一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，包括有機(jī)械式鋼爪底板（9），機(jī)械式鋼爪底板（9）的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置；機(jī)械式鋼爪底板（9）的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿（2）。本實(shí)用新型具有炭塊更換快速，省時(shí)省力，節(jié)約熱能，降低鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少陽極炭塊組的電損有益效果。
【專利說明】
一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋁電解陽極鋼爪，特別是一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電解鋁工業(yè)，均采用預(yù)焙陽極生產(chǎn)電解鋁。預(yù)焙陽極一般為長(zhǎng)方體，具有穩(wěn)定的幾何形狀，以石焦油、瀝青焦為骨料，以煤瀝青為粘結(jié)劑，根據(jù)電解槽電流的大小和工藝的不同而有不同的尺寸，其電流密度一般在0.68-0.9A/cm2范圍內(nèi)，每個(gè)炭塊使用周期一般在23-30天。
[0003]現(xiàn)有的預(yù)焙陽極電解鋁生產(chǎn)中，陽極鋼爪與陽極炭塊全部采用磷生鐵澆鑄式連接，在預(yù)焙陽極炭塊導(dǎo)電方向的上表面設(shè)有2-4個(gè)直徑為160-180mm，深為80-110mm的圓槽，俗稱炭碗，在陽極組裝時(shí)，炭碗用來安放陽極爪頭，用磷生鐵將陽極爪頭澆鑄在炭碗中，鋼爪頭和鋁導(dǎo)電桿通過鋁鋼爆炸焊連接，這樣陽極導(dǎo)電桿和陽極炭塊連為一體，組成陽極炭塊組，澆鑄式預(yù)焙陽極炭塊組是現(xiàn)代預(yù)焙電解槽目前使用的唯一陽極材料。
[0004]在電解鋁生產(chǎn)過程中，炭陽極與氧化鋁電解分解出來的氧氣在高溫下不斷反應(yīng)，釋放二氧化碳?xì)怏w而不斷消耗，需要定時(shí)更換，更換下來的炭塊行業(yè)中稱之為陽極殘極。預(yù)焙鋁電解生產(chǎn)必定產(chǎn)生大量陽極殘極，無殘極產(chǎn)生是上世紀(jì)60?70年代，預(yù)焙鋁電解工藝成熟已來一直沒有實(shí)現(xiàn)的行業(yè)夢(mèng)想。
[0005]現(xiàn)目前對(duì)傳統(tǒng)的陽極殘極的處理方式是在陽極組裝車間，將導(dǎo)電桿連接的殘極炭塊打碎脫落后，再將磷生鐵澆筑的陽極鋼碗打碎脫落后的鋁導(dǎo)電桿和鋼爪用于新的炭塊，如此循環(huán)使用，由此造成了炭塊的更換過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)，鋼爪上的大量熱量也被帶走，得不到利用，而新的陽極插入電解槽時(shí)需要對(duì)炭塊和鋼爪重新加熱到一定溫度后才能正常導(dǎo)電，造成了熱量浪費(fèi)，降低了電解效率。
[0006]且因?yàn)闈茶T式鋼爪一炭塊連接方式，連接面接觸電壓降較大，澆入的磷生鐵鐵水溫度約1600°C，冷卻后，磷生鐵碗與炭碗之間必定出現(xiàn)間隙，由此鋼爪炭塊陽極組在電解槽內(nèi)工作時(shí)，鋼爪與炭塊接觸面之間產(chǎn)生約150mv的電壓降，造成電損約在400?500度/噸鋁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)。且本實(shí)用新型具有陽極炭塊連接快速，省時(shí)省力，節(jié)約熱能，降低鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少陽極炭塊組的電損的特點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，包括有機(jī)械式鋼爪底板，機(jī)械式鋼爪底板的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置;機(jī)械式鋼爪底板的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿。
[0009]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械式鋼爪底板與陽極鋁導(dǎo)桿之間設(shè)有機(jī)械式鋼爪橋腳，機(jī)械式鋼爪橋腳與陽極鋁導(dǎo)桿經(jīng)鋁鋼爆炸焊復(fù)合板連接。
[0010]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述陽極炭塊連接裝置包括有設(shè)于機(jī)械式鋼爪底板兩側(cè)的活動(dòng)槽，活動(dòng)槽中設(shè)有機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓的底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁，t形螺栓底部橫梁位于活動(dòng)槽的下方，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓的兩端穿出活動(dòng)槽后，在其上端的穿出段上設(shè)有機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母。
[0011]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械式鋼爪底板的兩側(cè)還設(shè)有水平方向的t形螺栓橫向鎖緊螺栓，t形螺栓橫向鎖緊螺栓的一端伸進(jìn)活動(dòng)槽后頂在所述機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓的一側(cè)。
[0012]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述t形螺栓底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁。
[0013]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母與機(jī)械式鋼爪底板之間設(shè)有熱變形補(bǔ)償墊。
[0014]前述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，所述熱變形補(bǔ)償墊是拱形的鋼墊。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型通過在機(jī)械式鋼爪底板上設(shè)置機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓，并通過設(shè)置在機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓底部的t形螺栓底部橫梁與炭塊之間形成機(jī)械式連接，形成陽極炭塊組，在拆除舊陽極時(shí)，只需簡(jiǎn)單操作即可完整的取下舊陽極，而不需要打碎陽極炭塊和爪頭鋼碗，更換非?？焖伲?jié)約了時(shí)間，省時(shí)又省力。同時(shí)，本實(shí)用新型在更換陽極炭塊時(shí)不需要將舊陽極和鋼爪帶到組裝車間進(jìn)行更換，在電解車間內(nèi)電解槽旁即可實(shí)現(xiàn)更換，減少鋼爪及炭塊上的熱量散失(實(shí)踐證明，陽極炭塊更換過程中鋼爪及炭塊上的熱量散失約為20%)，節(jié)約了熱能。另外，本實(shí)用新型通過在機(jī)械式鋼爪底板的兩側(cè)設(shè)置一端伸進(jìn)活動(dòng)槽內(nèi)的t形螺栓橫向鎖緊螺栓，當(dāng)機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓扣緊炭塊以后，擰緊t形螺栓橫向鎖緊螺栓，將機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓固定在活動(dòng)槽中的某一位置，避免使用過程中發(fā)生松動(dòng)，提高了使用可靠性。另外，本實(shí)用新型還通過將機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓的t形螺栓底部設(shè)置橫梁，增加了機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓與炭塊的接觸面積，使炭塊的緊固性提高;通過在鋼板和鋁導(dǎo)桿之間設(shè)置機(jī)械式鋼爪橋腳，架空隔離了鋁導(dǎo)桿，避免低熔點(diǎn)的陽極鋁導(dǎo)桿直接與高溫的機(jī)械式鋼爪底板接觸被軟化導(dǎo)致設(shè)備故障，提高了本實(shí)用新型使用的安全性;通過在機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母的下方設(shè)置熱變形補(bǔ)償墊，避免鋼爪受熱以后變形使新陽極炭塊和機(jī)械式鋼爪底板之間形成間隙，而增加鋼爪與炭塊之間的電阻，進(jìn)一步保證了本實(shí)用新型的導(dǎo)電效果，降低了鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少了陽極炭塊組的電損。綜上所述，本實(shí)用新型具有炭塊連接快速，省時(shí)省力，節(jié)約熱能，降低鋼爪與炭塊的接觸電阻和電壓降，減少陽極炭塊組的電損的有益效果。
[0016]實(shí)踐證明:采用本實(shí)用新型的機(jī)械式鋼爪可降低鋼爪與炭塊連接處的電損50%左右。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本實(shí)用新型的主視圖；
[0018]附圖2為附圖1的側(cè)視圖；
[0019]附圖3為本實(shí)用新型連接炭塊后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:1_陽極鋁導(dǎo)桿插銷孔，2-陽極鋁導(dǎo)桿，3-鋁鋼爆炸焊復(fù)合板，4-機(jī)械式鋼爪橋腳，5-機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓，6-機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母，7-熱變形補(bǔ)償墊，8-t形螺栓橫向鎖緊螺栓，9-機(jī)械式鋼爪底板，10-炭塊上部T形連接凸頭，11-陽極炭塊，12-t形螺栓底部橫梁，13-T形連接凸頭承力肩。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。
[0022]本實(shí)用新型的實(shí)施例:
[0023]實(shí)施例:一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，如附圖1-2所示，包括有機(jī)械式鋼爪底板9，機(jī)械式鋼爪底板9的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置;機(jī)械式鋼爪底板9的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿2。
[0024]所述機(jī)械式鋼爪底板9與陽極鋁導(dǎo)桿2之間設(shè)有機(jī)械式鋼爪橋腳4，機(jī)械式鋼爪橋腳4與陽極鋁導(dǎo)桿2經(jīng)鋁鋼爆炸焊復(fù)合板3連接。
[0025]所述陽極炭塊連接裝置包括有設(shè)于機(jī)械式鋼爪底板9兩側(cè)的活動(dòng)槽，活動(dòng)槽中設(shè)有機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5的底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁12，t形螺栓底部橫梁12位于活動(dòng)槽的下方，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5的兩端穿出活動(dòng)槽后，在其上端的穿出段上設(shè)有機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母6。
[0026]所述機(jī)械式鋼爪底板9的兩側(cè)還設(shè)有水平方向的t形螺栓橫向鎖緊螺栓8，t形螺栓橫向鎖緊螺栓8的一端伸進(jìn)活動(dòng)槽后頂在所述機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5的一側(cè)。
[0027]所述t形螺栓底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁12。
[0028]所述機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母6與機(jī)械式鋼爪底板9之間設(shè)有熱變形補(bǔ)償墊7。
[0029]所述熱變形補(bǔ)償墊7是拱形的鋼墊。
[0030]本實(shí)用新型使用時(shí):如附圖3所示，陽極鋁導(dǎo)桿2連接電極，裝入陽極炭塊11時(shí)，先擰松t形螺栓橫向鎖緊螺栓8，將機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5向兩側(cè)移動(dòng)，增加兩側(cè)機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5之間的間距，然后將陽極炭塊11的炭塊上部T形連接凸頭10放在機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5之間，推動(dòng)機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5使其向中間靠攏，使t形螺栓底部橫梁12卡入新陽極炭塊15的炭塊上部T形連接凸頭10兩側(cè)的T形連接凸頭承力肩13下部，然后擰緊機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母6，將新陽極炭塊15的炭塊上部T形連接凸頭牢固的固定在t形螺栓底部橫梁12和機(jī)械式鋼爪底板9的底面之間，然后擰緊t形螺栓橫向鎖緊螺栓8，將機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5固定，即可完成新陽極炭塊11和陽極鋼爪的連接，拆下殘極時(shí)，只需將上述方法逆向操作即可；當(dāng)新的陽極炭塊組放入電解槽中受熱時(shí)，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓5受熱膨脹，陽極炭塊11和機(jī)械式鋼爪底板9之間形成間隙，此時(shí)熱變形補(bǔ)償墊7的回復(fù)力提供拉力，將t形緊固螺栓5和陽極炭塊11向上提拉，使炭塊上部的T形連接凸頭10與機(jī)械式鋼爪的鋼爪底板9之間不產(chǎn)生間隙。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括有機(jī)械式鋼爪底板(9)，機(jī)械式鋼爪底板(9)的下方設(shè)有陽極炭塊連接裝置;機(jī)械式鋼爪底板(9)的上方連接有陽極鋁導(dǎo)桿(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械式鋼爪底板(9)與陽極鋁導(dǎo)桿(2)之間設(shè)有機(jī)械式鋼爪橋腳(4)，機(jī)械式鋼爪橋腳(4)與陽極鋁導(dǎo)桿(2)經(jīng)鋁鋼爆炸焊復(fù)合板(3)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述陽極炭塊連接裝置包括有設(shè)于機(jī)械式鋼爪底板(9)兩側(cè)的活動(dòng)槽，活動(dòng)槽中設(shè)有機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓(5)，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓(5)的底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁(12)，t形螺栓底部橫梁(12)位于活動(dòng)槽的下方，機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓(5)的兩端穿出活動(dòng)槽后，在其上端的穿出段上設(shè)有機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械式鋼爪底板(9)的兩側(cè)還設(shè)有水平方向的t形螺栓橫向鎖緊螺栓(8)，t形螺栓橫向鎖緊螺栓(8)的一端伸進(jìn)活動(dòng)槽后頂在所述機(jī)械式鋼爪t形緊固螺栓(5)的一側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述t形螺栓底部設(shè)有t形螺栓底部橫梁(12)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械式鋼爪t形緊固栓螺母(6)與機(jī)械式鋼爪底板(9)之間設(shè)有熱變形補(bǔ)償墊(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)焙鋁電解槽用的機(jī)械式陽極鋼爪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱變形補(bǔ)償墊(7)是拱形的鋼墊。
【文檔編號(hào)】C25C3/12GK205556800SQ201620143322
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】鄒建明
【申請(qǐng)人】周俊和, 杜艷華