一種新型節能陽極鋼爪的制備方法
【技術領域】
[0001]
本發明屬于電解鋁陽極鋼爪及其制造技術領域，具體講是一種新型結構的陽極鋼爪。
【背景技術】
[0002]
電解鋁陽極鋼爪構件制作要求組織致密、無鑄造缺陷，化學成分均勻準確，傳統的鑄造方法制作陽極鋼爪工藝步驟繁鎖，容易引起鋼水的二次氧化，純凈度得不到保證，而且燒損元素成分的可控性較差。很難達到電解鋁陽極鋼爪電阻率低，導電性能好的制作要求。
【發明內容】
[0003]
本發明要解決的技術問題是，提供一種特殊電渣冶金熔焊工藝方法制備新型陽極鋼爪構件的方法，能夠提高新型陽極鋼爪熔焊的致密性，得到高質量、高性能的陽極鋼爪產品。
[0004]本發明的目的是通過以下方式實現的:
一種新型節能陽極鋼爪，包括橫臂I和爪頭2，其特征是；橫臂I和爪頭2通過電渣熔焊3結合固定在一起；
上述一種新型節能陽極鋼爪的制備方法如下:
(1)預先制備長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體坯料，坯料材料為Q235，把這2種金屬母體壞料安置在陽極鋼爪結構對應的水冷模型腔中，加以組裝定位聯接；
(2)將已經融化的助熔劑倒入水冷模型腔中，啟動電源，所述熔焊助熔劑由Ce02、CaF2,CaC03、AL2O3、組成，其中各成分按質量百分含量為:Ce02 5_18%、CaF2 43-58%、CaCO3 5_15%、AL2O3 18-25% ；
(3)助溶劑在被熔焊接的長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體之間由變壓器輸出二次低電壓和電流配合，在助溶劑形成的渣池中形成回路，回路輸入的電能在渣池中產生高電阻、高活性的熱量，助溶劑渣池溫度為1600—1850°C，導致化學成分材質相同的母體和自耗熔化電極形成熔化精煉和冶金結合焊接；
(4)對助溶劑中的稀土活性元素Ce進行化學還原反應，還原劑為S1-Ca合金，其中S1:Ca按質量百分比為30:70，使稀土元素Ce進入熔焊金屬區域合金化，凈化材質。另一方面液態金屬在熔焊體積區域內全方位逐步上升并凝固，從而避免縮孔、氣孔鑄造缺陷的產生。
[0005]本發明與現有傳統制備工藝技術制作的陽極鋼爪工相比，具有以下優點:
1、避免傳統工藝或現行焊接工藝存在金屬體內冶金質量的“污染”，避免了由于制備工藝中一系列溫度不均勻影響焊接質量、強韌性的不足而帶來陽極鋼爪在電解鋁生產運行過程中的安全隱患。
[0006]陽極鋼爪整體電渣熔焊工藝過程中，稀土活性化學反應處理新工藝技術使得熔焊溫度場均勻，熔焊質量優化，產品性能強度和韌性高，導電性能優越。
[0007]與傳統制備陽極鋼爪工藝和現行焊接工藝相比，明顯在于電渣熔焊稀土渣池體積回路工藝方法簡單，科學合理、有效。完全取消現行不合理的冶金方法傳統鑄造，人工焊接工藝。電渣熔焊新工藝更符合熔焊產品的進行，具有多、快、好、省，科學合理。因為焊熔區域增大了反應界面，是真實性的完全冶金熔焊過程。
[0008]設備工藝操作簡便，適用范圍廣，可對陽極鋼爪產品的類型靈活多變，通過改變熔焊工裝就達到滿足不同規格的鋼爪直徑和高度的技術要求。
[0009]新工藝技術熔焊作業時間短，生產費用比傳統工藝低，節約成本避免浪費。同時產品使用后節能降耗的經濟效益更顯著。
【附圖說明】
[0010]
圖1是現有技術中陽極鋼爪結構示意圖；
圖2是本發明陽極鋼爪結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]
實施例1
一種新型節能陽極鋼爪，包括橫臂I和爪頭2，其特征是；橫臂I和爪頭2通過電渣熔焊3結合固定在一起；
上述一種新型節能陽極鋼爪的制備方法如下:
(1)預先制備長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體坯料，坯料材料為Q235，把這2種金屬母體壞料安置在陽極鋼爪結構對應的水冷模型腔中，加以組裝定位聯接；
(2)將已經融化的助熔劑倒入水冷模型腔中，啟動電源，所述熔焊助熔劑由Ce02、CaF2,CaC03、AL203、組成，其中各成分按質量百分含量為:CeO2 5-18%、CaF2 43-58%、CaCO3 5_15%、AL2O3 18-25% ；
(3)助溶劑在被熔焊接的長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體之間由變壓器輸出二次低電壓和電流配合，在助溶劑形成的渣池中形成回路，回路輸入的電能在渣池中產生高電阻、高活性的熱量，助溶劑渣池溫度為1600—1850°C，導致化學成分材質相同的母體和自耗熔化電極形成熔化精煉和冶金結合焊接；
(4)對助溶劑中的稀土活性元素Ce進行化學還原反應，還原劑為S1-Ca合金，其中S1:Ca按質量百分比為30:70，使稀土元素Ce進入熔焊金屬區域合金化，凈化材質。另一方面液態金屬在熔焊體積區域內全方位逐步上升并凝固，從而避免縮孔、氣孔鑄造缺陷的產生。
[0012]本發明陽極鋼爪采用整體電渣熔焊渣焊接、熔焊溫度場均勻，熔焊質量優化，產品性能強度和韌性高，導電性能優越。
【主權項】
1.一種新型節能陽極鋼爪，包括橫臂和爪頭，其特征是:橫臂和爪頭通過電渣熔焊結合固定在一起； 上述一種新型節能陽極鋼爪的制備方法如下: (1)預先制備長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體坯料，坯料材料為Q235，把這2種金屬母體壞料安置在陽極鋼爪結構對應的水冷模型腔中，加以組裝定位聯接； (2)將已經融化的助熔劑倒入水冷模型腔中，啟動電源，所述熔焊助熔劑由Ce02、CaF2,CaC03、AL2O3、組成，其中各成分按質量百分含量為CeO2 5_18%、CaF2 43-58%、CaCO3 5_15%、AL2O3 18-25% ； (3)助溶劑在被熔焊接的長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體之間由變壓器輸出二次低電壓和電流配合，在助溶劑形成的渣池中形成回路，回路輸入的電能在渣池中產生高電阻、高活性的熱量，助溶劑渣池溫度為1600—1850°C，導致化學成分材質相同的母體和自耗熔化電極形成熔化精煉和冶金結合焊接； (4)對助溶劑中的稀土活性元素Ce進行化學還原反應，還原劑為S1-Ca合金，其中Si:Ca按質量百分比為30:70，使稀土元素Ce進入熔焊金屬區域合金化，凈化材質。
【專利摘要】<b>一種新型節能陽極鋼爪的制備方法，鋼爪包括橫臂和爪頭，其特征是</b><b>;</b><b>橫臂和爪頭通過電渣熔焊結合固定在一起；制備方法為：把預先制備好的爪頭和橫臂母體</b><b>Q235</b><b>坯料，安置在陽極鋼爪結構對應的水冷模型腔中，組裝定位聯接；將已經融化的助熔劑倒入水冷模型腔中，啟動電源，助溶劑在被熔焊接的長方體爪頭和圓柱體金屬橫臂母體之間熔化精煉和冶金結合焊接的過程。助溶劑中的稀土活性元素</b><b>Ce</b><b>進行化學還原反應，使稀土元素</b><b>Ce</b><b>進入熔焊金屬區域合金化，凈化材質。另一方面液態金屬在熔焊體積區域內全方位逐步上升并凝固，從而避免縮孔、氣孔鑄造缺陷的產生。本發明采用整體電渣熔焊焊接，熔焊溫度場均勻，熔焊質量優化，產品性能強度和韌性高，導電性能優越。</b>
【IPC分類】C25C3/12
【公開號】CN105177626
【申請號】
【發明人】張貴才, 姜彥平, 趙玉春, 孫劍, 張平, 李海燕, 鄭擁軍
【申請人】內蒙古世星新材料科技有限公司, 張貴才, 姜彥平
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月22日