專利名稱：鋼殼鋁芯“x”形橫梁陽極爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)涉及一種電解鋁用導(dǎo)電裝置，具體是鋼殼鋁芯"x"形橫梁陽極爪。
背景技術(shù)：
陽極爪是電解鋁生產(chǎn)中的重要消耗部件，目前電解鋁生產(chǎn)使用的陽極爪基本上采 用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)，鑄鋼凸臺(tái)通過鋁、鋼復(fù)合爆炸爆片與鋁導(dǎo)桿焊接，陽極鋼爪起傳導(dǎo)電 流和承載負(fù)荷的作用。由于鑄鋼的電阻比較大，在鋁電解過程中，陽極鋼爪部分電壓降 較大，損耗的電功率也大，電解鋁的生產(chǎn)成本較高。己有的鋼殼鋁芯陽極爪，存在與鋁 導(dǎo)桿連接的鋁芯凸臺(tái)結(jié)構(gòu)形狀不合理、與鋁導(dǎo)桿連接困難、強(qiáng)度不足、導(dǎo)電性能較差等 缺陷，無法滿足電解鋁生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)使用的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、鋁芯凸臺(tái)與鋁導(dǎo)桿連接方
便、可靠、導(dǎo)電性能優(yōu)異的鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪包括鋼殼鋁芯"X" 形橫梁和焊接在橫梁底面的鋼爪，其特征在于鋼殼鋁芯"X"形橫梁包括大橫梁鋼殼體、 小橫梁鋼殼體、鋁芯、鋁芯伸出平臺(tái)，兩個(gè)大橫梁鋼殼體交叉連接成"X"形，大橫梁
鋼殼體的四個(gè)端部分別連接有小橫梁鋼殼體，兩個(gè)大橫梁鋼殼體內(nèi)腔和四個(gè)小橫梁鋼殼 體內(nèi)腔流體貫通，兩個(gè)大橫梁鋼殼體交叉處上方預(yù)留鋁芯伸出平臺(tái)的伸出口，所述大橫 梁鋼殼體內(nèi)腔和小橫粱鋼殼體內(nèi)腔填充有鋁芯，鋁芯沿伸出口向上伸出形成與鋁導(dǎo)桿端 面對接的鋁芯伸出平臺(tái)。
制造時(shí)，首先制作兩個(gè)大橫梁鋼殼體和四個(gè)小橫梁鋼殼體，將兩個(gè)大橫梁鋼殼體
交叉焊接成"X"型，再將四個(gè)小橫梁鋼殼體分別焊接到大橫梁鋼殼體的四個(gè)端部，并
保證大橫梁鋼殼體內(nèi)腔和小橫梁鋼殼體內(nèi)腔流體貫通，在兩個(gè)大橫梁鋼殼體交叉處上方 預(yù)留鋁芯伸出平臺(tái)的伸出口，然后采用滲鋁粘結(jié)鑄造工藝將鋁芯填充在大橫梁和小橫梁 的鋼殼體內(nèi)，將鋁芯伸出平臺(tái)上端面加工成平面，該端面通常大于與其連接的鋁導(dǎo)桿的
端面，最后在四個(gè)小橫梁鋼殼體的底面分別焊接兩條鋼爪構(gòu)成鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽 極爪。
本鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，鋼殼包裹鋁芯，鋁芯包裹筋板和加強(qiáng)板，鋼殼鋁 芯橫梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，導(dǎo)電性能優(yōu)異，比原鑄鋼型陽極爪電阻小，可降低陽極爪自身的電 消耗，鋁芯伸出平臺(tái)上端面與鋁導(dǎo)桿端面可實(shí)現(xiàn)面面對接，連接方便、可靠，實(shí)現(xiàn)更優(yōu) 異的導(dǎo)電性能。試驗(yàn)測試結(jié)果表明，本實(shí)用新型鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪的導(dǎo)電性 能大大優(yōu)于目前普遍使用的鑄鋼型陽極爪，實(shí)用測試壓降值在20mv以下，比鑄鋼型陽 極爪的壓降值降低50%以上，節(jié)電效果明顯另外，由于取消了原鑄鋼型陽極爪與鋁導(dǎo) 桿連接安裝時(shí)必須采用的鋁、鋼復(fù)合爆炸焊片，可以降低生產(chǎn)企業(yè)的采購成本，還可降 低安裝費(fèi)用，減少陽極脫落現(xiàn)象的發(fā)生，降低維修費(fèi)用本實(shí)用新型陽極爪與鋁導(dǎo)桿采 用面面對接的焊接方式，與已有的鋼殼鋁芯陽極爪采用的插口式聯(lián)接的焊接方式相比， 連接更方便、可靠，導(dǎo)電性能更好，企業(yè)現(xiàn)有的鋁導(dǎo)桿可以直接與本實(shí)用新型的陽極爪 進(jìn)行焊接使用，不需重新加工鋁導(dǎo)桿，企業(yè)使用本實(shí)用新型產(chǎn)品，無須對原有鋁導(dǎo)桿和 陽極爪組裝生產(chǎn)線作任何更改。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，大橫梁鋼殼體由若千鋼板焊接而成，其橫截面為矩 形，鋼殼體內(nèi)腔沿縱向設(shè)置有筋板，筋板下端與大橫梁鋼殼體底板焊接固定，兩個(gè)大橫 梁鋼殼體內(nèi)的筋板交叉連接成"X"型，筋板上設(shè)有若干貫通孔，筋板上方沿大橫梁鋼 殼體橫向設(shè)置若干條加強(qiáng)板，加強(qiáng)板分別與筋板上端和大橫梁鋼殼體兩側(cè)板內(nèi)壁焊接固 定。在大橫梁鋼殼體內(nèi)設(shè)置筋板和加強(qiáng)板，可進(jìn)一步增強(qiáng)大橫梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在進(jìn)行滲 鋁粘結(jié)鑄造時(shí)，鋁芯包裹筋板和加強(qiáng)板，增加鋁-鋼滲鋁粘結(jié)面，有利于提高導(dǎo)電性能。 筋板上設(shè)置若干貫通孔，可增加鋁芯與筋板的接觸面積，更進(jìn)一步提高導(dǎo)電性能。當(dāng)然， 筋板上不設(shè)置貫通孔，并不影響本實(shí)用新型的使用。
作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，小橫梁鋼殼體由若干鋼板焊接而成，其橫截 面為矩形，鋼殼體內(nèi)腔沿縱向設(shè)置有筋板，筋板與大橫梁鋼殼體內(nèi)的筋板焊接固定，筋 板下端與小橫梁鋼殼體底板焊接固定，筋板上設(shè)有若干貫通孔，筋板上方沿小橫梁鋼殼 體橫向設(shè)置若干條加強(qiáng)板，加強(qiáng)板分別與筋板上端和小橫梁鋼殼體兩側(cè)板內(nèi)壁焊接固 定。同樣，在小橫梁鋼殼體內(nèi)設(shè)置筋板和加強(qiáng)板，可進(jìn)一步增強(qiáng)小橫梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在
進(jìn)行滲鋁粘結(jié)鑄造時(shí)，鋁芯包裹筋板和加強(qiáng)板，增加鋁-鋼滲鋁粘結(jié)面，有利于提高導(dǎo) 電性能。筋板上設(shè)置若干貫通孔，可增加鋁芯與筋板的接觸面積，更進(jìn)一步提高導(dǎo)電性 能。當(dāng)然，筋板上不設(shè)置貫通孔，并不影響本實(shí)用新型的使用。
作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，鋁芯伸出平臺(tái)的伸出口周圍設(shè)置有圍板，圍 板內(nèi)設(shè)置有若千筋板，筋板兩端分別與圍板內(nèi)壁焊接固定。筋板的設(shè)置可抗阻鋁芯伸出 平臺(tái)收縮，避免鋁芯伸出平臺(tái)與圍板間出現(xiàn)裂痕。
作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，大、小橫梁鋼殼體內(nèi)填充鋁芯的方法是滲鋁 粘結(jié)鑄造工藝，在鋁和鋼的結(jié)合面形成鐵-鋁合金層，實(shí)現(xiàn)鋁和鋼的粘結(jié)。鋁芯與鋼殼 體粘結(jié)后抗拉強(qiáng)度可以接近同牌號鑄鋁的強(qiáng)度，鋁芯和鋼殼體之間結(jié)合緊密，導(dǎo)電性能 優(yōu)異。
作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，鋁芯伸出平臺(tái)上端面不低于圍板的上端面。 便于陽極爪在生產(chǎn)使用時(shí)鋁芯伸出平臺(tái)與鋁導(dǎo)桿的連接。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一歩描述。


圖1是本實(shí)用新型鋼殼鋁芯8爪陽極的主視圖(圖2的A—A剖視圖)；
圖2是本實(shí)用新型鋼殼鋁芯8爪陽極的半剖俯視圖。
圖3是
圖1的B —B剖面圖。
圖4是
圖1的C—C剖面圖。
圖5是圖2的D—D剖面圖(旋轉(zhuǎn)、放大)。
圖6是圖2的E — E剖面圖(放大)。
具體實(shí)施方式
如
圖1、 2所示，鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪包括鋼殼鋁芯"X"形橫梁和焊接 在橫梁底面的鋼爪l,鋼殼鋁芯"X"形橫梁包括大橫梁鋼殼體30、小橫梁鋼殼體20、 鋁芯3、鋁芯伸出平臺(tái)8，兩個(gè)大橫梁鋼殼體30交叉連接成"X"形，兩個(gè)大橫梁 鋼殼體30的四個(gè)端部分別連接有小橫梁鋼殼體20，兩個(gè)大橫梁鋼殼體30內(nèi)腔和四個(gè)小 橫梁鋼殼體20內(nèi)腔流體貫通，兩個(gè)大橫梁鋼殼體30交叉處上方預(yù)留鋁芯伸出平臺(tái)8的
伸出口，大橫梁鋼殼體30內(nèi)腔和小橫梁鋼殼體20內(nèi)填充有鋁芯3，鋁芯3沿伸出口向 上伸出形成與鋁導(dǎo)桿端面對接的鋁芯伸出平臺(tái)8,在小橫梁鋼殼體20的底面分別焊接有 兩個(gè)鋼爪l。鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，大、小橫梁鋼殼體30、 20包裹鋁芯3，鋁 芯3包裹筋板2、 5和加強(qiáng)板4、 6，鋼殼鋁芯"X"形橫梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，導(dǎo)電性能優(yōu)異， 比原鑄鋼型陽極爪電阻小，可降低陽極爪自身的電消耗，使用時(shí)，鋁芯伸出平臺(tái)8上端 面與鋁導(dǎo)桿端面可實(shí)現(xiàn)面面對接，連接方便、可靠，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的導(dǎo)電性能。
如圖l、 2、 5所示，大橫梁鋼殼體30由若干鋼板焊接而成，其橫截面為矩形，鋼 殼體內(nèi)腔沿縱向設(shè)置有筋板5，筋板5下端與大橫梁鋼殼體30的底板31焊接固定，兩 個(gè)大橫梁鋼殼體30內(nèi)的筋板5交叉連接成"X"型，筋板5上設(shè)有若干貫通孔，筋板5 上方沿大橫梁鋼殼體30橫向設(shè)置若干條加強(qiáng)板6，加強(qiáng)板6分別與筋板5上端和大橫梁 鋼殼體30兩側(cè)板32內(nèi)壁焊接固定。
如
圖1、 2、 6所示，小橫梁鋼殼體20由若干鋼板焊接而成，其橫截面為矩形，鋼 殼體內(nèi)腔沿縱向設(shè)置有筋板2，筋板2與大橫梁鋼殼體30內(nèi)的筋板5焊接固定，筋板2 下端與小橫梁鋼殼體20的底板21焊接固定，筋板2上設(shè)有若干貫通孔，筋板2上方沿 小橫梁鋼殼體20橫向設(shè)置若干條加強(qiáng)板4，加強(qiáng)板4分別與筋板2上端和小橫梁鋼殼體 20兩側(cè)板22內(nèi)壁焊接固定。
如
圖1、2、3、4所示，鋁芯伸出平臺(tái)8的伸出口周圍設(shè)置有圍板7、 10，圍板7、 10內(nèi)設(shè)置有兩塊筋板9，筋板9兩端分別與圍板7內(nèi)壁焊接固定。當(dāng)然，筋板9也可以 設(shè)置在另一個(gè)方向，其兩端分別與圍板10內(nèi)壁焊接固定。鋁芯伸出平臺(tái)8的橫截面通 常為矩形，當(dāng)然也可以是圓形或其它多邊形。
如
圖1、 3所示，鋁芯伸出平臺(tái)8上端面高于圍板7、 IO的上端面。通常鋁芯伸出 平臺(tái)8上端面高于圍板7、 IO的上端面，以便于在生產(chǎn)使用時(shí)鋁芯伸出平臺(tái)8與鋁導(dǎo)桿 的連接。
權(quán)利要求1、鋼殼鋁芯“X”形橫梁陽極爪，包括鋼殼鋁芯“X”形橫梁和焊接在橫梁底面的若干鋼爪(1)，其特征在于鋼殼鋁芯“X”形橫梁包括大橫梁鋼殼體(30)、小橫梁鋼殼體(20)、鋁芯(3)、鋁芯伸出平臺(tái)(8)，兩個(gè)大橫梁鋼殼體(30)交叉連接成“X”形，兩個(gè)大橫梁鋼殼體(30)的四個(gè)端部分別連接有小橫梁鋼殼體(20)，兩個(gè)大橫梁鋼殼體(30)內(nèi)腔和四個(gè)小橫梁鋼殼體(20)內(nèi)腔流體貫通，兩個(gè)大橫梁鋼殼體(30)交叉處上方預(yù)留鋁芯伸出平臺(tái)(8)的伸出口，大橫梁鋼殼體(30)內(nèi)腔和小橫梁鋼殼體(20)內(nèi)腔填充有鋁芯(3)，鋁芯(3)沿伸出口向上伸出形成與鋁導(dǎo)桿端面對接的鋁芯伸出平臺(tái)(8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，其特征在于大橫梁鋼殼 體(30)由若干鋼板焊接而成，其橫截面為矩形，鋼殼體內(nèi)腔沿縱向設(shè)置有筋板(5)， 筋板(5)下端與大橫梁鋼殼體(30)的底板(31)焊接固定，兩個(gè)大橫梁鋼殼體(30) 內(nèi)的筋板(5)交叉連接成"X"型，筋板(5)上設(shè)有若干貫通孔，筋板(5)上方沿大 橫梁鋼殼體(30)橫向設(shè)置若干條加強(qiáng)板(6)，加強(qiáng)板(6)分別與筋板(5)上端和大 橫梁鋼殼體(30)兩側(cè)板(32)內(nèi)壁焊接固定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，其特征在于小橫梁鋼殼體 (20)由若干鋼板焊接而成，其橫截面為矩形，鋼殼體內(nèi)腔沿縱向設(shè)置有筋板(2)，筋板(2)與大橫梁鋼殼體(30)內(nèi)的筋板(5)焊接固定，筋板(2)下端與小橫梁鋼殼 體(20)的底板(21)焊接固定，筋板(2)上設(shè)有若干貫通孔，筋板(2)上方沿小橫 梁鋼殼體(20)橫向設(shè)置若干條加強(qiáng)板(4)，加強(qiáng)板(4)分別與筋板(2)上端和小橫 梁鋼殼體(20)兩側(cè)板(22)內(nèi)壁焊接固定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的鋼殼鋁芯"X"形橫粱陽極爪，其特征在于鋁芯 伸出平臺(tái)(8)的伸出口周圍設(shè)置有圍板(7、 10)，圍板(7、 10)內(nèi)設(shè)置有若干筋板(9)， 筋板(9)兩端分別與圍板(7)或圍板(10)內(nèi)壁焊接固定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，其特征在于大、 小橫梁鋼殼體(30、 20)內(nèi)鋼和鋁的結(jié)合面具有滲鋁過渡層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，其特征在于大、小橫梁 鋼殼體(30、 20)內(nèi)鋼和鋁的結(jié)合面具有滲鋁過渡層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼殼鋁芯"X"形橫梁陽極爪，其特征在于鋁芯伸出平 臺(tái)(8)上端面不低于圍板(7、 10)的上端面。
專利摘要一種鋼殼鋁芯“X”形橫梁陽極爪，屬一種電解鋁用導(dǎo)電裝置，包括鋼殼鋁芯“X”形橫梁和焊接在橫梁底面的鋼爪，鋼殼鋁芯“X”形橫梁包括大、小橫梁鋼殼體、鋁芯、鋁芯伸出平臺(tái)，兩個(gè)大橫梁鋼殼體交叉連接成“X”形，大橫梁鋼殼體的四個(gè)端部分別連接有小橫梁鋼殼體，大、小橫梁鋼殼體內(nèi)腔流體貫通，兩個(gè)大橫梁鋼殼體交叉處上方預(yù)留鋁芯伸出平臺(tái)的伸出口，大、小橫梁鋼殼體內(nèi)腔填充有鋁芯，鋁芯沿伸出口向上伸出形成鋁芯伸出平臺(tái)。鋼殼體內(nèi)填充鋁芯的方法是滲鋁粘結(jié)鑄造工藝，在鋁和鋼的結(jié)合面形成鐵-鋁合金層，實(shí)現(xiàn)鋁和鋼的粘結(jié)。本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好、與鋁導(dǎo)桿連接方便、可靠、導(dǎo)電性能優(yōu)異的鋼殼鋁芯“X”形橫梁陽極爪。
文檔編號C25C3/12GK201003076SQ20062013332
公開日2008年1月9日 申請日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月4日
發(fā)明者曾伯勝, 溫礎(chǔ)才, 王學(xué)超, 王曉鳴, 肖運(yùn)紅 申請人:廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院