一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁電解領(lǐng)域一種配件，具體為鋁電解用陽(yáng)極配套的陽(yáng)極鋁爪，以替代目前使用的鋼爪。
【背景技術(shù)】
[0002]自冰晶石-氧化鋁熔鹽電解鋁方法問世以來，選用碳作為陽(yáng)極，鋼爪就以連結(jié)和導(dǎo)體的身份一直陪伴其一百多年。由于鋼爪在電解鋁生產(chǎn)中的不足，那么，節(jié)約能耗，提高鋁液質(zhì)量，一直是電解鋁行業(yè)追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)電解鋁生產(chǎn)用預(yù)焙陽(yáng)極由陽(yáng)極母線和陽(yáng)極炭塊組構(gòu)成，陽(yáng)極母線分大母線、軟母線和立柱母線。陽(yáng)極炭塊組中，鋁導(dǎo)桿和鋼爪通過鋁-鋼爆炸焊塊連接，焊塊上表面與陽(yáng)極導(dǎo)桿的鋁-鋁焊接采用氬弧燥完成，其下表面與鋼板梁下的鑄鋼爪頭的鋼-鋼焊采用電弧焊，鋼爪和炭塊通過磷生鐵澆鑄粘接。陽(yáng)極炭塊通過帶有多個(gè)鋼爪的鋁導(dǎo)桿澆鑄后與鋁母線連接作為電解槽陽(yáng)極使用，使用過程中，電解質(zhì)液容易沖刷鋼爪，造成鋁液Fe含量升高，鋁液品位降低；同時(shí)陽(yáng)極Fe-C壓降對(duì)于鋁電解生產(chǎn)電能消耗影響較大，其主要的影響因素包括:爪頭的冶金質(zhì)量、爪頭與磷生鐵接觸界面、磷生鐵(成分、組織、內(nèi)在質(zhì)量)、磷生鐵與陽(yáng)極塊接觸界面、陽(yáng)極塊質(zhì)量等。隨著電解鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展，國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)政策的不斷調(diào)控，電解鋁市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，節(jié)能減排是鋁電解生產(chǎn)面臨的一個(gè)主要任務(wù)，減低能耗成為鋁電解生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵因素，因此，研宄探討節(jié)能降耗技術(shù)工作就顯的特別重要，鑒于此種情況研宄發(fā)明了電解鋁陽(yáng)極鋁爪。電解鋁用預(yù)焙陽(yáng)極鋁爪是指冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法電解生成鋁過程中所用陽(yáng)極組，連接預(yù)焙炭塊不可少的構(gòu)件。電解鋁用預(yù)焙陽(yáng)極鋁爪替代現(xiàn)有的鋼爪，具有節(jié)約電耗，提高鋁液質(zhì)量，減少勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，能克服傳統(tǒng)電解鋁企業(yè)使用陽(yáng)極鋼爪的節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其解決了鋁電解現(xiàn)有生產(chǎn)中涮化鋼爪的問題，鋁液Fe含量升高，減少鋼爪維修費(fèi)用，降低鋁電解能耗和降低碳耗以及降本而設(shè)計(jì)的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，包括導(dǎo)桿，與所述導(dǎo)桿連接的電解鋁用預(yù)焙陽(yáng)極采用鋁爪結(jié)構(gòu)，所述鋁爪的內(nèi)腔為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔的進(jìn)口、出口通過鋁爪或?qū)U的任何處與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連通，所述內(nèi)腔內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。
[0005]其中，所述鋁爪、內(nèi)腔或鋁爪、內(nèi)腔、導(dǎo)桿一體成型。
[0006]其中，鋁電解鋁用陽(yáng)極鋁爪為鋁基合金材質(zhì)。
[0007]其中，鋁電解用陽(yáng)極鋁爪內(nèi)腔為單回路、雙回路以及多回路管道。
[0008]其中，所述冷卻介質(zhì)的比熱容大于3.0焦/千克。C。
[0009]進(jìn)一步的，所述冷卻介質(zhì)為水及其溶液、有機(jī)溶劑及其溶液或高壓冷卻空氣及冷卻氣體。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中陽(yáng)極爪頭全部用保溫料覆蓋，爪頭溫度接近甚至超過鋁的軟化點(diǎn)440°c的難題，在陽(yáng)極鋁爪內(nèi)部設(shè)置管道式中空結(jié)構(gòu)和空腔式結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置于電解鋁用鋁爪或?qū)U上的進(jìn)口、出口與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通，冷卻介質(zhì)比熱容大于3.0焦/千克。C，保證鋁爪頭在較高溫度條件下不熔化，降低鋁爪的氧化反應(yīng)，起到導(dǎo)電的作用。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)-實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明電解鋁用內(nèi)置管道式空腔陽(yáng)極鋁爪；
[0014]圖3為本發(fā)明電解鋁用內(nèi)置空腔陽(yáng)極鋁爪。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]如圖1、圖2和圖3所示的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，包括導(dǎo)桿(I)，與所述導(dǎo)桿(I)連接的電解鋁用預(yù)焙陽(yáng)極采用鋁爪(5)結(jié)構(gòu)，所述鋁爪(5)的內(nèi)腔(2)為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔
(2)通過鋁爪(5)與導(dǎo)桿(I)連接處進(jìn)口(3)、出口(4)與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連通，所述內(nèi)腔(2)內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。所述冷卻介質(zhì)的比熱容大于3.0焦/千克。C，所述冷卻介質(zhì)為水及其溶液、有機(jī)溶劑及其溶液或高壓冷卻空氣及冷卻氣體。進(jìn)一步的，所述鋁爪(5)、內(nèi)腔
(2)或鋁爪(5)、內(nèi)腔(2)、導(dǎo)桿(I) 一體成型。
[0017]其中，鋁電解鋁用陽(yáng)極鋁爪(5)為鋁基合金材質(zhì)。鋁電解用陽(yáng)極鋁爪(5)內(nèi)腔(2)為單回路、雙回路以及多回路管道。
[0018]本發(fā)明針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中陽(yáng)極爪頭全部用保溫料覆蓋，爪頭溫度接近鋁的軟化點(diǎn)440°C的難題，在陽(yáng)極鋁爪(5)內(nèi)腔(2)設(shè)置管道式中空結(jié)構(gòu)或空腔式結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置于電解鋁用鋁爪(5)上進(jìn)口(3)、出口(4)與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通，冷卻介質(zhì)比熱容大于3.0焦/千克°C，保證鋁爪(5)頭在較高溫度條件下不熔化，降低鋁爪(5)的氧化反應(yīng)，起到導(dǎo)電的作用。
[0019]本發(fā)明針對(duì)鋁電解生產(chǎn)用陽(yáng)極鋼爪，焊接過程中鋼鋁之間的固溶度較低、熱物理性能差異較大，并且兩者極易反應(yīng)生成脆性的金屬間化合物，這種脆性的金屬間化合物極大地降低了焊接接頭的力學(xué)性能，為了增強(qiáng)焊接質(zhì)量，在鋁導(dǎo)桿(I)和鋼爪焊接時(shí)采用了鋁鋼爆炸焊塊，增加了成本和壓降的現(xiàn)狀，發(fā)明了的鋁電解用陽(yáng)極鋁爪(5)，由于鋁爪(5)與鋁導(dǎo)桿(I)使用同一材質(zhì)，其固溶度高，熱物理性差異性小，可直接將導(dǎo)桿(I)與鋁爪(5)預(yù)制成一體，也可以采用焊接的方式焊接鋁導(dǎo)桿(I)與鋁爪(5)。
[0020]本發(fā)明針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中陽(yáng)極爪頭全部用保溫料覆蓋，爪頭溫度接近鋁的軟化點(diǎn)440°C的難題，在陽(yáng)極鋁爪(5)內(nèi)腔(2)設(shè)置管道式中空結(jié)構(gòu)和空腔式結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置于電解鋁用鋁爪(5)上進(jìn)口(3)、出口(4)與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通，冷卻介質(zhì)比熱容大于3.0焦/千克.°C，保證鋁爪(5)頭在較高溫度條件下不熔化，降低鋁爪(5)的氧化反應(yīng)，起到導(dǎo)電的作用。
[0021]本發(fā)明取消爆炸焊片、變磷鐵澆鑄為鋁合金澆鑄、變陽(yáng)極鋼爪為陽(yáng)極鋁爪(5)、變鋁鐵壓降為鋁鋁壓降，變鐵碳?jí)航禐殇X碳?jí)航档?，以上可以使得?yáng)極組整體壓降90mv左右，每年在電解生產(chǎn)中可以降低直流電消耗，提高鋁液質(zhì)量，節(jié)約鋁鋼爆炸焊塊、鋼爪保護(hù)環(huán)以及大量維修費(fèi)用。
[0022]具體實(shí)施為:
[0023]1、按照目前鋼爪的尺寸，先預(yù)制中空結(jié)構(gòu)的管道，管道直徑ΦΙ-lOOmm，分為單管道、雙管道以及多管道結(jié)構(gòu)。然后采用脫?；蛳ｈT造方法制作一帶有進(jìn)口(3)、出口
(4)內(nèi)部帶中空結(jié)構(gòu)的鋁質(zhì)爪頭或鋁爪導(dǎo)桿一體鑄件。
[0024]中空結(jié)構(gòu)的管道制作成直型的或旋盤式的。
[0025]2、將原陽(yáng)極導(dǎo)桿⑴組進(jìn)行改造，將原陽(yáng)極鋼爪及爆炸焊塊去掉，將陽(yáng)極鋁導(dǎo)桿
(I)與陽(yáng)極鋁爪(5)熔化預(yù)制成一體，也可以采用焊接的方式焊接鋁導(dǎo)桿(I)與鋁爪(5)，降低連接壓降。
[0026]3、將冷卻介質(zhì)接入鋁爪(5)冷卻管道進(jìn)口⑶和出口(4)，根據(jù)溫度情況調(diào)整冷卻介質(zhì)的用量、壓力，保證鋁爪(5)在660-1800°C環(huán)境下不被熔化卻能夠正常工作。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其特征在于:包括導(dǎo)桿(I)，與所述導(dǎo)桿(I)連接的電解鋁用預(yù)焙陽(yáng)極采用鋁爪(5)結(jié)構(gòu)，所述鋁爪(5)的內(nèi)腔(2)為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔(2)通過鋁爪(5)與導(dǎo)桿⑴連接處進(jìn)口(3)、出口(4)與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連通，所述內(nèi)腔(2)內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其特征在于:所述鋁爪(5)、內(nèi)腔(2)或鋁爪(5)、內(nèi)腔(2)、導(dǎo)桿(I) 一體成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其特征在于:鋁電解鋁用陽(yáng)極鋁爪(5)為鋁基合金材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其特征在于:鋁電解用陽(yáng)極鋁爪(5)內(nèi)腔(2)為單回路、雙回路以及多回路管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其特征在于:所述冷卻介質(zhì)的比熱容大于3.0焦/千克。C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，其特征在于:所述冷卻介質(zhì)為水及其溶液、有機(jī)溶劑及其溶液或高壓冷卻空氣及冷卻氣體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電解鋁用配件技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種電解鋁用陽(yáng)極鋁爪，包括導(dǎo)桿，與所述導(dǎo)桿連接的電解鋁用預(yù)焙陽(yáng)極采用鋁爪結(jié)構(gòu)，所述鋁爪的內(nèi)腔為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔通過鋁爪與導(dǎo)桿連接處進(jìn)口、出口與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連通，所述內(nèi)腔內(nèi)通入冷卻介質(zhì)。本發(fā)明針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中陽(yáng)極爪頭全部用保溫料覆蓋，爪頭溫度接近甚至超過鋁的軟化點(diǎn)440℃的難題，在陽(yáng)極鋁爪內(nèi)部設(shè)置管道式中空結(jié)構(gòu)和空腔式結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置于電解鋁用鋁爪上進(jìn)口、出口與外置循環(huán)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通，冷卻介質(zhì)比熱容大于3.0焦/千克℃，保證鋁爪頭在較高溫度條件下不熔化，降低鋁爪的氧化反應(yīng)，起到導(dǎo)電的作用。
【IPC分類】C25C3-12
【公開號(hào)】CN104789990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510093768
【發(fā)明人】蔣小林, 蔣贇卓
【申請(qǐng)人】陜西銀仕達(dá)信息科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月3日