使陽極爪和陽極炭素塊固定聯接的聯接座。導電聯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、降低生產成本。
【IPC分類】C25C3-12
【公開號】CN104726898
【申請號】CN201310693855
【發明人】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