專利名稱：金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于金屬冶煉電解領(lǐng)域，具體涉及一種金屬鈣電解用陽(yáng)極。
背景技術(shù)：
我國(guó)現(xiàn)有的熔鹽電解法生產(chǎn)金屬鈣，其電解工藝一直采用石墨陽(yáng)極。在實(shí)際生產(chǎn)中需要將多塊單體石墨塊組合起來(lái)使用，即組合式石墨陽(yáng)極，如附圖1所示，主要包括石墨塊1、兩塊大夾板2、小夾板3、軟母帶4和連接用的螺桿和螺帽5。石墨塊組合排列好用螺桿和螺帽固定在兩塊大夾板中間，軟母帶是石墨塊與電解槽電路的連接導(dǎo)電體，用小夾板、螺桿和螺帽將它固定到大夾板上。使用這種石墨陽(yáng)極存在如下不足之處(1)該石墨陽(yáng)極是組合式的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組裝困難，技術(shù)要求比較高，勞動(dòng)強(qiáng)度大；另外，該種組合式石墨陽(yáng)極必須全套安裝和更換，安裝連接點(diǎn)較多，需要多人操作，時(shí)間比較長(zhǎng)；安裝和更換需要現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，環(huán)境比較惡劣，工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大。
(2)該石墨陽(yáng)極連接點(diǎn)較多，在實(shí)際生產(chǎn)中容易造成電流分布不均，陽(yáng)極消耗比較大，使用周期短。每個(gè)電解槽正常使用周期(8個(gè)月)需要兩套組合式石墨陽(yáng)極，由于整條電解生產(chǎn)線的電路為串聯(lián)，所以更換組合式石墨陽(yáng)極時(shí)需要整條生產(chǎn)線停電30分鐘，并且在低電流下運(yùn)行一段時(shí)間才能調(diào)整到正常工作電流，造成整條生產(chǎn)線的減產(chǎn)和運(yùn)行不穩(wěn)定，給電解槽正常生產(chǎn)和維護(hù)帶來(lái)困難?，F(xiàn)有組合式石墨陽(yáng)極的單個(gè)石墨塊為900mm長(zhǎng)，正常使用僅消耗掉150mm后，就需要更換，有效利用率很低，不到20％，并且更換下來(lái)的組合式石墨陽(yáng)極中的所有石墨塊都將報(bào)廢，不能再用于電解，造成了很大浪費(fèi)，致使生產(chǎn)成本提高。
(3)如果在生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)某根單塊石墨陽(yáng)極塊脫落或部分石墨塊出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致全套石墨陽(yáng)極不能繼續(xù)使用，必須更換全套新的組合式石墨陽(yáng)極，使生產(chǎn)成本升高。
(4)組合式石墨陽(yáng)極在使用前必須進(jìn)行浸漬。由于整體安裝，在新安裝或更換后短期，滲留在石墨塊中的浸漬液，在高溫下很容易出現(xiàn)大量浸漬液滲出進(jìn)入到電解槽中，給電解質(zhì)溶液造成污染，引起陽(yáng)極效應(yīng)的頻繁發(fā)生，使電解槽不能正常工作，必須更換電解質(zhì)溶液，造成生產(chǎn)成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有金屬鈣電解工藝陽(yáng)極系統(tǒng)中所使用的組合式石墨陽(yáng)極的缺陷，提供一種制造簡(jiǎn)單，不需要停電且可單獨(dú)安裝和更換、操作方便，利于生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定、提高產(chǎn)量和降低勞動(dòng)強(qiáng)度的新式石墨陽(yáng)極。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極，由導(dǎo)桿、石墨塊和澆鑄體組成，導(dǎo)桿下端與石墨塊的連接部分呈圓臺(tái)形，石墨塊上部開有一個(gè)與導(dǎo)桿下端相配合的圓錐孔，圓錐孔的上端帶有一凸臺(tái)，將導(dǎo)桿下端對(duì)中插入石墨塊的上部孔中，用澆鑄體固定連接。
如上所述的金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極，其中，導(dǎo)桿上端開有一個(gè)吊裝孔。
本實(shí)用新型所提供的鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可直接單根安裝到電解槽中使用，安裝和拆卸方便，并且可在不停電的情況下單根更換陽(yáng)極，避免了整條電解生產(chǎn)線停電、低電流運(yùn)行所造成的產(chǎn)量損失。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)電解工藝的不同，可將多根鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極同時(shí)安裝到一臺(tái)電解槽中使用，每根都可以單獨(dú)拆卸、升降和更換，所以不必像現(xiàn)有組合式石墨陽(yáng)極必須將多塊石墨塊組裝起來(lái)后方可安裝到電解槽中使用，避免了制造、安裝和拆卸不便，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
該種鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極在電解槽中使用，單根鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極中石墨塊的利用率大于現(xiàn)有組合式石墨陽(yáng)極中單塊石墨塊的利用率，而且由于每個(gè)電解槽石墨陽(yáng)極不需要整體更換，只需根據(jù)單根鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極消耗情況更換即可，所以鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有組合式石墨陽(yáng)極的利用率，從而降低了生產(chǎn)成本；而且該電極的安裝連接點(diǎn)少，電流分布均勻，電解槽運(yùn)行更加平穩(wěn)。
鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極可以單根更換，減少浸漬液進(jìn)入電解質(zhì)溶液的量，降低了陽(yáng)極更換時(shí)電解槽陽(yáng)極效應(yīng)的發(fā)生次數(shù)，提高了電解槽運(yùn)行穩(wěn)定性。


圖1為組合式石墨陽(yáng)極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的俯視圖。
圖中，1.石墨塊2.大夾板3小夾板4.軟母帶5.連接用的螺桿和螺帽6.導(dǎo)桿7.石墨塊8.澆鑄體9.吊裝孔具體實(shí)施方式
該金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極由導(dǎo)桿6、石墨塊7和澆鑄體8三部分組成，其中導(dǎo)桿上部分為長(zhǎng)方形，其橫截面為正方形或長(zhǎng)方形均可，便于其與電解槽的電路系統(tǒng)連接，增大接觸面，另外其最上端開有一個(gè)吊裝孔9；導(dǎo)桿下端呈圓臺(tái)形，便于石墨塊接觸面增大，連接強(qiáng)度增強(qiáng)，同時(shí)又有利于澆鑄；另外其材質(zhì)必須要耐高溫、耐氯氣腐蝕、導(dǎo)電性能好以及強(qiáng)度比較好的材料，如鑄鐵、鑄鋼、鋼鋁聯(lián)合等材料均可。
石墨塊7呈長(zhǎng)方形，并且將其置于電解質(zhì)溶液中，應(yīng)使其高于電解質(zhì)的液面。其上部開有一個(gè)與導(dǎo)桿下端相配合的錐形澆鑄孔，澆鑄孔的上端要帶有一凸臺(tái)，從而保證澆鑄時(shí)使?jié)茶T體起到密封作用，材質(zhì)應(yīng)是導(dǎo)電性能好、抗壓強(qiáng)度高、材質(zhì)致密、雜質(zhì)含量小、浸漬性能好、易加工成型的石墨。
澆鑄體8材質(zhì)導(dǎo)電性能要好、有一定的強(qiáng)度(冷態(tài)時(shí))，流動(dòng)性好(熔融狀態(tài)時(shí))利于澆鑄，并且易于破碎，使導(dǎo)桿便于取出和重復(fù)利用?？梢赃x用高磷鑄鐵或其它性能類似的磷鐵材料。
鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極的制作鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極的導(dǎo)桿與石墨塊采用澆鑄方式連接。澆鑄前，石墨塊的澆鑄孔內(nèi)用壓縮風(fēng)清理干凈，除去導(dǎo)桿下端的圓臺(tái)部分表面的銹漬，清理干凈。石墨塊與導(dǎo)桿在澆鑄前分別預(yù)熱，澆鑄體加熱到熔融狀態(tài)。
已備好的導(dǎo)桿和石墨塊裝入胎具內(nèi)，調(diào)好導(dǎo)桿與石墨塊的同心度和垂直度，熔化好的澆鑄體溶液澆入導(dǎo)桿與石墨塊的間隙內(nèi)。連續(xù)鑄完，自然冷卻。冷卻充分后，將成型的鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極取出。測(cè)量每根導(dǎo)桿與陽(yáng)極石墨的直流電阻，確保陽(yáng)極石墨的導(dǎo)電性。
權(quán)利要求1.一種金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極，由導(dǎo)桿(6)、石墨塊(7)和澆鑄體(8)組成，其特征在于導(dǎo)桿(6)下端與石墨塊(7)的連接部分呈圓臺(tái)形，石墨塊(7)上部開有一個(gè)與導(dǎo)桿(6)下端相配合的圓錐孔，圓錐孔的上端帶有一凸臺(tái)，將導(dǎo)桿(6)下端對(duì)中插入石墨塊(7)的上部孔中，用澆鑄體(8)固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極，其特征在于所述的導(dǎo)桿(6)上端開有一個(gè)吊裝孔(9)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極，其特征在于所述的導(dǎo)桿(6)可以為鑄鐵或鑄鋼或鋼鋁聯(lián)合材料。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極，其特征在于所述的導(dǎo)桿(6)上部橫截面為正方形或長(zhǎng)方形。
專利摘要本發(fā)明屬于金屬冶煉電解領(lǐng)域，具體涉及一種金屬鈣電解用鋼碳聯(lián)合陽(yáng)極。該陽(yáng)極由導(dǎo)桿、石墨塊和澆鑄體組成，導(dǎo)桿下端與石墨塊的連接部分呈圓臺(tái)形，石墨塊上部開有一個(gè)與導(dǎo)桿下端相配合帶有一定錐度的圓錐孔，圓錐孔的上端帶有一凸臺(tái)，將導(dǎo)桿下端對(duì)中插入石墨塊的上部孔中，用澆鑄體固定連接。其制造簡(jiǎn)單，不需要停電且可單獨(dú)安裝和更換、操作方便，利于生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定、提高產(chǎn)量和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C25C3/00GK2851282SQ20052014502
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者夏寶生, 王樹芳, 趙友泉, 趙萬(wàn)奇, 邢海華, 黃晶, 趙萬(wàn)群, 孫德省, 李瑞章, 鄭利君, 劉長(zhǎng)平 申請(qǐng)人:中核包頭光華化學(xué)工業(yè)公司